專利名稱：螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕法煙氣脫硫除塵裝置，尤其是涉及用于化工、環(huán)保、電力和冶金行業(yè)中的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔。
背景技術(shù)：
目前，全球85%以上的脫硫技術(shù)采用濕法脫硫裝置，其中美、日、德三國則達90%以上。濕法脫硫的核心是吸收塔，吸收塔中氣液分布裝置是關(guān)鍵。幾種常用的吸收塔型，如噴淋塔、板式塔、填料塔中使用的氣液分布裝置分別為多層噴嘴組、多孔板、填料。但這些氣液分布裝置的缺點綜合起來有以下幾點塔空間利用率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、煙氣含塵較高時容易堵塞、塔體高且大、FDG系統(tǒng)費用高。
較新的幾種塔型中噴射鼓泡塔發(fā)展比較快，其典型工藝為CT-121工藝，它被美國《能源》雜志的評選書認(rèn)為"開創(chuàng)了洗滌脫硫技術(shù)的新紀(jì)元"，此脫硫系統(tǒng)的優(yōu)點是操作費用、投資費用比其他的FGD方法節(jié)省50% 70%，且工藝簡單，占地面積小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可充分利用塔內(nèi)空間、結(jié)構(gòu)簡單、增大布?xì)饷娣e、除塵效果好、不易堵塞、使氣體分布均勻、氣速穩(wěn)定的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，包括塔體，設(shè)在塔體上的煙氣出口和煙氣進口，塔體的底部開有漿液排出口，在所述的塔體內(nèi)通過井字梁固定設(shè)有內(nèi)筒，所述的內(nèi)筒的底部與所述的塔體的底部留有懸空間距，所述的塔體的內(nèi)壁和所述的內(nèi)筒的外壁之間構(gòu)成一個環(huán)形煙氣通道，所述的環(huán)形煙氣通道上方由圓環(huán)形密封板密封，所述的環(huán)形煙氣通道中設(shè)有氣動浮筒攪拌器，所述的氣動浮筒攪拌器由上部的帆、底部的槳葉和中部的浮筒構(gòu)成，在所述的圓環(huán)形密封板上部有一條圓形液體管道，所述的圓形液體管道設(shè)有脫硫吸收液進口和與所述的環(huán)形煙氣通道對應(yīng)的噴嘴組，第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板之間圍成一個螺旋型空間，此空間上端用螺旋形密封板密封構(gòu)成一個螺旋型氣室，所述的第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板一端在所述的內(nèi)筒中相交并與支撐筒相連，所述的第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板另一端與所述的內(nèi)筒的側(cè)壁切線相交設(shè)有螺旋型氣室入口，所述的螺旋型氣室入口由一塊與所述的第一塊螺旋形垂直篩板相連并延伸至所述的塔體內(nèi)壁附近的斜板、 一塊與所述的煙氣進口底部在同一水平面上的密封底板和處于所述的螺旋型氣室入口的頂部的所述的圓環(huán)形密封板圍成，所述的煙氣進口與所述的環(huán)形煙氣通道相切連接，整個所述的螺旋型布?xì)馐矣盟龅木至汗潭ㄔ谒龅乃w上，所述的內(nèi)筒和所述的第一塊螺旋形垂直篩板、第二塊螺旋形垂直篩板的底部在同一水平高度上分別開有柵格狀噴氣孔。
所述的第一塊螺旋形垂直篩板為第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板，第二塊螺旋形垂直篩板為第二塊阿基米德螺旋形垂直篩板。
所述的塔體內(nèi)的上部設(shè)有折板除霧器和與所述的折板除霧器對應(yīng)的除霧器沖洗噴頭。
所述的煙氣進口處于所述的環(huán)形煙氣通道的前端，所述的螺旋型氣室入口處于所述的環(huán)形煙氣通道尾端。
采用上述技術(shù)方案的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點就在于
1、 螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔中的螺旋型氣室由兩塊螺旋形垂直篩板、頂部的螺旋形密封板圍成。兩塊篩板是基于阿基米德等速螺旋線設(shè)計，特殊結(jié)構(gòu)有利于氣速的穩(wěn)定，氣流進入螺旋型氣室后沿螺旋形壁螺旋下行，粉塵在螺旋下行過程中會受到壁面的慣性力
(類似于慣性除塵)，同時粉塵在螺旋型氣室中還有沉降作用，進一步提高了除塵效果；螺旋型氣室空間相對較大，且兩壁為垂直安裝，不容易堵塞；兩篩板為阿基米德螺旋形，導(dǎo)致其底部的柵格狀噴氣孔數(shù)量增多、開孔面積變大，有利氣液充分接觸，增加處理的氣量，同時提高了塔內(nèi)的有效布?xì)饷娣e；整個布?xì)庋b置簡單緊湊，塔內(nèi)空間得到充分利用，塔體高度大大降低。
2、 位于吸收塔中的環(huán)形煙氣通道由塔壁、內(nèi)筒、圓環(huán)形密封板構(gòu)成，在內(nèi)筒下端沿圓周方向有一圈柵格狀噴氣孔。氣體在環(huán)形煙氣通道內(nèi)旋轉(zhuǎn)與上部噴嘴組灑出的吸收液接觸，氣體被脫硫的同時通過旋風(fēng)濕壁除塵作用除塵。環(huán)形煙氣通道增加了開孔面積和氣體分布均勻程度，提高了塔內(nèi)鼓泡層的高度和脫硫效率。
3、 在環(huán)形煙氣通道中，由旋轉(zhuǎn)的煙氣作動力，作用于氣動浮筒攪拌器的帆上，推動浮筒帶動槳葉產(chǎn)生的徑向攪拌，使吸收液中固液混合更均勻、煙氣與吸收液的反應(yīng)更充分；這種攪拌裝置的結(jié)構(gòu)簡單，無需外加動力攪拌機構(gòu)，成本低廉；尤其是不需要轉(zhuǎn)動軸，對有特殊密封要求的反應(yīng)塔器有很大應(yīng)用價值。
