CN205672776U - 一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，脱硫塔内自上而下依次设有浆液池、入口烟道、浆液喷淋组、除尘除雾单元、烟气出口，所述的浆液喷淋组包括多层浆液喷淋层、气动脱硫单元，所述的气动脱硫单元设在浆液喷淋层之间，所述的气动脱硫单元由多个水平方向并列连接在一起的湍流装置组成，所述的除尘除雾单元包括多个在水平方向交错并列连接的导流装置，所述的气动脱硫单元与湍流装置均能能使通过的气体形成旋转的气流。本实用新型通过强化传质，使处理后的烟气脱硫、烟尘双指标达到排放标准。本实用新型结构简单，均气效果好，传质效率高，易在现有设备的基础上改造实施，空间占据小，能耗低，节约资源。

Description

一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔

技术领域

本实用新型属于废气处理技术领域，具体地说，涉及一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔。

背景技术

随着国民经济的持续增长，对电力的需求越来越大。我国电力构成以煤电为主，因此煤炭消耗量及二氧化硫排放量也迅速增加。在我国环保事业的不断发展和环保法规的不断完善的背景下，国家对二氧化硫排放提出更加严格的标准，对于二氧化硫的治理，目前采用较多的方法，是对燃烧烟气中的二氧化硫进行脱除，达到减排的目标。

目前对于控制二氧化硫排放污染，我国大部分燃煤电厂采用湿法烟气脱硫工艺，包括石灰石-石膏法、氨法及海水脱硫等工艺，分别利用石灰石浆液、氨水或海水等吸收液在脱硫塔内喷淋洗涤烟气，在此过程中，烟气中的二氧化硫被吸收液吸收，达到脱除二氧化硫的目的。

脱硫塔是湿法脱硫工艺的核心装置，一般采用空塔喷淋工艺，脱硫塔由三层浆液喷淋层及两层屋脊式除雾器构成，近年随着超低排放技术的推广，湿法烟气脱硫塔采用增加浆液喷淋层、双塔双循环或单塔双循环等技术以满足二氧化硫的超低排放，但脱硫塔依然保持着3～5层浆液喷淋层加2～3层屋脊式除雾器的结构。

脱硫塔的二氧化硫吸收能力直接决定着整个流程的二氧化硫的处理能力，脱硫塔的气液接触面积的大小、气液交换的强弱、气液接触能力直接影响了脱硫的效率。另外，现有的湿法脱硫技术，烟气出口携带了大量的水，溶解和悬浮在水中的颗粒物也一同夹带，难以满足该环保标准的标准。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，采用气动脱硫单元使气液固三相充分接触，强化传质过程，提升反应效能，采用除尘除雾单元，使湿烟气自下向上通过时产生高速旋流，烟气中的悬浮微粒、悬浮液滴先发生碰撞、凝聚，最终实现脱硫、烟尘指标双达标。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于：脱硫塔内自上而下依次设有浆液池、入口烟道、浆液喷淋组、除尘除雾单元、烟气出口，所述的浆液喷淋组包括多层浆液喷淋层、气动脱硫单元，所述的气动脱硫单元设在浆液喷淋层之间，所述的气动脱硫单元由多个水平方向并列连接在一起能使通过的气体形成旋转气流的湍流装置组成，所述的除尘除雾单元包括多个在水平方向交错并列连接能使通过的气体形成旋转气流的的导流装置。

进一步地，所述的湍流装置包括外筒、设置在外筒内与外筒同轴的内轴、多个环内轴沿圆周方向均布的湍流叶片，所述的湍流叶片设置在湍流装置的底部，所述的湍流叶片两端沿内轴径向分别与外筒和内轴固定连接，所述的湍流叶片为倾斜的平板，所述的湍流叶片在轴向的平面投影有两条平行的直边，所述的湍流叶片与内轴径向平面的夹角为20°～55°。

优选地，湍流叶片与内轴径向平面的夹角为26°。

进一步地，所述的湍流装置还包括设置在湍流装置内部、位于湍流叶片上部的排浆板，所述的排浆板直径与外筒内径相同，所述的排浆板上设有环轴线均布的若干排浆孔。

进一步地，所述的湍流装置还包括顶端与外筒底端和内轴同轴连接的凸台状引气筒，所述的引气筒内设有圆环状中空通道，所述的引气筒的底端轴向投影面积大于与顶端轴向投影面积，所述的圆环状中空通道的轴向投影面积从底端至顶端逐渐增加。

