CN211462681U - 氨洗塔及氨洗系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种氨洗塔及氨洗系统，涉及工业分离设备技术领域。所述氨洗塔包括塔体、喷淋装置和流场分布辅助装置。塔体的底部设有预定长度的入口管道，塔体的顶部设置出口管道；喷淋装置包括多级自上而下依次设置的喷淋吸收区，所述多级喷淋吸收区位于所述塔体的中上部；流场分布辅助装置，设置在塔体自所述入口管道出口与喷淋装置之间的流道上，用于使自入口管道进入的含氨气体的流场分布均匀并具有正对喷淋装置的流出方向。本申请在现有氨洗塔的塔体内设置流场分布辅助装置，流场分布辅助装置能够使含氨气体在流场分布均匀，避免出现流速偏差、浓度偏差和烟气局部风速过快等现象，从而提高氨气的吸收效率。

Description

氨洗塔及氨洗系统

技术领域

本申请涉及工业分离设备技术领域，具体而言，涉及一种氨洗塔及氨洗系统。

背景技术

现有氨洗塔分为入口烟道，塔体，喷淋吸收区和出口烟道四大部分。喷淋吸收区设置喷淋覆盖率喷嘴，喷淋覆盖率喷嘴喷出的液体覆盖离喷嘴出口一定距离的氨洗塔截面，以形成喷淋液幕。氨气自下向上流动，喷淋液幕与氨气逆流接触，氨气与水滴接触碰撞而凝聚成液态，并依靠重力作用而沉降。

现有氨洗塔的含氨烟气在进入塔体后，含氨烟气集中性地进入塔体，最大流速偏差超过50％，浓度偏差超40％。烟气集中会使烟气的局部风速过快，在喷淋液幕上形成穿孔状的烟气短路通道，进而降低氨气的吸收效率。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种能够提高氨气吸收效率的氨洗塔及氨洗系统。

第一方面，本申请实施例提供一种氨洗塔，其包括：

塔体，其底部设有预定长度的入口管道，所述塔体的顶部设置出口管道；

喷淋装置，包括多级自上而下依次设置的喷淋吸收区，所述多级喷淋吸收区位于所述塔体的中上部；

流场分布辅助装置，设置在所述塔体自所述入口管道出口与所述喷淋装置之间的流道上，用于使自所述入口管道进入的含氨气体的流场分布均匀并具有正对所述喷淋装置的流出方向。

在上述实现过程中，在入口管道出口与喷淋装置之间的流道上设置流场分布辅助装置，在含氨气体在进入塔体后、到达喷淋吸收区之前，流场分布辅助装置使含氨气体在流场分布均匀，从而避免出现流速偏差、浓度偏差和烟气局部风速过快的现象，因而喷淋液幕上不会形成穿孔状的烟气短路通道，从而提高氨气的吸收效率。同时，含氨气体正对喷淋装置流出，则含氨气体与喷淋液幕逆流接触的面积最大，喷淋效果最佳，从而进一步提高氨气的吸收效率。

在一种可能的实现方式中，所述流场分布辅助装置包括自下而上依次设置的导流装置、扰流装置和整流装置；

所述导流装置设置在与所述入口管道相对应的位置处，用于分散自所述入口管道进入的含氨气体并使所述含氨气体按照预定角度进入所述扰流装置；

所述扰流装置位于所述导流装置上方预定高度，用于改变导流后的所述含氨气体的流动方向并使所述含氨气体在所述塔体内重新分布；

所述整流装置位于所述扰流装置上方预定高度，用于对经过扰流装置的含氨气体的流动方向进行调整并使所述含氨气体的流动方向正对所述喷淋装置。

在上述实现过程中，流场分布辅助装置包括自下而上依次设置的导流装置、扰流装置和整流装置，以分别对含氨气体进行分散、流动方向的改变及调整，从而使含氨气体的分布均匀且能够以预定的流动方向进入喷淋吸收区。

