CN211098416U - 一种水旋液力烟气洗涤塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水旋液力烟气洗涤塔，包括吸收反应塔，循环水池，和排空烟囱，所述吸收反应塔和排空烟囱平行安装于循环水池上方，所述吸收反应塔的上端为气液分布室，中段为氧化催化段，下端为鲍尔环填料，所述气液分布室上端安装有烟气进口扩散罩，在该烟气进口扩散罩上端通过18°烟气进口弯头连接开口向下的有烟气进口立管；本实用新型设计合理，有效解决烟气脱硫脱硝气液混合的难题，本实用新型提高了环保经济效益，能够利用气体的动能使气液充分混合接触，提高对污染物的脱出效率，提高了体积传质能力，从而有利于处理大风量烟气。

Description

一种水旋液力烟气洗涤塔

技术领域

本实用新型涉及烟气处理装置，具体讲是一种水旋液力烟气洗涤塔。

背景技术

在工业废气中，大部分是均相混合物，有的含有机物，有的含无机物，大多数为多元混合物。如烟气中含SO₂、NOx混合物。从回收价值来说，其浓度一般都是很低的，俗称低浓度、大风量。此外，分离程度需由环境保护条件决定，而不像工业生产中往往只考虑经济因素。鉴于此种特点，废气处理设备应该是高效的。

工业废气的种类繁杂，但其处理设备无外乎吸收、吸附、反应装置等等。但对于每一种装置都会有多种形式的设计，例如吸收塔就有填料塔、板式塔、泡沫塔、湍球塔、喷淋塔等等，

吸收塔

吸收塔是既可用于物理吸收也可用于化学吸收的通用设备。这种设备一般为塔式结构，其内部可以装喷淋喷嘴、填料、孔板、湍球等，主要增大表面积，用以分散液体，并提供很大的气—液接触面积，气、液两相逆流进入塔内完成气体吸收的称为逆流塔，是气态污染物处理中用得最普遍的形式。含污染物的气体(有害气体、蒸气、烟气、臭气)向上流，与上部喷淋的吸收液或反应液对流。由于气相和液相的浓度变化特点，可提供传质最大推动力。

并流型吸收塔在一些特殊情况下也有应用。这时虽然浓度推动力不均匀，但是于气液并流，大大减小了操作压降，并且在大的气体和液体流量时不会发生液泛，可以用于易溶气体的吸收(如氨气)或伴有快速化学反应的吸收(如酸性气体用碱性吸收液吸收)。

塔直径(逆流塔)

塔径取决于操作气速，操作气速可由塔的液泛速度来决定。液泛速度的影响因素很多，其中包括气体和液体的质量速度、气体和液体的密度，比表面以及空隙率等。因此，首先应确定泛点气速。目前工程设计中较常采用的是埃克特通用关联图法，此法所关联的参数较全面，可靠性较高，计算并不复杂，且其结果在一定范围内尚能符合实际情况。

并流型吸收塔;在大的气体和液体流量时不会发生液泛，不受逆流操作中气体临界速度，脱除的液流极限能力的限制，提高了体积传质能力。此特点对处理风量很大是有利的。

吸收液(俗称洗涤液)

吸收液的选择一般不属于设备设计的考虑内容，因为设备设计的优劣(常以传质效率、操作弹性等衡量)总是要以同样的吸收液来比较。设计中吸收液主要影响到材料的选用(如耐腐蚀性等)。

最常见的吸收液是水，因其价格便宜，容易得到而被广泛应用，各种气体在水中的溶解度数据也比较容易查找。对于难溶气体，一般来说，仅靠提高设备的分离能力很难完成预定的指标，例如，用水作吸收剂来吸收SO2，其液—气比需高达数百，而且吸收塔的高度甚至高达100m以上。对于难溶于水的气体，吸收液可有四类増效方法。

①溶剂型;利用相似相溶原理，对有机废气的吸收可用有机溶剂。

②利用快速化学反应;比较常见的有用碱(酸)性溶液吸收酸(碱)性废气，例如二氧化硫SO₂废气就可以用碳酸钠溶液吸收。在气—液接触过程中发生中和反应，从而大大提高吸收设备效率。