进一步地，所述的湍流叶片为4～16个，且轴向平面投影而成的两条平行的直边均与内轴相切；优选地，湍流叶片为8个。

进一步地，所述的导流装置包括多个垂直串联在一起的旋流模块，所述的旋流模块包括中空的筒节、位于筒节内与筒节同轴的旋流器，所述的旋流器设置在筒节的底端，所述的旋流器包括与筒节同轴设置的中轴、多个环中轴沿圆周方向均布的旋流叶片，所述的旋流叶片另一端与筒节内壁固定连接，所述的旋流模块之间通过连接管、定位套连接，连接管用于连接筒节，定位套用于连接中轴。

进一步地，所述的旋流叶片为曲面，所述的曲面在中轴轴向的平面投影为一由两条等长直线对边、两条弧线对边组成的四边形，所述的两条等长直线对边与中轴的交点处的切线夹角为30°～60°，所述的旋流叶片在中轴的径向的仰角为20°～50°。

优选地，两条等长直线对边与中轴的交点处的切线夹角为45°，旋流叶片在心轴中轴的径向的仰角为30°。

进一步地，所述的旋流器的中轴为空心轴，所述的导流装置之间的空心轴连接形成中空腔室，中空腔室顶端用封头封堵，中空腔室的底端通过水管接头与喷水母管连接，所述的旋流器与旋流器之间的空心轴还设有与空心轴同径的喷水器，所述的喷水器轴向两端分别与空心轴连接，所述的喷水器沿圆周均匀设有多个喷水头。

进一步地，所述的旋流叶片为4～30个，且轴向平面投影而成的四边形互相衔接形成一圆环；优选地，旋流叶片为18个。

进一步地，所述的浆液喷淋层不少于三层，所述的气动脱硫单元下方设有不少于两层的浆液喷淋层，上方设有不少于一层的浆液喷淋层，所述的浆液喷淋层包括浆液管、浆液喷嘴，所述的浆液管与浆液池连接，所述的浆液喷嘴为空心蜗壳喷嘴。

进一步地，所述的湍流装置还包括封堵板，所述的湍流装置之间通过封堵板连接。

进一步地，所述的浆液喷淋层固定安装在喷淋横梁上，所述的浆液喷淋层与入口烟道之间还设置有备用横梁。

进一步地，所述的横梁进行防腐处理，优选地，横梁表面进行镀锌。

进一步地，所述的旋流器设备的材料为聚丙烯。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型利用气体动力学原理，采用气动脱硫单元使气液固三相充分接触，强化传质过程，提升反应效能，提升二氧化硫被浆液吸收的速度和效率。

本实用新型采用的除尘除雾单元，使湿烟气自下向上通过时产生高速旋流，烟气中的悬浮微粒、悬浮液滴先发生碰撞、凝聚，形成的液膜回流至吸收塔浆液池，达到高效除尘、除雾的目的。

本实用新型传质效率高、均气效果好、适应性强，空间占据小，通过改造现有设备既能实现，能耗低，节约资源。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型湍流装置的结构示意图；

图3是本实用新型湍流装置的顶视图；

图4是本实用新型导流装置的结构示意图；

图5是本实用新型定位套的结构示意图；

图6是本实用新型喷水器的结构示意图；

图7是本实用新型旋流器的结构示意图；

图8是本实用新型旋流器的顶视图；

图9是本实用新型气动脱硫单元的顶视图；

图10是本实用新型除尘除雾单元的顶视图。

图中：1-浆液池；2-入口烟道；3-浆液喷淋层；4-气动脱硫单元；5-除尘除雾单元；6-烟气出口；7-喷水母管；31-浆液管；32-浆液喷嘴；40-湍流装置；41-外筒；42-内轴；43-湍流叶片；44-排浆板；45-排浆孔；46-引气筒；47-中空通道；48-封堵板；50-导流装置；51-筒节；52-旋流器；521-空心轴；522-旋流叶片；53-连接管；54-定位套；541-橡胶圈；55-喷水器；56-喷水头；57-空心管；58-封头；59-水管接头。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1至图10所示，本实用新型一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，脱硫塔内自上而下依次设有浆液池1、入口烟道2、浆液喷淋组、除尘除雾单元5、烟气出口6，所述的浆液喷淋组包括多层浆液喷淋层3、气动脱硫单元4，所述的气动脱硫单元4设在浆液喷淋层3之间，所述的气动脱硫单元4由多个水平方向并列连接在一起的湍流装置40组成，所述的除尘除雾单元5包括多个在水平方向交错并列连接的导流装置50，所述的湍流装置40和导流装置50均能能使通过的气体形成旋转的气流。