在一种可能的实现方式中，所述入口管道内设有用于使含氨气体均匀进入所述塔体的轴流风扇。

在上述实现过程中，在气体进入的入口管道上设置轴流风扇，能够使含氨气体在入口管道中的气体分布均匀，进而使含氨气体也会相对均匀地进入塔体。

在一种可能的实现方式中，所述导流装置包括多块导流板；

所述导流板均匀布置在与所述入口管道等设置高度的塔体内，所述导流板与含氨气体自所述入口管道出口流出的方向呈预定夹角，且所述导流板的长度随着与入口管道出口的距离增大线性增加。

在一种可能的实现方式中，所述导流板与所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向之间的夹角为50-70度；

所述入口管道的直径为d；所述导流板为6块；距离所述入口管道出口最近的导流板的长度为0.3d，距离所述入口管道出口最远的导流板的长度为1.5d；多块导流板的长度数值为等差数列。

在一种可能的实现方式中，所述扰流装置包括多块扰流板，所述扰流板相对于所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向的倾斜方式与所述导流板相对于所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向的倾斜方式相反。

在一种可能的实现方式中，所述扰流板与所述导流板的块数相同，且在同一竖直区域内包括一块扰流板和一块导流板；

所述扰流板与位于同一竖直区域上的所述导流板垂直；

所述扰流板的长度与所述入口管道的直径相同。

在一种可能的实现方式中，所述整流装置为整流格栅，所述整流格栅为厚度为2～5mm，高度为50-80mm，间距为20-30mm的不锈钢筛网。

在一种可能的实现方式中，所述喷淋装置包括三级喷淋吸收区。

第二方面，本申请实施例提供一种氨洗系统，包括依次连通的混炼机、如上所述的氨洗塔、引风机和排放出口；

所述氨洗系统还包括储罐，所述氨洗塔的底部还设有连通所述塔体与所述储罐的换水管路；所述换水管路上设有换水阀门；所述储罐的出口与所述混炼机连通。

由以上技术方案可知，本申请在现有氨洗塔的塔体内设置流场分布辅助装置，在含氨气体在进入塔体后、到达喷淋吸收区之前，流场分布辅助装置使含氨气体在流场分布均匀，从而避免出现流速偏差、浓度偏差和烟气局部风速过快的现象，因而喷淋液幕上不会形成穿孔状的烟气短路通道，从而提高氨气的吸收效率。同时，含氨气体正对喷淋装置流出，能够进一步提高氨气的吸收效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本申请实施例示出的一种氨洗塔的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种氨洗系统的结构示意图。

图标：100-塔体；110-入口管道；120-出口管道；200-喷淋装置；210-一级喷淋吸收区；220-二级喷淋吸收区；230-三级喷淋吸收区；300-流场分布辅助装置；310-导流装置；311-导流板；320-扰流装置；321-扰流板；330-整流装置；331-整流格栅；340-轴流风扇；400-混炼机；500-引风机；600-排放出口；700-储罐。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例示出的一种氨洗塔的结构示意图。参见图1，氨洗塔包括塔体100、喷淋装置200和流场分布辅助装置300。

塔体100的底部设有预定长度的入口管道110，入口管道110的进口方向与塔体100的轴心垂直，入口管道110用于含氨气体的进入。含氨气体包括但不限于焦炉煤气、含氨烟气等。塔体100的顶部设置出口管道120，出口管道120的出口方向与塔体100的轴心垂直，出口管道120用于将洗涤后的气体排出。

喷淋装置200包括多级自上而下依次设置的喷淋吸收区，多级喷淋吸收区位于塔体100的中上部。每级喷淋吸收区内布置喷嘴，喷嘴的布置及喷淋液的喷出方式满足使氨洗塔的横截面被喷淋液完全、均匀地覆盖。在一种可能的实现方式中，可采用多层喷嘴的布置方式，相邻两层间的喷嘴呈交错布置。每个喷淋层上须布置足够数量的喷嘴，相邻喷嘴喷出的水雾相互搭接叠盖，不留空隙，使喷出的液滴完全覆盖氨洗塔的横截面。需要说明的是，本申请对于喷淋吸收区内喷嘴的结构方式和布置方式不做具体限定，凡是能够使喷出的液滴完全覆盖氨洗塔的横截面的结构方式和布置方式均落入本申请的保护范围内。