③在吸收液中加入少量添加剂;使得物理的或化学的吸收过程得到强化，这种强化又因其作用不同而改善其流动和浸润性或催化吸收过程中的化学反应，或直接加大气体在吸收液中的溶解度。例如，烟气脱硫的过程中，当SO₂的气相浓度为1000μL/L时，SO₂在水中的溶解度仅为0.17g/L，而每升含有拧檬酸盐缓冲剂的溶液却可溶解8.7gSO₂，溶解度提高50倍。

④改变气态污物介态;一般气态污染物都是低介态，将低介态转为高介态，吸收就变得容易，而且吸收效率非常高。一般改变气态都选用氧化法，如臭氧氧化、光氧化、药氧化等。

吸附塔

吸附操作和吸收操作在原理上是一样的，如果将吸收中的吸收液用固体吸附剂代替，并将吸附过程看作溶质“溶解”在固体表面，则其计算方法是完全一样的。与吸收设备不同的是，吸附设备一般和脱吸设备合为一体，这是因沩吸附剂通常需要再生，而吸收剂通常是不再生的。

吸附剂

与吸收操作类似，吸附操作中的吸附剂选择至关重要。

①活性炭;在废气的吸附操作中，活性炭被普遍使用，特别是对于有机蒸气的吸附，活性炭有优异的性能，它对碳氢化合物有选择性，并有很高的吸附能力。

活性炭也可以吸附无机废气，例如烟气脱除SO₂，但此时的吸附机理不完全是物理吸附，用活性炭吸附脱除SO₂时，在活性炭表面和微孔内起着催化作用，从而使SO₂氧化成硫酸;

SO₂＋H₂O＋1/2O₂→H₂SO₄

从方程式可以看出，如果烟气中没有氧和水也就不存在反应，此时活性炭对SO₂的吸附能力很小而没有工业意义。

活性炭的特点是吸附容量大，抗酸耐碱，化学稳定性好，解吸溶易，在较高温度下解吸再生后晶形结构没有明显变化，可多次再生使用。

活性炭纤维;它可以编织成各种织物，因而对流体阻力减小，使装置更为紧凑。活性炭纤维一般比颗粒活性炭的吸附能力高1～10倍。其解吸速度也比颗粒活性炭高得多。

再生剂的选择

大多数情况下，吸附剂需要再生，再生剂是再生过程是否经济有效的关键。再生过程的基本要求包括;再生彻底，即解吸完全;再生的次数尽可能多而有效，对再生剂来说即要求不会破坏吸附剂的活性;再生时间要短;再生后的再生剂中吸附质便于分离等。

常用的再生剂是水蒸气。水蒸气再生剂价格低，操作安全(不会引起有机溶剂类吸附质的爆炸)，最重要的是对于有机物便于分离，因为大多数有机物是不溶于水的，故解吸后的蒸气只需通过冷凝分层，就可以回收吸附质。

空气也是廉价的再生剂，但必须采取下面述及的强化技术，否则吸附过程将空气中的污染物净化，再生过程又会造成空气污染;再生后的空气中吸附质浓度应大大增加，如吸附质为有机物，可进一步进行焚烧处理。

实用新型内容

本实用新型有效解决烟气脱硫脱硝气液混合的难题，提高了环保经济效益，能够利用气体的动能使气液充分混合接触，提高对污染物的脱出效率，提高了体积传质能力，从而有利于处理大风量烟气。

本实用新型是这样实现的，构造一种水旋液力烟气洗涤塔，包括吸收反应塔，循环水池，和排空烟囱，所述吸收反应塔和排空烟囱平行安装于循环水池上方，

所述吸收反应塔的上端为气液分布室，中段为氧化催化段，下端为鲍尔环填料，所述气液分布室上端安装有烟气进口扩散罩，在该烟气进口扩散罩上端通过18°烟气进口弯头连接开口向下的有烟气进口立管，

在所述气液分布室的下部安装有分隔花板，在该分隔花板中间设置有隔圈，在该隔圈外围延径向方向均匀排布有数个分区域隔板，该分区域隔板将分隔花板等分为数个相同的喷嘴区域，并在该区域中设置有数个安装于分隔花板的折线杯型喷嘴，同时所述喷嘴区域设置有循环液分流支管配水管，该循环液分流支管配水管连接于固定安装在气液分布室外围的环形循环液分流总管，该环形循环液分流总管再通过循环液立管与循环液水泵连接。

