CN209406045U

CN209406045U - 一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔

Info

Publication number: CN209406045U
Application number: CN201822183725.5U
Authority: CN
Inventors: 李春萱; 缪广军; 王春
Original assignee: SINOFINN ELECTRIC ENGINEERING CORP
Current assignee: SINOFINN ELECTRIC ENGINEERING CORP
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2028-12-25

Abstract

本实用新型为一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：包括第一塔体及设置在第一塔体内的第一托盘装置、第一喷淋层、角部烟气防逃逸装置、除雾器层，所述第一塔体的横截面呈矩形，所述第一塔体顶部侧壁上设有净烟气出口，所述第一塔体底部设有浆液池，所述浆液池上方设有氧化空气管道，所述氧化空气管道上方设有烟道，烟气从所述烟道进入第一塔体，所述烟道上方设有第一托盘装置，所述第一托盘装置上方设有第一喷淋层，所述第一喷淋层上方设有除雾器层，所述除雾器层上方设有净烟气出口，所述第一喷淋层与除雾器层之间设有四个角部烟气防逃逸装置，所述角部烟气防逃逸装置与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间。

Description

一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔

技术领域

本实用新型涉及一种脱硫装置，特别是公开一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔。

背景技术

2014年9月12日，国家发改委、环保部、国家能源局联合下发了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》(发改能源〔2014〕2093号)文件，对东、中和西部地区新建燃煤发电机组分别做出了“基本达到”、“原则上接近或达到”、“鼓励接近或达到”燃气轮机组排放限值，其中二氧化硫、烟尘排放浓度分别不高于35mg/m³、10mg/m³。京津冀、长三角等重点地区已启动火电厂烟气超低排放改造，要求二氧化硫、烟尘排放浓度分别不高于35mg/m³、5mg/m³。相比之前二氧化硫排放浓度为100 mg/m³的要求，新标准意味着各火电厂的脱硫效率需要大幅提升。考虑到我国火电厂排放烟气中的SO₂的浓度普遍都在5000 mg/m³以下，因此98%-98.5%的脱硫效率已可使绝大部分脱硫装置满足原有排放标准的要求，而且98.5%的脱硫效率也基本上成为常用的石灰石-石膏湿法脱硫装置的上限值。

在超洁净排放的标准要求下，多数脱硫塔需实现99%-99.5%的脱硫效率，高效脱硫技术已成为发展的新趋势。为了突破98.5%的脱硫效率上限值，作为脱硫系统中最重要的构筑物吸收塔，承担了全部的脱硫任务以及部分除尘功能，如何对其进行设计以满足SO₂和烟尘的超低排放至关重要。普遍方法是采用两个或类似两个吸收塔串联的方式来达到高脱硫效率，包括单塔双循环、双塔双循环等技术。这样虽能在一定程度上提高脱硫效率，但是却带来了投资和占地上的增加，降低了很多不具有足够场地的项目实施的可行性。

液柱式双向喷淋塔（又名液柱塔）采用方形结构，会在相邻的两个塔壁之间形成90°的直角，同时由于液柱塔周边区域阻力较小，导致大部分烟气从靠近塔壁的地方通过喷浆管上行，造成整个液柱塔截面上液气比分布不均匀；同时还会有一部分石灰石浆液在塔壁聚集成为贴壁流，这部分石灰石浆液对液气反应参与度较低；这些现象都造成了脱硫效率下降。

现有的液柱塔的脱硫效率可以达到99%以上，满足二氧化硫排放浓度不高于35mg/Nm³的要求，但是要达到这么高的脱硫效率,一般液气比不低于30L/Nm³，相应提高了浆液循环流量使浆液循环泵的电耗增加。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其结构简单，节能环保，提高了脱硫效率，在燃用高含硫煤种时最高脱硫效率可达99.5%以上，可以满足超低排放二氧化硫不高于35mg/m³的要求。

本实用新型是这样实现的：一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述液柱塔包括第一塔体及设置在第一塔体内的第一托盘装置、第一喷淋层、角部烟气防逃逸装置、除雾器层，所述第一塔体的横截面呈矩形，所述第一塔体顶部侧壁上设有净烟气出口，所述第一塔体底部设有浆液池，所述浆液池通过循环泵连接浆液总管，所述第一喷淋层连接浆液总管，所述浆液池上方设有氧化空气管道，所述氧化空气管道上方设有烟道，烟气从所述烟道进入第一塔体，所述烟道上方设有第一托盘装置，所述第一托盘装置上方设有第一喷淋层，所述第一喷淋层上方设有除雾器层，所述除雾器层上方设有净烟气出口，所述第一喷淋层与除雾器层之间设有四个角部烟气防逃逸装置，所述角部烟气防逃逸装置与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间。