流场分布辅助装置300设置在塔体100自入口管道110出口与喷淋装置200之间的流道上，用于使自入口管道110进入的含氨气体的流场分布均匀并具有正对喷淋装置200的流出方向。

现有氨洗塔的氨气吸收效率低，其原因在于含氨烟气集中性地进入塔体100，含氨烟气在塔体100内分布不均，就会造成流速偏差、浓度偏差和烟气局部风速过快的现象，进而在喷淋液幕上形成穿孔状的烟气短路通道，造成氨气吸收效率降低。而在上述实现过程中，在入口管道110出口与喷淋装置200之间的流道上设置流场分布辅助装置300，在含氨气体在进入塔体100后、到达喷淋吸收区之前，流场分布辅助装置300使含氨气体在流场分布均匀，从而避免出现流速偏差、浓度偏差和烟气局部风速过快的现象，因而喷淋液幕上不会形成穿孔状的烟气短路通道，从而提高氨气的吸收效率。同时，含氨气体正对喷淋装置200流出，则含氨气体与喷淋液幕逆流接触的面积最大，喷淋效果最佳，从而进一步提高氨气的吸收效率。

在一种可能的实现方式中，流场分布辅助装置300包括自下而上依次设置的导流装置310、扰流装置320和整流装置330。

导流装置310设置在与入口管道110相对应的位置处，用于分散自入口管道110进入的含氨气体并使所述含氨气体按照预定角度进入扰流装置320。扰流装置320位于导流装置310上方预定高度，用于改变导流后的含氨气体的流动方向并使含氨气体在塔体100内重新分布。整流装置330位于扰流装置320上方预定高度，用于对经过扰流装置320的含氨气体的流动方向进行调整并使含氨气体的流动方向正对喷淋装置200。

自入口管道110进入塔体100的含氨气体其必然的状态就是气体集中分布，若使含氨气体分布均匀，首先需要将含氨气体进行分散，以及将分散的含氨气体的流动方向进行角度转变以及角度调整，在上述实现过程中，流场分布辅助装置300包括自下而上依次设置的导流装置310、扰流装置320和整流装置330，以分别对含氨气体进行分散、流动方向的改变及调整，从而使含氨气体的分布均匀且能够以预定的流动方向进入喷淋吸收区。

在一种可能的实现方式中，入口管道110内设有用于使含氨气体均匀进入塔体100的轴流风扇340。

在上述实现过程中，在气体进入的入口管道110上设置轴流风扇340，能够使含氨气体在入口管道110中的气体分布均匀，进而使含氨气体也会相对均匀地进入塔体100。

在一种可能的实现方式中，导流装置310包括多块导流板311。导流板311均匀布置在与入口管道110等设置高度的塔体100内，导流板311与含氨气体自入口管道110出口流出的方向呈预定夹角，且导流板311的长度随着与入口管道110出口的距离增大线性增加。

自入口管道110进入塔体100的含氨气体其分布状态为靠近入口管道110出口的位置气体密集，随着与入口管道110出口的距离增大，气体的分布逐渐减少。在上述实现过程中，靠近入口管道110出口的导流板311的高度(也即导流板311的长度)最低，其能够容纳的气体容量大，能够对较多的气体进行导流，而随着与入口管道110出口的距离增大，气体的分布减少且具有向上上升的趋势，故导流板311的长度随着与入口管道110出口的距离增大线性增加，从而能够对每个位置的气体进行较好的导流。

在一种可能的实现方式中，导流板311与含氨气体自入口管道110出口流出的方向之间的夹角为50-70度；

入口管道110的直径为d；导流板311为6块；距离入口管道110出口最近的导流板311的长度为0.3d，距离入口管道110出口最远的导流板311的长度为1.5d；多块导流板311的长度数值为等差数列。