具体地，根据湿法脱硫工艺的化学反应原理，在确保吸收塔入口烟气参数恒定条件下，提升脱硫效率的方式为：一是增加液气比，如增加循环泵及喷淋层数；二是强化传质过程提升反应效能。本实用新型主要采用强化传质的方式，来提高脱硫的效率，降低烟气排放中的烟尘颗粒，达到脱硫、排烟的双标准。

采用强化传质的方式时，也适当结合增加液气比的方式，本实用新型所述的浆液喷淋层3为五层，所述的气动脱硫单元4下方设有三层浆液喷淋层3，上方设有两层浆液喷淋层3，所述的浆液喷淋层3包括浆液管31、浆液喷嘴32，所述的浆液管31与浆液池1连接，所述的浆液喷嘴32为空心蜗壳喷嘴。将气动脱硫单元4设置在浆液喷淋层3中间，可进一步提高强化传质的效率，使烟气与脱硫浆液充分接触、反应，实现高效脱硫。

湍流装置40作为气动脱硫单元4的核心部分，本实用新型所述的湍流装置40包括外筒41、设置在外筒41内与外筒41同轴的内轴42、多个环内轴42沿圆周方向均布的湍流叶片43，所述的湍流叶片43设置在湍流装置40的底部，所述的湍流叶片43两端沿内轴42径向分别与外筒41和内轴42固定连接，湍流叶片43投影面为矩形或扇环面，可以是曲面或平面，优选地，所述的湍流叶片43为倾斜的平板，所述的湍流叶片43在轴向的平面投影有两条平行的直边，所述的湍流叶片43与内轴42径向平面的夹角为26°。

基于多相紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理，在塔内烟气与浆液逆流互洗过程中，湍流装置40产生气液旋转翻腾的湍

流空间,使气液固三相充分接触，充分降低气液膜传质阻力，大大提高传质速率，提高均气效果。本实用新型所述的湍流叶片43为8个，且轴向平面投影而成的两条平行的直边均与内轴42相切。

本实用新型所述的湍流装置40还包括设置在湍流装置40内部、位于湍流叶片43上部的排浆板44，所述的排浆板44直径与外筒41内径相同，所述的排浆板44上设有环轴线均布的若干排浆孔45。气体与浆液充分接触反应后，会沿着湍流装置40的内壁向下流，其中一部分浆液通过排浆孔45流入到浆液池1中。

烟气从入口烟道2进入脱硫塔中，为使烟气进入脱硫塔中，形成均匀的上升气流，入口烟道2设置成斜向下形式，优选地，入口烟道2气体的流动方向与水平面的夹角为14°。

为引导烟气进入气动脱硫单元4的湍流装置40，所述的湍流装置40还包括顶端与外筒41底端和内轴42同轴连接的凸台状引气筒46，所述的引气筒46内设有圆环状中空通道47，所述的引气筒46的底端轴向投影面积大于与顶端轴向投影面积，所述的圆环状中空通道47的轴向投影面积从底端至顶端逐渐增加。烟气从圆环状中空通道47进入湍流装置40，增加烟气进入的速度，利于形成高速的湍流，提高传质。

湍流装置40在水平向的并列连接形成气动脱硫单元4，所述的湍流装置40还包括封堵板48，所述的湍流装置40之间通过封堵板48连接。封堵板48可设置在湍流装置40的顶端和引气筒46的底端，将湍流装置40内部空间以外的空间密封，更好的引导烟气进入湍流装置40。

