CN202654927U - 旋流整流气液吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔，塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。倾斜气体导管为一圈或多圈，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同。旋流整流隔板的数量可以是一个或多个，每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。本实用新型解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短的问题，吸收效率高、除尘效率高、塔径小、能耗低、结构简单、适应性好、可靠性高，特别适用于烟气湿法脱硫工艺。

Description

旋流整流气液吸收塔

技术领域

本实用新型涉及一种气液传质、传热设备，特别涉及一种高效的旋流整流气液吸收塔，适用于工业烟气净化吸收装置。

背景技术

气液传质、传热设备，用来进行气液两相之间进行紧密接触，达到相间传质及传热的目的，可用作精馏、吸收、解吸和萃取等工作。在大气污染控制领域，工业烟气净化吸收装置广泛使用的石灰石/石灰-石膏湿法喷淋吸收塔，其吸收剂石灰石/石灰与烟气中的SO₂反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在浆液中易产生饱和结晶，造成除雾器等设备的结垢堵塞，大大降低石灰石/石灰-石膏烟气湿法喷淋吸收塔的可用率。

目前广泛使用的喷淋吸收塔还有以下缺陷：

（1）喷淋吸收塔的吸收效率低。烟气通常从单侧进入，造成吸收塔内部烟气分布不均，各处的流速不同、液气比不同，气液传质效果差。另外，为了防止除雾器负荷过大、保证气液逆流吸收，通常采用雾滴粒径较大的浆液喷嘴，造成气液反应表面积小。

（2）能耗大、投资高、运行费用高。由于浆液喷嘴的雾滴粒径较大，只好采用较大的液气比，使得吸收塔的浆液循环泵流量大，相应的管道、喷嘴等增多增大。

针对喷淋塔技术的缺陷，中国实用新型CN201115813Y“气动脱硫塔”提出在塔内设置由多个气动脱硫单元所并联成的组合段，进行高效率脱硫，有效克服了除尘负荷过重、液气比高的弊端。但该实用新型存在组合段内气液接触不佳、烟气停留时间短等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有喷淋塔技术的不足，提出一种高效、节能、可靠、适应性强的旋流整流气液吸收塔，解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短而导致吸收效率低的问题。

本实用新型旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔，塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。

所述的立式吸收塔，其塔体截面可以是圆形或矩形，气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。

所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同，典型的布置方式是每相邻的两圈倾斜气体导管倾斜方向相反，形成更优化的气体流动状况。倾斜气体导管的直径、数量和倾斜角度需要经过计算机多次模拟和优化才能确定。倾斜气体导管的长径比为0.5～2，倾斜角度（见附图6中α角）为30～60°。

所述的旋流整流隔板的数量可以是一个或多个，每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。

所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层，也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。

所述的立式吸收塔，其气体进口管和气体出口管的布置可以是气体进口管布置在下方、气体出口管布置在上方，也可以是气体进口管布置在上方、气体出口管布置在下方。

本实用新型的有益效果是：

1、吸收效率高。（1）气体通过旋流整流隔板之后，完全消除了位于吸收塔侧面的气体进口管道形成的偏流，气体分布均匀，各处的液气比接近相同，提高了气液接触效果。（2）大直径气体导管既作为气体通道，又同时作为液体流动通道，并由于气体导管的倾斜放置，形成液幕，进一步增强了气液接触效果。（3）气体通过旋流整流隔板之后，气体形成旋流流场，吸收塔中部还可以同时形成相反的流动方向，延长了气体停留时间。（4）可利用多级的原理，布置多个旋流整流隔板，每个旋流整流隔板将前一级的气体重新混合、汇集后送入下游，完全消除了气液接触死区，这种各级效率的叠加可实现很高的吸收效率。

2、除尘效率高。气体通过旋流整流隔板时，流速可达15～20m/s，形成强烈的湍流流动状态，使大量的烟尘得以除去。

3、塔径小，投资费用低。本实用新型的吸收塔的空塔表观流速可达6m/s，而传统的喷淋塔最佳流速为3～4m/s左右。较高的空塔表观流速可使吸收塔的直径减小，降低造价。