在上述实现过程中，采用上述数据的结构，具有较好的洗氨效果。

在本申请实施例中，导流板311与含氨气体自入口管道110出口流出的方向之间的夹角可设置为50度、55度、60度、65度、65度、70度中的任一角度。其中，导流板311与含氨气体自入口管道110出口流出的方向之间的夹角为60度，可作为较佳的实施方式。

在一种可能的实现方式中，扰流装置320包括多块扰流板321，扰流板321相对于含氨气体自入口管道110出口流出的方向的倾斜方式与导流板311相对于含氨气体自入口管道110出口流出的方向的倾斜方式相反。

本申请实施例中导流板311相较于含氨气体自入口管道110出口流出的方向倾斜设置，在导流板311的导流作用下，含氨气体的流动方向在塔体100内为倾斜向上的方向，而含氨气体在塔体100内的最终流动方向为竖直向上，故在导流板311的上方设置扰流板321，且扰流板321相对于含氨气体自入口管道110出口流出的方向的倾斜方式与导流板311相对于含氨气体自入口管道110出口流出的方向的倾斜方式相反，在相反斜面的干扰下，含氨气体的流动方向被改变为竖直向上或近似于竖直向上，故在扰流板321和导流板311两者的共同作用下，将进入塔体100的含氨气体的流向进行调整。

在一种可能的实现方式中，扰流板321与导流板311的块数相同，且在同一竖直区域内包括一块扰流板321和一块导流板311；

扰流板321与位于同一竖直区域上的导流板311垂直；

扰流板321的长度与入口管道110的直径相同。

在上述实现过程中，扰流板321与导流板311的块数相同，且在同一竖直区域内包括一块扰流板321和一块导流板311，即含氨气体在流动到同一竖直区域内下方的导流板311处时导流板311改变含氨气体的方向，随后含氨气体以倾斜的方向向竖直向上的区域继续流动，在遇到同一竖直区域内的扰流板321后，扰流板321使其再次转变方向，经扰流板321改变方向后，含氨气体的流动方向被调整为竖直向上。由于导流板311和扰流板321组成的竖直区域均匀布置在整个塔体100的内部，故含氨气体能够在塔体100内被重新均匀分布。

在一种可能的实现方式中，整流装置330为整流格栅331，整流格栅331为厚度为2～5mm，高度为50-80mm，间距为20-30mm的不锈钢筛网。

在一种具体的实施方式中，整流格栅331为厚度为2mm，高度为50mm，间距为20mm的不锈钢筛网。在另一种实施方式中整流格栅331为厚度为5mm，高度为80mm，间距为30mm的不锈钢筛网。本申请实施例中，整流格栅331还可为厚度为3mm，高度为60mm，间距为25mm的不锈钢筛网；或者厚度为4mm，高度为70mm，间距为25mm的不锈钢筛网。

需要说明的是，上述整流装置330采用整流格栅331的结构只是示例性的，本申请对于整流装置330的结构不做具体限定，凡是能够对气体的流动方向按照预定流向进行调整的结构均落入本申请的保护范围。

在一种可能的实现方式中，参见图1，喷淋装置200包括喷淋装置200包括一级喷淋吸收区210、二级喷淋吸收区220和三级喷淋吸收区230三级喷淋吸收区。

在上述实现过程中，含氨气体经过与三级喷淋液幕进行逆向接触，能够使含氨气体充分与喷淋液幕进行接触，使含氨气体中的氨气尽可能多地溶解到水中，提高氨气的吸收效率。

需要说明的是，喷淋装置200包括三级喷淋吸收区只是示例性的，喷淋装置中喷淋吸收区的级数可根据实际需要来确定，本申请对于喷淋吸收区的级数并不做具体限定，只要个数大于两个即可。

第二方面，本申请还提供了一种氨洗系统。图2为本申请实施例提供的一种氨洗系统的结构示意图。参见图2，氨洗系统包括依次连通的混炼机400、如上所述结构的氨洗塔、引风机500和排放出口600。