优选的，所述氧化催化段设置有间隔排布的UV光解长管和UV光解矩管。

优选的，所述循环水池包括液气分离室，氧化曝气池，竖流沉淀池，补水池和集水池，其中氧化曝气池与液气分离室连通，液气分离室再串联有两个竖流沉淀池，竖流沉淀池再连接补水池，同时氧化曝气池通过管道与竖流沉淀池连接，

所述排空烟囱通过净化烟气岀口集气罩安装于液气分离室正上方，

所述吸收反应塔安装氧化曝气池正上方，

所述集水池为循环液水泵供水。

优选的，所述排空烟囱上安装有排空捡测平台。

优选的，所述折线杯型喷嘴的上端入口安装有调平圈，同时在出口设置有碎液板。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型设计合理，有效解决烟气脱硫脱硝气液混合的难题，提高了环保经济效益，能够利用气体的动能使气液充分混合接触，提高对污染物的脱出效率，提高了体积传质能力，从而有利于处理大风量烟气。

利用气体的动能使气液充分混合接触，气体首先经过一个收缩的锥形杯(称液力旋压器或喷嘴)，将速度提高，溢流入锥形杯的吸收液受高速气体的冲击并携带至底口而喷岀。气体因突然扩散，形成剧烈湍流，将液体粉碎雾化，产生极大的接触面，而增强脱出效果。

由于气液以顺流方式进行，不受逆流操作中气体临界速度，脱除的液流极限能力的限制，提高了体积传质能力。此特点对处理风量很大是有利的，加之水旋液力塔结构简单、操作管理方便，不易堵塞等优点。

由于气液以顺流方式进行，塔内流速一般为5～7m/s，比逆流塔流速高1倍，因而塔径较小。

气液分离好，气液分离是通过气流的降速和气体流动方向的转变而使混于气体中的液滴沉降的，由于是塔下气液分离，可埋于地下并转向流动，气流速度降为1.5m/s，分离效果最佳。

并且本实用新型水旋液力吸收塔的优点是烟气穿塔速度高，因此处理同样烟气量塔的体积小;塔的结构简单，没有活动和易损部件;能处理含尘烟气，不易堵塞;维护管理方便;对易溶性气体的净化效率较高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图

图2是本实用新型俯视示意图；

图3是本实用新型收反应塔安装折线杯型喷嘴的截面示意图；

图4是本实用新型收反应塔氧化催化段的截面示意图；

图5是本实用新型循环水池截面示意图；

图6是图5中A-A的剖视图；

图7是本实用新型分隔花板示意图；

图8是本实用新型分割花板截面立体图；

图9是本实用新型折线杯型喷嘴的立体图；

图中：1、烟气进口立管；2、18°烟气进口弯头；3、烟气进口扩散罩；4、气液分布室；4.1、分区域隔板；4.2、隔圈；5、吸收反应塔；6、分隔花板；7、折线杯型喷嘴；7.1、调平圈；7.2、碎液板；8、循环液立管；9、循环液水泵；10、环形循环液分流总管；11、循环液分流支管配水管；12、鲍尔环填料；13、人孔；14、净化烟气岀口集气罩；15、排空烟囱；16、排空捡测平台；17、UV光解长管；18、UV光解矩管；19、液气分离室；20、循环水池；20.1、氧化曝气池；20.2、竖流沉淀池；20.3、补水池；20.4、集水池。

具体实施方式

下面将结合附图1-图9对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图9所示，本实用新型在此提供一种水旋液力烟气洗涤塔，包括吸收反应塔5，循环水池20，和排空烟囱15，所述吸收反应塔5和排空烟囱15平行安装于循环水池20上方，

所述吸收反应塔5的上端为气液分布室4，中段为氧化催化段，下端为鲍尔环填料12，所述气液分布室4上端安装有烟气进口扩散罩3，在该烟气进口扩散罩上端通过18°烟气进口弯头2连接开口向下的有烟气进口立管1，

在所述气液分布室4的下部安装有分隔花板6，在该分隔花板6中间设置有隔圈4.2，在该隔圈外围延径向方向均匀排布有数个分区域隔板4.1，该分区域隔板将分隔花板等分为数个相同的喷嘴区域，并在该区域中设置有数个安装于分隔花板的折线杯型喷嘴7，同时所述喷嘴区域设置有循环液分流支管配水管11，该循环液分流支管配水管连接于固定安装在气液分布室4外围的环形循环液分流总管10，该环形循环液分流总管再通过循环液立管8与循环液水泵9连接。