本实用新型所述的导流装置50包括多个垂直串联在一起的旋流模块，所述的旋流模块包括中空的筒节51、位于筒节51内与筒节51同轴的旋流器52，所述的旋流器52设置在筒节51的底端，所述的旋流器52包括与筒节51同轴设置的中轴、多个环中轴沿圆周方向均布的旋流叶片522，所述的旋流叶片522另一端与筒节51内壁固定连接，所述的旋流模块之间通过连接管53、定位套54连接，连接管53用于连接筒节51，定位套54用于连接中轴，所述的旋流叶片522为曲面，所述的曲面在中轴轴向的平面投影为一由两条等长直线对边、两条弧线对边组成的四边形，所述的两条等长直线对边与中轴的交点处的切线夹角为45°，所述的旋流叶片522在中轴的径向的仰角为30°。

环状导流叶片作用下，湿烟气自下向上通过时产生高速旋流，从而使烟气中的悬浮微粒、悬浮液滴先发生碰撞、凝聚，而后被旋流离心力作用甩落至集成单元叶片及管内壁形成液膜，液膜中截留了大量固体颗粒及悬浮液滴，液膜在重力作用下或在冲洗水的作用下回流至吸收塔浆液池1。

本实用新型所述的旋流叶片522为18个，且轴向平面投影而成的四边形互相衔接形成一圆环。

在除尘除雾的环节中，对除尘除雾单元5的清洗是比不可少的，所述的旋流器52的中轴为空心轴521，所述的导流装置50之间的空心轴521连接形成中空腔室，中空腔室顶端用封头58封堵，中空腔室的底端通过水管接头与喷水母管7连接，优选地，所述的喷水母管7设置在除尘除雾单元5下方，所述的旋流器52与旋流器52之间的空心轴521还设有与空心轴521同径的喷水器55，所述的喷水器55轴向两端分别与空心轴521连接，喷水器55与空心轴521卡接，喷水器55为凸台状，设有凸台，空心轴521设有与凸台匹配卡接的凹槽，所述的喷水器55沿圆周均匀设有若干喷水头56，优选地，所述的喷水器55沿圆周均匀设有5个喷水头56。将外接喷水装置的喷水母管7设置在除尘除雾单元5下方，通过空心轴521提供的中空腔室，将清洗水自下而上的输送，可以充分对筒节51内壁的清洗，减少清洗水的用量，改善清洗效果。

为利于喷水器55、空心轴521的安装与维修，将设备构件模块化，方便安装，所述导流装置50还包括空心管57，所述的空心管57的中空腔室直径与空心轴521的中空腔室直径相同，空心轴521与空心管57通过定位套54连接。定位套54为卡槽结构，定位套54内卡于空心轴521的内壁凹槽处，定位套54设有与凹槽匹配的凸台，在卡接处用橡胶圈541密封。

由于脱硫塔中的烟气腐蚀性较大，一般采用防腐材料在脱硫塔中应用，本实用新型所述的旋流器52设备的材料为聚丙烯。

本实用新型的技术方案通过改造现有设备既能实现，为利于改造的进行与实施，所述的浆液喷淋层3固定安装在喷淋横梁上，所述的浆液喷淋层3与入口烟道2之间还设置有备用横梁。，所述的横梁进行防腐处理，优选地，横梁表面进行镀锌。备用横梁主要为后续应用中对设备的检修，与设备安装同步实施，便于设备后续维护。

本实用新型采用气动脱硫单元4，基于多相紊流掺混的强传质机理,利用气体动力学原理，在塔内烟气与浆液逆流互洗过程中，气动脱硫单元4产生气液旋转翻腾的湍流空间,使气液固三相充分接触，充分降低气液膜传质阻力，大大提高传质速率，迅速完成传质过程，从而达到提升二氧化硫快速被浆液吸收的目的。气动脱硫单元4均气效果好，比一般空塔提升20-30％；传质效率高，相当于两层喷淋层的脱硫效果；能耗低，相比同类技术能耗节约8％；适应性强，适应于不同工艺、不同工况、不同煤种的脱硫。

采用的除尘除雾单元5为非电管式除尘除雾，在内部环状导流叶片作用下，湿烟气自下向上通过时产生高速旋流，从而使烟气中的悬浮微粒、悬浮液滴先发生碰撞、凝聚，而后被旋流离心力作用甩落至集成单元叶片及管内壁形成液膜，液膜在重力作用下或在冲洗水的作用下回流至吸收塔浆液池1。烟气处理效率高、阻力小，系统阻力增加量300Pa，性能保证吸收塔出口净烟气中的烟尘、石膏混合污染物≤5mg/Nm³、液滴含量≤20mg/Nm³，达到排放标准，同时除尘除雾单元5占用空间小、易改造，吸收塔内部除雾器拆除后就可满足安装空间，便于设备推广应用。

