CN204522697U - 一种新型海水脱硫吸收塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型海水脱硫吸收塔，包括壳体(1)，所述的壳体(1)的内壁上设有多个超声波发生装置(2)。本实用新型通过在吸收塔壳体的内壁上设置多个超声波发生装置，从而可以实现利用多个超声波发生装置产生的单频场或混频场，将导入海水中的大分子烟气打碎成小分子，使得烟气气泡直径下降，气泡上升速度减缓，气含率增大，从而提高了脱硫速率，增大了脱硫效率。

Description

一种新型海水脱硫吸收塔

技术领域

本实用新型涉及一种新型海水脱硫吸收塔，属于烟气脱硫技术领域。

背景技术

海水烟气脱硫技术是利用海水的碱度脱除烟气中二氧化硫的一种方法，进行海水脱硫处理时，通常的做法是将烟气直接通入海水中，利用大量的海水进行吸收，以降低烟气中的硫含量(如申请号为201010291585.9的发明专利申请所公开的“一种烧结烟气海水脱硫工艺及脱硫系统”)。但是现有的海水脱硫技术仍然存在以下缺点：

1、脱硫塔的脱硫效率低下，且单一的对某种形式的脱硫塔改进并不能大幅度提高脱硫效率，从而限制了海水脱硫技术的发展；

2、脱硫装置中的喷淋装置，设置的喷孔直径小、个数多，导致喷淋水流速慢，且喷孔容易堵塞，加工困难；另外，传统的喷淋装置流体分布不均匀(即喷孔的流量不均匀)，同时流速也不够理想，从而导致脱硫效率低；

3、烟气经喷淋装置处理后通过出气口直接排出，但是排出的烟气粉尘浓度较高(达43.52mg/Nm³)，对环境的危害性较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种新型海水脱硫吸收塔，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是脱硫塔的脱硫效率低下，且单一的对某种形式的脱硫塔改进并不能大幅度提高脱硫效率，从而限制了海水脱硫技术的发展的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种新型海水脱硫吸收塔，包括壳体，所述的壳体的内壁上设有多个超声波发生装置。

优选的，还包括：喷淋水管道和喷淋装置，所述的喷淋水管道固定于壳体的内壁上，喷淋装置与喷淋水管道固定连接，从而可以对烟气进行有效的脱硫处理。

更优选的，所述的喷淋装置包括：布水器和布水管，其中，布水器与喷淋水管道固定连接，布水管设于布水器上；所述的布水器还包括：喷淋淋头和多层金属网格，所述的金属网格设于喷淋淋头与喷淋水管道之间；喷淋淋头的顶端设有多个喷孔，从而可以通过多层金属网格实现二次或多次布水，并控制喷淋装置实际孔径的大小，将水滴分散成粒径不同的细小水滴，在自下而上的气体的作用下附着在平板壁面，起到均匀布水的效果，避免了液滴集中成水流；同时网格间液滴与气流之间的热质交换增强了对流传热传质的均流效果。

进一步优选的，所述的布水器还包括：吸水层，所述的吸水层设于金属网格与喷淋水管道之间，从而可以保证保水量的同时，通过面积的增加与水速的增加，进一步强化了二次空气和水传热传质的效果。

前述的新型海水脱硫吸收塔中，所述的金属网格的网格形状为波纹状，且布水管的截面积大于等于各喷孔截面积之和的3倍，从而可以增加布水面积，同时使得布水面积均匀度最大，进一步提高了脱硫效率。

本实用新型的吸收塔还包括：出气口和筛网，所述的筛网设于出气口的下方并与壳体的内壁固定连接，从而可以降低烟气粉尘浓度，降低排放烟气对环境的危害性。

上述的筛网为酚醛树脂类纳米级筛网，筛网的孔径为10～100nm，从而可以使粉尘在筛网的一端沉积下来并且能有效防止排气口气体压力过大而降低管道寿命的问题，同时该筛网抗酸性腐蚀、耐高温，可过滤掉烟气中绝大部分的粉尘，使得收尘效率大于99％。

优选的，所述的超声波发生装置的个数为4，同时，各个超声波发生装置的频率分别为f＝c/h、f＝2c/h、f＝3c/h和f＝5c/h，其中，f为超声波发生装置发出的超声波频率，n为正整数，c为超声波发生装置发出的超声波波速，h为吸收塔塔高，并且吸收塔塔高h与超声波的四分之一波长λ呈倍数关系(即h＝nλ)，从而使得吸收塔内形成多频超声场，并且脱硫效率最大(超声波发生装置的能耗、共振与其脱硫效率达到最大平衡)。