在本实施例中，所述氧化催化段设置有间隔排布的UV光解长管17和UV光解矩管18。

在本实施例中，所述循环水池20包括液气分离室19，氧化曝气池20.1，竖流沉淀池20.2，补水池20.3和集水池20.4，其中氧化曝气池20.1与液气分离室19连通，液气分离室19再串联有两个竖流沉淀池20.2，竖流沉淀池20.2再连接补水池20.3，同时氧化曝气池20.1通过管道与竖流沉淀池20.2连接，

所述排空烟囱15通过净化烟气岀口集气罩14安装于液气分离室19正上方，

所述吸收反应塔5安装氧化曝气池20.1正上方，

所述集水池20.4为循环液水泵9供水。

在本实施例中，所述排空烟囱15上安装有排空捡测平台16。

在本实施例中，所述折线杯型喷嘴7的上端入口安装有调平圈7.1，同时在出口设置有碎液板7.2。

在本实施例中，所述吸收反应塔下方设置有人孔13，该人孔位于催化氧化段和鲍尔环填料之间。

具体实施如下：

烟气经除尘器除尘后，经引风机送入水旋液力烟气洗涤塔，烟气经烟气进口立管和18°烟气进口弯头改变流向，烟气经进口扩散罩，降低烟气流速后进入到气液分布室内，气液分布室将烟气和水混合，通过折线杯型喷嘴喷出，在气液分布室的循环液分流支管配水管使来自循环系统的洗涤液保持向每个喷嘴稳定均匀供水。

气液分布室底部为分隔花板，分隔花板是将气液分布段、吸收段分隔的零件，分隔花板是指开有大小相同，园周均布安装折线型喷嘴孔又能分隔搭体和上下的钢隔板。折线型喷嘴安装在分隔花板上。喷嘴是水旋液力烟气洗涤塔最重要的部件，直接关系到烟气的净化效率与阻力损失。因此，要求相对尺寸合理，内壁光滑。喷嘴上下口为圆形，其尺寸应有一定比例。即上口直径大于下口直径，能使气流收缩而提高流速。喷嘴高度与下口直径之比应大于2.5。当高度与下口直径之比应小于1.5时，气流在喷嘴內分布不均，就不能达到较好的喷雾效果。折线杯型喷嘴，其特点是下部收缩角大于上部收缩角，出口风速为27～30m/s时，能使喷淋液充分雾化。

喷嘴的调平圈，为多嘴结构设计，方便上缘口调水平。喷嘴岀口的碎液板为提高雾化，同时防止气体直接穿过喷嘴。

吸收反应塔是吸收液与气体接触区域，作用是充分混合由喷嘴下口喷出来的气液体，吸收段筒体内流速一般为5～7m/s，必须有一定髙度，也就是说吸收反应塔内的气液要有一定时间反应，吸收反应塔的塔高与塔径比为4～6倍，气液分离室，气液分离室烟气流速低于1.5m/s；

在吸收反应段设有排布的UV光解长管17和UV光解矩管18。作用目的是提高烟气中氮氧化物的水溶性，即脱硝。

曝气的理论基础

曝气池是一个生化反应器，是活性脱硫液污泥的核心设备，活性脱硫液污泥的净化效果在很大程度上取决于曝气池的功能是否能够正常发挥。

⑴曝气方式 曝气是将空气中的氧用强制方法溶解到混合液中去的过程，曝气除起到供气作用外，还起搅拌作用，使活性污泥处于悬浮状态，保证和污水密切接触、充分混合，以利于微生物对污水中有机物的吸附和降解。

⑵氧转移原理 在曝气过程中，氧分子通过气、液界面由气相转移到液相，在界面上存在着气膜和液膜。气体分子通过气膜传递的理论即为污水生物处理科技界所接受的“双膜理论”。

本项目中曝气氧化的目的;主要是将再生反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)氧化成石膏(CaSO4·2H2O)，因为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O即石膏)，沉淀性能好。为了氧化反应能充分进行，在安排曝气(提供O2)时，尽量做到让半水亚硫酸钙不发生沉淀而在整个反应池里和氧气充分混合、接触氧化而生成石膏(CaSO4·2H2O)。当把曝气管的出气小孔设计成面向池底，曝气时即能达到冲击搅动易于沉淀的半水亚硫酸钙的目的。半水亚硫酸钙经氧化后成为石膏，并随曝气氧化池的混合液流入沉淀池，经沉淀后即得到石膏。