4、能耗低。气体的旋流流动，延长了雾滴悬浮时间，提高了气液接触表面积，可在要求相同吸收效率的条件下，选用较小的液气比，每级可选为2至4L/Nm³，远低于传统湿法脱硫中每一层喷淋层的液气比，因此相应的浆液循环泵流量小，价格较低，消耗电能也少。

5、结构简单，便于制作、安装。本实用新型不设精细、微小构件，可用不锈钢管和板材制作、安装。

6、适应性好。由于形成了独特的气体流场，提高了气液传质、传热速率，可适应大范围变化的气体流量、不同的有害气体浓度，提高了运行操作弹性。

7、可靠性高。（1）倾斜气体导管流通截面积较大，而且具有自冲洗作用，不易堵塞。（2）旋流整流隔板将气体重新混合、汇集，完全消除了气液接触死区，个别喷嘴堵塞对吸收效率的影响很小。（3）由于气体导管的倾斜放置，上、下开孔隔板的开孔率较高，不易形成大面积的沉积。

8、便于吸收塔防腐施工、检修等工作的进行。旋流整流隔板整体强度高，进行吸收塔的防腐施工、检修时，可以不用搭建脚手架。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。

图3是本实用新型实施例3的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。

图4是本实用新型实施例1的旋流整流隔板结构外观三维渲染轴侧图。

图5是本实用新型实施例1的旋流整流隔板结构外观三维渲染俯视图。

图6是本实用新型的倾斜气体导管结构示意图。

图中：1、立式吸收塔；2、气体进口管道；3、气体出口管道；4、旋流整流隔板；4-1、上开孔隔板；4-2、下开孔隔板；4-3、倾斜气体导管；5、浆液喷嘴组；6、除雾器；7、浆液池。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

实施例1：如图1、图4和图5所示，本吸收塔1下部侧面设有两根气体进口管道2，吸收塔1顶部设有除雾器6，气体在塔内发生气液吸收反应、除雾后经气体出口管道3排出。本吸收塔1布置一个旋流整流隔板4，包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3。旋流整流隔板4上部、下部均布置进行水平喷雾的浆液喷嘴组5。吸收塔1底部设置浆液池7。

实施例2：与实施例1基本相同，如图2所示。与实施例1略有不同，本实施例的吸收塔1下部侧面设有一根气体进口管道2，布置两个旋流整流隔板4。吸收塔1底部不设置浆液池。

本实施例适用于较高的入口气体有害气体浓度，两个旋流整流隔板4形成两级吸收塔，可以满足达标排放。

实施例3：与实施例1基本相同，如图3所示。与实施例1略有不同，本实施例的吸收塔1的旋流整流隔板4仅上部布置的浆液喷嘴组5，浆液喷嘴组5为布置于吸收塔1内部的浆液喷淋层。

旋流整流隔板4布置多圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3，由气体进口管道2侧面进入吸收塔1的气体经过旋流整流隔板4后，消除了气体偏流，气体分布趋于均匀，有利于气液高效吸收。

旋流整流气液吸收塔工程应用如下。

燃煤锅炉参数：两台25T/h循环流化床锅炉，标况烟气量2×25000Nm³/h，入口烟气温度120℃左右，SO₂浓度2500~3000mg/Nm³。

选取吸收塔表观烟气流速为4.2m/s，设计吸收塔直径2.6m，吸收塔下部对称布置两根气体入口管道，顶部一根气体出口管道。考虑烟气中较高SO₂浓度，本工程采用两级吸收塔。旋流整流隔板包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管，内圈4根、外圈6根，长径比约为1.5，倾斜角度45°，其中的气体流速为13m/s。经计算机数值模拟和现场测定，旋流整流隔板上部的气体流场为：约1/2半径至壁面的范围内，形成旋流流动，吸收塔中部约1/2半径范围内形成向下的流动。这种流场提高了气体停留时间，增强气液吸收反应效果：在Ca/S摩尔比为1.03时，吸收效率可达到98%以上。

Claims (5)

1.一种旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔，其特征在于：所述塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。

2.根据权利要求1所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于：所述立式吸收塔，其塔体截面可以是圆形或矩形，气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。

3.根据权利要求1或2所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于：所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同；倾斜气体导管的长径比为0.5～2，倾斜角度α为30～60°。

4.根据权利要求1或2所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于：所述的旋流整流隔板的数量为1～5个，每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。

5.根据权利要求4所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于：所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层，也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。 

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