与现有技术相比，本实用新型通过在吸收塔壳体的内壁上设置多个超声波发生装置，从而可以实现利用多个超声波发生装置产生的单频场或混频场，将导入海水中的大分子烟气打碎成小分子，使得烟气气泡直径下降，气泡上升速度减缓，气含率增大，从而提高了脱硫速率，增大了脱硫效率；尤其是通过设置4个超声波发生装置时，同时，各个超声波发生装置的频率分别为f＝c/h、f＝2c/h、f＝3c/h和f＝5c/h，其中，f为超声波发生装置发出的超声波频率，n为正整数，c为超声波发生装置发出的超声波波速，h为吸收塔塔高，并且吸收塔塔高h与超声波的四分之一波长λ呈倍数关系(即h＝nλ)，从而使得吸收塔内形成多频超声场，并且脱硫效率最大(超声波发生装置的能耗、共振与其脱硫效率达到最大平衡)。此外，利用该吸收塔中的超声波发生装置，还可以结合数字式智能型混凝土超声波检测仪，检测出吸收塔内的结构强度。此外，本实用新型通过利用多层金属网格从而可以实现二次或多次布水，并控制喷淋装置实际孔径的大小，将水滴分散成粒径不同的细小水滴，在自下而上的气体的作用下附着在平板壁面，起到均匀布水的效果，避免了液滴集中成水流；同时网格间液滴与气流之间的热质交换增强了对流传热传质的均流效果。另外，本实用新型通过在出气口处设置筛网，从而可以降低烟气粉尘浓度，降低排放烟气对环境的危害性。

发明人经过大量的研究试验发现，通过以鼓泡塔的原理对吸收塔进行设计，以填料塔的样式对吸收塔结构进行改进，尤其是在吸收塔的内壁上设置超声波发生装置将大分子烟气打碎成小分子，通过设置喷淋水管道和喷淋装置对烟气进行二次吸收，综合考虑了多种因素对于脱硫效率的影响，经ASPEN PLUS计算后出，采用本发明的脱硫装置可将脱硫效率提高至97.1％。另外，本发明采用DTM(Design Transducers Method)进行计算，从多频超声场声强分布、气泡半径、气泡上升速度、气含率等四个方面对脱硫吸收过程进行了分析，得出：吸收塔在超声场的作用下可大幅度提高脱硫效率，而且在吸收塔的内壁上涂覆(固化型)聚氨酯弹性涂料和/或镍锌铁氧体涂料，不仅能够防止海水对塔体结构的侵蚀，还能进一步防止超声对塔体结构的共振，从而进一步提高脱硫效率；此外，通过在吸收塔中设置喷淋装置，从而从二次布水网格的角度来看，强化了二次空气和水传热传质的效果，同时通过在吸收塔的出口处设置筛网，对烟气中的悬浮颗进行过滤，从而使得烟气中的悬浮颗粒浓度趋近于0。

附图说明

图1是吸收塔的结构示意图；

图2是吸收塔中超声波发生装置的放置方式示意图；

图3是布水器的结构示意图；

图4是布水器与布水管的连接结构示意图。

附图标记：1-壳体，2-超声波发生装置，3-喷淋水管道，4-喷淋装置，5-布水器，6-布水管，7-喷淋淋头，8-金属网格，9-喷孔，10-吸水层，11-出气口，12-筛网，13-进气管道，14-进水管道，15-阀门，16-出水口。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1～图4所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上均匀的设有4个超声波发生装置2。还包括：喷淋水管道3和喷淋装置4，所述的喷淋水管道3固定于壳体1的内壁上，喷淋装置4与喷淋水管道3固定连接。所述的喷淋装置4包括：布水器5和布水管6，其中，布水器5与喷淋水管道3固定连接，布水管6设于布水器5上；所述的布水器5还包括：喷淋淋头7和多层金属网格8，所述的金属网格8设于喷淋淋头7与喷淋水管道3之间；喷淋淋头7的顶端设有多个喷孔9。所述的布水器5还包括：吸水层10，所述的吸水层10设于金属网格8与喷淋水管道3之间。所述的金属网格8的网格形状为波纹状，且布水管6的截面积大于等于各喷孔9截面积之和的3倍。还包括：出气口11和筛网12，所述的筛网12设于出气口11的下方并与壳体1的内壁固定连接。所述的筛网12为酚醛树脂类纳米级筛网，筛网12的孔径为10～100nm。

实施例2：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1、图2所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上均匀的设有2个超声波发生装置2。还包括：出气口11和筛网12，所述的筛网12设于出气口11的下方并与壳体1的内壁固定连接。所述的筛网12为酚醛树脂类纳米级筛网，筛网12的孔径为10～100nm。

实施例3：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1、图2所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上设有多个超声波发生装置2。还包括：喷淋水管道3和喷淋装置4，所述的喷淋水管道3固定于壳体1的内壁上，喷淋装置4与喷淋水管道3固定连接。还包括：出气口11和筛网12，所述的筛网12设于出气口11的下方并与壳体1的内壁固定连接。

实施例4：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1～图4所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上设有多个超声波发生装置2。还包括：喷淋水管道3和喷淋装置4，所述的喷淋水管道3固定于壳体1的内壁上，喷淋装置4与喷淋水管道3固定连接。所述的喷淋装置4包括：布水器5和布水管6，其中，布水器5与喷淋水管道3固定连接，布水管6设于布水器5上；所述的布水器5还包括：喷淋淋头7和多层金属网格8，所述的金属网格8设于喷淋淋头7与喷淋水管道3之间；喷淋淋头7的顶端设有多个喷孔9。所述的布水器5还包括：吸水层10，所述的吸水层10设于金属网格8与喷淋水管道3之间。