所述液柱塔还包括第二塔体及设置在第二塔体内的第二托盘装置、第二喷淋层、角部烟气防逃逸装置，所述第二塔体的下部与第一塔体的下部联通形成截面呈U形的液柱塔，所述第二塔体的横截面呈矩形，所述第二塔体的下部设有所述烟道、氧化空气管道和浆液池，烟气通过所述烟道从第二塔体进入第一塔体，所述第二塔体顶部侧壁上设有原烟气进口，所述原烟气进口下方设有第二喷淋层，所述原烟气进口与第二喷淋层之间设有四个角部烟气防逃逸装置，所述角部烟气防逃逸装置与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述第二喷淋层下方设有第二托盘装置，所述第二喷淋层连接浆液总管，所述第二托盘装置下方为所述烟道。所述浆液池四周均布侧进式搅拌器。

所述角部烟气防逃逸装置包括上板、斜板和下板，所述上板、斜板、下板与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述上板为一个向塔底倾斜倾角为3°~5°的三角形，所述下板为一个向塔顶倾斜倾角为20°~30°的三角形，所述斜板的外轮廓为四边形，所述斜板的面板为平面、波浪形、锯齿形中的一种。

所述第一喷淋层包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第一塔体的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴，所述直通式喷嘴的喷口向上设置。

所述第二喷淋层包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第二塔体的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴，所述直通式喷嘴的喷口向上设置。

所述第一托盘装置设置在所述第一喷淋层下方1m~2m处，所述第一托盘装置上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。

所述第二托盘装置设置在所述第二喷淋层下方1m~2m处，所述第二托盘装置上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，节能环保，提高了脱硫效率，在燃用高含硫煤种时最高脱硫效率可达99.5%以上，可以满足超低排放二氧化硫不高于35mg/m³的要求。

本实用新型的角部烟气防逃逸装置采用平板式设计，可以减少泛液，同时降低烟气阻力并能达到良好的阻流效果，烟气经过角部烟气防逃逸装置的阻流，会向塔体的中心区域聚拢，塔壁处的烟气减少且烟气从塔中心区域往上或往下逐渐均匀扩散；能有效的防止烟气形成烟气廊道使未处理的烟气逃逸，可以尽量避免石灰石浆液对塔壁的冲刷，且可以使石灰石浆液与烟气充分混合，加强了气、固、液三相之间的接触与传质，达到提高脱硫效率的目的。角部烟气防逃逸装置与塔体直接焊接，能最大程度降低角部烟气防逃逸装置加工和施工工艺难度，与塔壁形成一个封闭的空间。

本实用新型采用直通式喷嘴，直通式喷嘴使浆液由下往上喷射，浆液在由下往上喷射过程中不断与下落的浆液撞击，形成浆液扰动层，形成水幕，在洗涤烟气中的SO₂同时，对烟气中的粉尘也有着很好的洗涤效果，大大提高了除尘效率，而且无需雾化压力，可以减少循环泵的扬程，节省能耗，且对脱硫烟气有导流作用，喷嘴和喷浆管检修更换方便。

本实用新型的托盘装置在液柱塔内提供浆液和烟气接触的混合反应区域，即持液层，烟气向上或向下穿过托盘装置的通孔从而与喷淋层喷出的浆液充分接触，浆液与烟气充分接触反应，并去除烟气中的二氧化硫后，向下穿过托盘装置的通孔，流入浆液池。加设托盘装置可以降低25%～30%的液气比，减少了同等脱硫效率情况下的浆液循环量，有效降低了循环泵的功耗，同时托盘装置还可以对烟气进行整流，提高烟气分布的均匀性，由于在托盘装置上会形成持液层，延长了气液接触反应时间，能够有效提高脱硫效率。