竖流式沉淀池

⒈竖流式沉淀池的构造

竖流式沉淀池水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等。当颗粒发生自由沉淀时，其沉淀效果比平流式沉淀池低得多。当颗粒具有絮凝性时，则上升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径増大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用，因而沉淀效率比平流式沉淀池更高。

竖流式沉淀池多为圆形或方形，直径或边长为4～7m，一般不大于10m。沉淀池上部为圆筒形的沉淀区，下部为截头圆锥状的污泥斗，两层之间为缓冲层，约0.3m。如下图。

污水从中心管自上而下流入，经反射板向四周均匀分布，沿沉淀区的整个断面上升，澄清水由池四周集水槽收集。集水槽大多采用平顶堰或三角形锯齿堰，堰口最大负荷为1.5L/(m·s)。如池径大于7m，为集水均匀，可设置辐射式的集水槽与池边环形集水槽相通。沉淀池贮泥斗的倾斜角一般为45°～60°。污泥可借静水压力由排泥管排出，排泥管直径应不小于200mm，静水压力为1.5～2m。排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超岀水面不小于0.4m。为了防止漂浮物外溢，在水面距池壁0.4～0.5m处设挡板，挡板伸入水面以下0.25～0.3m，伸岀水面以上0.1～0.2m。

竖流式沉淀池中心管內的流速对悬浮物的去除有很大影响。无反射板时，中心管内流速应不大于30mm/s;末端设有喇叭口及反射板时，可提高到100mm/s。污水从喇叭口与反射板之间的间隙流岀的速度不应大于20mm/s。

为保证水流自下而上做垂直运动，要求径深比D:h2≤3:1。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种水旋液力烟气洗涤塔，其特征在于：包括吸收反应塔（5），循环水池（20），和排空烟囱（15），所述吸收反应塔（5）和排空烟囱（15）平行安装于循环水池（20）上方，

所述吸收反应塔（5）的上端为气液分布室（4），中段为氧化催化段，下端为鲍尔环填料（12），所述气液分布室（4）上端安装有烟气进口扩散罩（3），在该烟气进口扩散罩上端通过18°烟气进口弯头（2）连接开口向下的有烟气进口立管（1），

在所述气液分布室（4）的下部安装有分隔花板（6），在该分隔花板（6）中间设置有隔圈（4.2），在该隔圈外围延径向方向均匀排布有数个分区域隔板（4.1），该分区域隔板将分隔花板等分为数个相同的喷嘴区域，并在该区域中设置有数个安装于分隔花板的折线杯型喷嘴（7），同时所述喷嘴区域设置有循环液分流支管配水管（11），该循环液分流支管配水管连接于固定安装在气液分布室（4）外围的环形循环液分流总管（10），该环形循环液分流总管再通过循环液立管（8）与循环液水泵（9）连接。

2.根据权利要求1所述一种水旋液力烟气洗涤塔，其特征在于：所述氧化催化段设置有间隔排布的UV光解长管（17）和UV光解矩管（18）。

3.根据权利要求1所述一种水旋液力烟气洗涤塔，其特征在于：所述循环水池（20）包括液气分离室（19），氧化曝气池（20.1），竖流沉淀池（20.2），补水池（20.3）和集水池（20.4），其中氧化曝气池（20.1）与液气分离室（19）连通，液气分离室（19）再串联有两个竖流沉淀池（20.2），竖流沉淀池（20.2）再连接补水池（20.3），同时氧化曝气池（20.1）通过管道与竖流沉淀池（20.2）连接，

所述排空烟囱（15）通过净化烟气岀口集气罩（14）安装于液气分离室（19）正上方，

所述吸收反应塔（5）安装氧化曝气池（20.1）正上方，

所述集水池（20.4）为循环液水泵（9）供水。

4.根据权利要求1或3所述一种水旋液力烟气洗涤塔，其特征在于：所述排空烟囱（15）上安装有排空捡测平台（16）。

5.根据权利要求1所述一种水旋液力烟气洗涤塔，其特征在于：所述折线杯型喷嘴（7）的上端入口安装有调平圈（7.1），同时在出口设置有碎液板（7.2）。

Images