实施例5：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1～图4所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上设有多个超声波发生装置2。还包括：喷淋水管道3和喷淋装置4，所述的喷淋水管道3固定于壳体1的内壁上，喷淋装置4与喷淋水管道3固定连接。所述的喷淋装置4包括：布水器5和布水管6，其中，布水器5与喷淋水管道3固定连接，布水管6设于布水器5上；所述的布水器5还包括：喷淋淋头7和多层金属网格8，所述的金属网格8设于喷淋淋头7与喷淋水管道3之间；喷淋淋头7的顶端设有多个喷孔9。

实施例6：一种新型海水脱硫吸收塔，如图1、图2所示，包括壳体1，所述的壳体1的内壁上设有多个超声波发生装置2。

本实用新型的一种实施例的工作原理：

如图1所示，吸收塔的外部设有进气管道13和进水管道14，气体通过进气管道13进入吸收塔壳体1内，吸收塔内壁上均匀分布有超声波发生装置2(如图2所示)，吸收塔壳体1内部设有喷淋水管道3与喷淋装置4相接，同时出气口11处设计有筛网12。

如图3、图4所示，本实用新型中的喷淋装置4包括：布水器5和布水管6，布水器5与喷淋水管道3固定连接，布水管6设于布水器5上；所述的布水器5包括：喷淋淋头7和多层金属网格8，所述的金属网格8设于喷淋淋头7与喷淋水管道3之间；喷淋淋头7的顶端设有多个喷孔9；所述的布水器5还包括吸水层10，所述的吸水层10设于金属网格8与喷淋水管道3之间，为了布水均匀，需要选择合理的喷淋孔径，本发明通过在布水器5上采用多层金属网格8实现二次或多次布水效果，通过金属网格8控制实际孔径的大小。因考虑网格间存在重叠现象，金属网格8的目数做偏大选择，二次布水网格是由两部分组成(网格类似金属机构AB型排列重叠使用)。其中，金属网格8的作用是：将水滴分散成粒径不同的细小水滴，在自下而上的气体作用下附着在平板壁面，起到均匀布水的作用(避免液滴集中成水流)，使得网格间液滴与气流之间的热质交换增强对流传热传质的效果、均流作用。此外，为了控制流速，本发明将布水器5上金属网格8的形状，制成波纹状，一方面可以增加布水面积，控制布水管6截面积为各喷孔9截面积之和的3倍，从而可以保证正常流量均匀；另一方面制成波纹状增加布水面积的同时，孔径的数目增加，孔的数量增加，布水密度增加，流速增加进而脱硫效率增加。喷淋装置4对烟气进行处理，除去烟气中的二氧化硫后，接着，烟气再经筛网12，降低烟气中的粉尘浓度，最后，烟气经出气口11排出。吸收塔通过阀门15控制出水口16与进水管道14。

本实用新型中，超声波发生装置发出的超声波频率f与吸收塔塔高h存在如下关系：

f＝nc/h；

其中，f为超声波发生装置发出的超声波频率，n为正整数，c为超声波发生装置发出的超声波波速，h为吸收塔塔高，并且吸收塔塔高h与超声波的四分之一波长λ呈倍数关系(即h＝nλ)。

超声波发生装置的个数为4，同时，各个超声波发生装置的频率分别为f＝c/h、f＝2c/h、f＝3c/h和f＝5c/h，从而使得吸收塔内形成多频超声场，并且脱硫效率最大(超声波发生装置的能耗、共振与其脱硫效率达到最大平衡)。

Claims (8)

1.一种新型海水脱硫吸收塔，包括壳体(1)，其特征在于，所述的壳体(1)的内壁上设有多个超声波发生装置(2)。

2.根据权利要求1所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，还包括：喷淋水管道(3)和喷淋装置(4)，所述的喷淋水管道(3)固定于壳体(1)的内壁上，喷淋装置(4)与喷淋水管道(3)固定连接。

3.根据权利要求2所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，所述的喷淋装置(4)包括：布水器(5)和布水管(6)，其中，布水器(5)与喷淋水管道(3)固定连接，布水管(6)设于布水器(5)上；所述的布水器(5)还包括：喷淋淋头(7)和多层金属网格(8)，所述的金属网格(8)设于喷淋淋头(7)与喷淋水管道(3)之间；喷淋淋头(7)的顶端设有多个喷孔(9)。

4.根据权利要求3所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，所述的布水器(5)还包括：吸水层(10)，所述的吸水层(10)设于金属网格(8)与喷淋水管道(3)之间。

5.根据权利要求3或4所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，所述的金属网格(8)的网格形状为波纹状，且布水管(6)的截面积大于等于各喷孔(9)截面积之和的3倍。

6.根据权利要求1或2所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，还包括：出气口(11)和筛网(12)，所述的筛网(12)设于出气口(11)的下方并与壳体(1)的内壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，所述的筛网(12)为酚醛树脂类纳米级筛网，筛网(12)的孔径为10～100nm。

8.根据权利要求1所述的新型海水脱硫吸收塔，其特征在于，所述的超声波发生装置(2)的个数为4。