附图说明

图1是本实用新型的液柱塔采用单塔结构时的结构示意图。

图2是本实用新型的液柱塔采用U型塔结构时的结构示意图。

图中：1、第一塔体； 2、第二塔体； 3、角部烟气防逃逸装置； 4、浆液池； 5、氧化空气管道； 6、烟道； 7、直通式喷嘴； 11、第一托盘装置； 12、第一喷淋层； 13、除雾器层；14、净烟气出口； 21、第二托盘装置； 22、第二喷淋层； 23、原烟气进口。

具体实施方式

根据附图1和附图2，本实用新型为一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，包括第一塔体1及设置在第一塔体1内的第一托盘装置11、第一喷淋层12、角部烟气防逃逸装置3、除雾器层13，所述第一塔体1的横截面呈矩形，所述第一塔体1顶部侧壁上设有净烟气出口14，所述第一塔体1底部设有浆液池4，所述浆液池4通过循环泵连接浆液总管，所述第一喷淋层12连接浆液总管，所述浆液池4上方设有氧化空气管道5，所述氧化空气管道5上方设有烟道6，烟气从所述烟道6进入第一塔体1，所述烟道6上方设有第一托盘装置11，所述第一托盘装置11上方设有第一喷淋层12，所述第一喷淋层12上方设有除雾器层13，所述除雾器层13上方设有净烟气出口14，所述第一喷淋层12与除雾器层13之间设有四个角部烟气防逃逸装置3，所述角部烟气防逃逸装置3与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间。

所述液柱塔还包括第二塔体2及设置在第二塔体2内的第二托盘装置21、第二喷淋层22、角部烟气防逃逸装置3，所述第二塔体2的下部与第一塔体1的下部联通形成截面呈U形的液柱塔，所述第二塔体2的横截面呈矩形，所述第二塔体2的下部设有所述烟道6、氧化空气管道5和浆液池4，烟气通过所述烟道6从第二塔体2进入第一塔体1，所述第二塔体2顶部侧壁上设有原烟气进口23，所述原烟气进口23下方设有第二喷淋层22，所述原烟气进口23与第二喷淋层22之间设有四个角部烟气防逃逸装置3，所述角部烟气防逃逸装置3与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述第二喷淋层22下方设有第二托盘装置21，所述第二喷淋层22连接浆液总管，所述第二托盘装置21下方为所述烟道6。所述浆液池4四周均布侧进式搅拌器。

所述角部烟气防逃逸装置3包括上板、斜板和下板，所述上板、斜板、下板与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述上板为一个向塔底倾斜倾角为3°~5°的三角形，所述下板为一个向塔顶倾斜倾角为20°~30°的三角形，所述斜板的外轮廓为四边形，所述斜板的面板为平面、波浪形、锯齿形中的一种。

所述角部烟气防逃逸装置3可选用普通碳钢对其表面玻璃鳞片进行防腐处理或者双相不锈钢，通过在塔体的四个90°角加装角部烟气防逃逸装置3可以防止烟气形成烟气廊道使未处理的烟气逃逸，烟气经过角部烟气防逃逸装置3的阻流，会向塔体的中心区域聚拢，塔壁处的烟气减少且烟气从塔中心区域往上或往下逐渐均匀扩散，可以使石灰石浆液与烟气充分混合，加强了气、固、液三相之间的接触与传质，保证高效的脱硫除尘效率。

两个托盘装置均采用平板式设计，水平设置，可以减少泛液，可以最大程度降低托盘装置加工和施工工艺难度。托盘装置开孔采取圆形开孔，可以在大量浆液流过托盘装置时，仍能保持较好的浆液下降效果，避免出现泛液情况，同时托盘装置可以对烟气进行整流，提高烟气分布的均匀性，提高脱硫效果，能够确保在高负荷、大浆液流量的运行环境，液柱塔保持稳定运行。本实用新型工作时，会在托盘装置上形成一定厚度的液膜，烟气从托盘装置下方穿过液膜时形成气泡，伴随着气泡的生成、成长、破裂的过程，在托盘装置上产生了一种类似于沸腾的现象，强化了气液接触。两个托盘装置均采用支撑梁进行支撑，托盘装置开孔的大小及其在托盘装置上的布置形式可以根据不同脱硫系统设计需要进行调整。