本实用新型通过强化传质，使处理后的烟气脱硫、烟尘双指标达到排放标准。本实用新型结构简单，均气效果好，传质效率高，易在现有设备的基础上改造实施，空间占据小，能耗低，节约资源。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于：脱硫塔内自上而下依次设有浆液池(1)、入口烟道(2)、浆液喷淋组、除尘除雾单元(5)、烟气出口(6)，所述的浆液喷淋组包括多层浆液喷淋层(3)、气动脱硫单元(4)，所述的气动脱硫单元(4)设在浆液喷淋层(3)之间，所述的气动脱硫单元(4)由多个水平方向并列连接在一起能使通过的气体形成旋转气流的湍流装置(40)组成，所述的除尘除雾单元(5)包括多个在水平方向交错并列连接能使通过的气体形成旋转气流的的导流装置(50)。

2.根据权利要求1所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的湍流装置(40)包括外筒(41)、设置在外筒内与外筒同轴的内轴(42)、多个环内轴沿圆周方向均布的湍流叶片(43)，所述的湍流叶片(43)设置在湍流装置(40)的底部，所述的湍流叶片(43)两端沿内轴径向分别与外筒(41)和内轴(42)固定连接，所述的湍流叶片(43)为倾斜的平板，所述的湍流叶片在轴向的平面投影有两条平行的直边，所述的湍流叶片(43)与内轴(42)径向平面的夹角为20°～55°。

3.根据权利要求2所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的湍流装置(40)还包括设置在湍流装置内部、位于湍流叶片上部的排浆板(44)，所述的排浆板直径与外筒(41)内径相同，所述的排浆板上设有环轴线均布的若干排浆孔(45)。

4.根据权利要求2所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的湍流装置(40)还包括顶端与外筒底端和内轴同轴连接的凸台状引气筒(46)，所述的引气筒内设有圆环状中空通道(47)，所述的引气筒(46)的底端轴向投影面积大于与顶端轴向投影面积，所述的圆环状中空通道(47)的轴向投影面积从底端至顶端逐渐增加。

5.根据权利要求2所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的湍流叶片(43)为4～16个，且轴向平面投影而成的两条平行的直边均与内轴(42)相切。

6.根据权利要求1所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的导流装置(50)包括多个垂直串联在一起的旋流模块，所述的旋流模块包括中空的筒节(51)、位于筒节内与筒节同轴的旋流器(52)，所述的旋流器设置在筒节的底端，所述的旋流器(52)包括与筒节同轴设置的中轴、多个环中轴沿圆周方向均布的旋流叶片(522)，所述的旋流叶片另一端与筒节内壁固定连接，所述的旋流模块之间通过连接管(53)、定位套(54)连接，连接管(53)用于连接筒节，定位套(54)用于连接中轴。

7.根据权利要求6所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的旋流叶片(522)为曲面，所述的曲面在中轴轴向的平面投影为一由两条等长直线对边、两条弧线对边组成的四边形，所述的两条等长直线对边与中轴的交点处的切线夹角为30°～60°，所述的旋流叶片在中轴的径向的仰角为20°～50°。

8.根据权利要求6所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的旋流器(52)的中轴为空心轴(521)，所述的导流装置(50)之间的空心轴连接形成中空腔室，中空腔室顶端用封头(58)封堵，中空腔室的底端通过水管接头(59)与喷水母管(7)连接，所述的旋流器与旋流器之间的空心轴还设有与空心轴同径的喷水器(55)，所述的喷水器轴向两端分别与空心轴连接，所述的喷水器沿圆周均匀设有多个喷水头(56)。

9.根据权利要求7所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的旋流叶片(522)为4～30个，且轴向平面投影而成的四边形互相衔接形成一圆环。

10.根据权利要求1所述的一种超低排放脱硫除尘一体化脱硫塔，其特征在于，所述的浆液喷淋层(3)不少于三层，所述的气动脱硫单元(4)下方设有不少于两层的浆液喷淋层(3)，上方设有不少于一层的浆液喷淋层(3)，所述的浆液喷淋层包括浆液管(31)、浆液喷嘴(32)，所述的浆液管与浆液池连接，所述的浆液喷嘴为空心蜗壳喷嘴。