氨洗系统还包括储罐700，氨洗塔的底部还设有连通塔体100与储罐700的换水管路，换水管路上设有换水阀门。储罐700的出口与混炼机400连通。

采用上述氨洗塔结构的氨洗系统，在流场分布辅助装置300的结构采用下述参数的结构时：导流板311与含氨气体自入口管道110出口流出的方向之间的夹角为60度，扰流板321的长度与入口管道110管径相同，整流格栅331采用厚度为2mm，高度为50mm，间距为20mm的不锈钢筛网；经与未设置流场分布辅助装置300而其他结构参数相同的氨洗系统进行对比，本申请中的氨洗系统的浓度偏差相较于未设置流场分布辅助装置300的氨洗系统由15％降低至5％，速度偏差由25％降低至10％，氨吸收效率由96％提高至99％。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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申请中的具体含义。

Claims (10)

1.一种氨洗塔，其特征在于，包括：

塔体，其底部设有预定长度的入口管道，所述塔体的顶部设置出口管道；

喷淋装置，包括多级自上而下依次设置的喷淋吸收区，多级所述喷淋吸收区位于所述塔体的中上部；

流场分布辅助装置，设置在所述塔体自所述入口管道出口与所述喷淋装置之间的流道上，用于使自所述入口管道进入的含氨气体的流场分布均匀并具有正对所述喷淋装置的流出方向。

2.根据权利要求1所述的氨洗塔，其特征在于，所述流场分布辅助装置包括自下而上依次设置的导流装置、扰流装置和整流装置；

所述导流装置设置在与所述入口管道相对应的位置处，用于分散自所述入口管道进入的含氨气体并使所述含氨气体按照预定角度进入所述扰流装置；

所述扰流装置位于所述导流装置上方预定高度，用于改变导流后的所述含氨气体的流动方向并使所述含氨气体在所述塔体内重新分布；

所述整流装置位于所述扰流装置上方预定高度，用于对经过扰流装置的含氨气体的流动方向进行调整并使所述含氨气体的流动方向正对所述喷淋装置。

3.根据权利要求2所述的氨洗塔，其特征在于，所述入口管道内设有用于使含氨气体均匀进入所述塔体的轴流风扇。

4.根据权利要求3所述的氨洗塔，其特征在于，所述导流装置包括多块导流板；

所述导流板均匀布置在与所述入口管道等设置高度的塔体内，所述导流板与含氨气体自所述入口管道出口流出的方向呈预定夹角，且所述导流板的长度随着与入口管道出口的距离增大线性增加。

5.根据权利要求4所述的氨洗塔，其特征在于，所述导流板与所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向之间的夹角为50-70度；

所述入口管道的直径为d；所述导流板为6块；距离所述入口管道出口最近的导流板的长度为0.3d，距离所述入口管道出口最远的导流板的长度为1.5d；多块导流板的长度数值为等差数列。

6.根据权利要求4或5所述的氨洗塔，其特征在于，所述扰流装置包括多块扰流板，所述扰流板相对于所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向的倾斜方式与所述导流板相对于所述含氨气体自所述入口管道出口流出的方向的倾斜方式相反。

7.根据权利要求6所述的氨洗塔，其特征在于，所述扰流板与所述导流板的块数相同，且在同一竖直区域内包括一块扰流板和一块导流板；

所述扰流板与位于同一竖直区域上的所述导流板垂直；

所述扰流板的长度与所述入口管道的直径相同。

8.根据权利要求6所述的氨洗塔，其特征在于，所述整流装置为整流格栅，所述整流格栅为厚度为2～5mm，高度为50-80mm，间距为20-30mm的不锈钢筛网。

9.根据权利要求5所述的氨洗塔，其特征在于，所述喷淋装置包括三级喷淋吸收区。

10.一种氨洗系统，其特征在于，包括依次连通的混炼机、如权利要求1至9中任一项所述的氨洗塔、引风机和排放出口；

所述氨洗系统还包括储罐，所述氨洗塔的底部还设有连通所述塔体与所述储罐的换水管路；所述换水管路上设有换水阀门；

所述储罐的出口与所述混炼机连通。

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