通过加装托盘装置可以充分加强气、固、液三相之间的接触与传质，增加传质单元数，同时强化了除尘效果；加快了石灰石浆液的溶解传质速率，喷淋的浆液不断的吸收烟气中的SO₂气体，其pH值不断下降，一般浆液池4内的浆液pH值控制在5.5时，上层第一托盘装置11内的浆液pH值约为4.0，托盘装置内石灰石溶解传质速度比浆液池4的快30倍，为SO₂的快速吸收提供了有利条件；同时托盘装置有效延长了气液接触时间，传统的喷淋空塔气液接触时间一般为3.5s，而托盘装置上一定高度的液膜增加了烟气在液柱塔中的停留时间。

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

根据附图1，本实施例的液柱塔采用单塔结构，液柱塔包括第一塔体1及设置在第一塔体1内的第一托盘装置11、第一喷淋层12、角部烟气防逃逸装置3、除雾器层13，所述第一塔体1的横截面呈矩形，所述第一塔体1顶部侧壁上设有净烟气出口14，所述第一塔体1底部设有浆液池4，所述浆液池4四周均布侧进式搅拌器，所述浆液池4通过循环泵连接浆液总管，所述浆液池4上方设有氧化空气管道5，所述氧化空气管道5上方设有烟道6，烟气从所述烟道6进入第一塔体1，所述烟道6上方设有第一托盘装置11，所述第一托盘装置11上方设有第一喷淋层12，所述第一喷淋层12上方设有除雾器层13，所述除雾器层13上方设有净烟气出口14，所述第一喷淋层12与除雾器层13之间设有四个角部烟气防逃逸装置3，所述角部烟气防逃逸装置3与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间。

所述第一喷淋层12包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第一塔体1的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，若干根喷浆管分为上下两层布设，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴7，所述直通式喷嘴7的喷口向上设置。

所述第一托盘装置11设置在所述第一喷淋层12下方1m~2m处，所述第一托盘装置11上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。

所述除雾器层13采用上下两层除雾器。所述直通式喷嘴7采用法兰连接安装在喷浆管上，相邻的两个直通式喷嘴7之间的间距为0.5m，上下两层喷浆管之间的间距为1m~1.5m；所述角部烟气防逃逸装置3的下板安装在上层喷浆管上方0.5m处，角部烟气防逃逸装置3的上板安装在直通式喷嘴7喷射的浆液最高高度处。

本实施例中，烟气从所述烟道6进入液柱塔，烟气向上穿过第一托盘装置11的通孔从而与第一喷淋层12喷出的浆液充分接触，角部烟气防逃逸装置3防止烟气形成烟气廊道使未处理的烟气逃逸，烟气经过角部烟气防逃逸装置3的阻流，会向第一塔体1的中心区域聚拢，塔壁处的烟气减少且烟气从塔中心区域往上逐渐均匀扩散，第一喷淋层12喷淋的浆液不断的吸收烟气中的SO₂，然后烟气通过除雾器层13除雾，最终从净烟气出口14流出。第一喷淋层12通过喷浆管的直通式喷嘴7喷出脱硫浆液，浆液流经第一托盘装置11后落入浆液池4。

实施例2：

根据附图2，本实施例的液柱塔采用U型塔结构，在实施例1的基础上加设了第二塔体2，所述第二塔体2内设有第二托盘装置21、第二喷淋层22、角部烟气防逃逸装置3，所述第二塔体2的下部与第一塔体1的下部联通形成截面呈U形的液柱塔，所述第二塔体2的横截面呈矩形，所述第二塔体2的下部设有所述烟道6、氧化空气管道5和浆液池4，烟气通过所述烟道6从第二塔体2进入第一塔体1，所述第二塔体2顶部侧壁上设有原烟气进口23，所述原烟气进口23下方设有第二喷淋层22，所述原烟气进口23与第二喷淋层22之间设有四个角部烟气防逃逸装置3，所述角部烟气防逃逸装置3与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述第二喷淋层22下方设有第二托盘装置21，所述第二托盘装置21下方为所述烟道6。

所述第二喷淋层22包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第二塔体2的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，若干根喷浆管分为上下两层布设，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴7，所述直通式喷嘴7的喷口向上设置。

所述第二托盘装置21设置在所述第二喷淋层22下方1m~2m处，所述第二托盘装置21上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。

所述直通式喷嘴7采用法兰连接安装在喷浆管上，相邻的两个直通式喷嘴7之间的间距为0.5m，上下两层喷浆管之间的间距为1m~1.5m；所述角部烟气防逃逸装置3的下板安装在上层喷浆管上方0.5m处，角部烟气防逃逸装置3的上板安装在直通式喷嘴7喷射的浆液最高高度处。

本实施例中，烟气从所述第二塔体2顶部的原烟气进口23进入液柱塔，角部烟气防逃逸装置3使烟气向第二塔体2的中心区域聚拢，第二喷淋层22喷淋的浆液不断的吸收烟气中的SO₂，然后烟气向下穿过第二托盘装置21的通孔，然后通过所述烟道6进入第一塔体1，然后烟气向上穿过第一托盘装置11的通孔从而与第一喷淋层12喷出的浆液充分接触，角部烟气防逃逸装置3防止烟气形成烟气廊道使未处理的烟气逃逸，烟气经过角部烟气防逃逸装置3的阻流，会向第一塔体1的中心区域聚拢，塔壁处的烟气减少且烟气从塔中心区域往上逐渐均匀扩散，第一喷淋层12喷淋的浆液不断的吸收烟气中的SO₂，然后烟气通过除雾器层13除雾，最终从净烟气出口14流出。

其他同实施例1。

上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，应理解，在阅读了本实用新型阐述的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作不同形式但效果相同的各种改动或修改，这些等同形式修改同样落于本申请权利要求书所限定保护的范围之内。

Claims

1.一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述液柱塔包括第一塔体及设置在第一塔体内的第一托盘装置、第一喷淋层、角部烟气防逃逸装置、除雾器层，所述第一塔体的横截面呈矩形，所述第一塔体顶部侧壁上设有净烟气出口，所述第一塔体底部设有浆液池，所述浆液池通过循环泵连接浆液总管，所述第一喷淋层连接浆液总管，所述浆液池上方设有氧化空气管道，所述氧化空气管道上方设有烟道，烟气从所述烟道进入第一塔体，所述烟道上方设有第一托盘装置，所述第一托盘装置上方设有第一喷淋层，所述第一喷淋层上方设有除雾器层，所述除雾器层上方设有净烟气出口，所述第一喷淋层与除雾器层之间设有四个角部烟气防逃逸装置，所述角部烟气防逃逸装置与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间。

2.根据权利要求 1 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述液柱塔还包括第二塔体及设置在第二塔体内的第二托盘装置、第二喷淋层、角部烟气防逃逸装置，所述第二塔体的下部与第一塔体的下部联通形成截面呈U形的液柱塔，所述第二塔体的横截面呈矩形，所述第二塔体的下部设有所述烟道、氧化空气管道和浆液池，烟气通过所述烟道从第二塔体进入第一塔体，所述第二塔体顶部侧壁上设有原烟气进口，所述原烟气进口下方设有第二喷淋层，所述原烟气进口与第二喷淋层之间设有四个角部烟气防逃逸装置，所述角部烟气防逃逸装置与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述第二喷淋层下方设有第二托盘装置，所述第二喷淋层连接浆液总管，所述第二托盘装置下方为所述烟道。

3.根据权利要求 1或2 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述角部烟气防逃逸装置包括上板、斜板和下板，所述上板、斜板、下板与相邻的两个塔壁连接形成一个封闭的空间，所述上板为一个向塔底倾斜倾角为3°~5°的三角形，所述下板为一个向塔顶倾斜倾角为20°~30°的三角形，所述斜板的外轮廓为四边形，所述斜板的面板为平面、波浪形、锯齿形中的一种。

4.根据权利要求 1或2 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述浆液池四周均布侧进式搅拌器。

5.根据权利要求 1 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述第一喷淋层包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第一塔体的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴，所述直通式喷嘴的喷口向上设置。

6.根据权利要求 2 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述第二喷淋层包括若干根喷浆管，若干根喷浆管分别连接所述浆液总管，每根喷浆管的一端或两端连接在所述第二塔体的塔壁上，若干根喷浆管的数量为4~99根，每根喷浆管上均设有4~20个均布的直通式喷嘴，所述直通式喷嘴的喷口向上设置。

7.根据权利要求 1 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述第一托盘装置设置在所述第一喷淋层下方1m~2m处，所述第一托盘装置上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。

8.根据权利要求 2 所述的一种带角部烟气防逃逸装置的液柱塔，其特征在于：所述第二托盘装置设置在所述第二喷淋层下方1m~2m处，所述第二托盘装置上开设有通孔，开孔率为30%～50%，开孔孔径为20mm～50mm。