4、 在折板除霧器上方設(shè)有除霧器清洗噴頭，便于對折板除霧器的清洗；塔底部呈橢球狀，并設(shè)有吸收液排出口，便于將帶著塵粒的漿液匯集、排出。
綜上所述，本發(fā)明是一種可充分利用塔內(nèi)空間、結(jié)構(gòu)簡單、增大布?xì)饷娣e、除塵效果好、不易堵塞、使氣體分布均勻、氣速穩(wěn)定的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，整個裝置開孔面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，尤其是塔體矮所占空間較小可節(jié)約造價，尤其適用于中小型鍋爐的脫硫除塵一體化及化工、冶金行業(yè)的二氧化硫等氣體吸收操作。有很好的實驗研究和工業(yè)應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿圖1中A — A線剖面視圖；圖3是沿圖1中B — B線剖面視圖；圖4是沿圖1中C一C線剖面視圖；圖5是沿圖1中D — D沿剖面視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步說明。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，塔體6設(shè)有橢圓底和橢圓頂，在塔體6內(nèi)通過井字梁8固定設(shè)有內(nèi)筒14，內(nèi)筒14的頂端固定在井字梁8上，內(nèi)筒14的底部與塔體6的塔底有懸空間距，塔體6的內(nèi)壁和內(nèi)筒14的壁之間構(gòu)成一個環(huán)形煙氣通道24，環(huán)形煙氣通道24上方由圓環(huán)形密封板4密封，環(huán)形煙氣通道24中設(shè)有氣動浮筒攪拌器10，氣動浮筒攪拌器10由上部的帆11、底部的槳葉12和中部浮筒26構(gòu)成，在圓環(huán)形密封板4上部有一條圓形液體管道9，圓形液體管道9設(shè)有脫硫吸收液進口 5和與環(huán)形煙氣通道24對應(yīng)的噴嘴組13，吸收液從脫硫吸收液進口 5導(dǎo)入圓形液體管道9中，最后經(jīng)圓環(huán)形密封板4下的噴嘴組13進入環(huán)形煙氣通道24內(nèi)，第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板16和第二塊阿基米德螺旋形垂直篩板17之間圍成一個螺旋型空間，此空間上端用螺旋形密封板7封死構(gòu)成一個阿基米德螺旋型氣室18，第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板16和第二塊阿基米德螺旋形垂直篩板17 —端在內(nèi)筒14中相交并與支撐筒25相連，第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板16和第二塊阿基米德螺旋形垂直篩板17另一端與內(nèi)筒14的側(cè)壁切線相交設(shè)有螺旋型氣室入口 23，螺旋型氣室入口 23在內(nèi)筒14上切線開口，并由一塊斜板21 (此斜板和第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板16相連，并由內(nèi)筒14伸至塔體6內(nèi)壁附近)、入口底部的密封底板22 (此板底部與煙氣進口底部在同一水平面上)和入口頂部的圓環(huán)形密封板4圍成。整個阿基米德螺旋型氣室18用井字梁8固定在塔壁6上。內(nèi)筒14和第一塊阿基米德螺旋形垂直篩板16和第二塊阿基米德螺旋形垂直篩板17底部同一水平高度上分別開有柵格狀噴氣孔15。煙氣進口 19與環(huán)形煙氣通道24相切，煙氣進口 19處于環(huán)形煙氣通道24的前端，螺旋型氣室入口23處于環(huán)形煙氣通道24尾端，塔體6的內(nèi)上部設(shè)有折板除霧器2、除霧器沖洗噴頭3、煙氣出口 1，塔底開有漿液排出口 20。該螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔中特有的阿基米德螺旋型氣室有結(jié)構(gòu)緊湊、開孔面積大、不易堵塞、布?xì)饩鶆?、氣速波動小、除塵效率高、脫硫效率穩(wěn)定等優(yōu)點。塔體6中的環(huán)流布?xì)?、旋風(fēng)濕壁除塵、風(fēng)能攪拌等
5方式可高效地去除煙氣中的二氧化硫、灰塵。整個裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尤其適用含塵量較大的煙氣處理。
工作原理本發(fā)明的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，阿基米德螺旋型氣室18、環(huán)形煙氣通道24、氣動浮筒攪拌器10、柵格狀噴氣孔15等結(jié)構(gòu)使氣液固三相混合均勻，布?xì)饷娣e和氣液接觸時間增加。
煙氣由煙氣進口 19以一定的速度切向進入環(huán)形煙氣通道24，再與通道頂端的噴嘴組13噴出的吸收液充分混合，在環(huán)形煙氣通道24內(nèi)旋轉(zhuǎn)過程中減速、穩(wěn)流， 一部分二氧化硫被去除，高速旋轉(zhuǎn)的煙氣產(chǎn)生的離心力把液滴和塵粒甩向塔體6的塔壁，相當(dāng)于裝有穩(wěn)流柱的旋風(fēng)濕壁除塵塔， 一部分塵粒被液膜捕捉，隨重力作用落入塔底，最后在塔底聚集，通過塔底漿液排出口 20排出；旋轉(zhuǎn)過程中的煙氣吹在帆11上并帶動氣動浮筒攪拌器10旋轉(zhuǎn)，氣動浮筒攪拌器10底部的槳葉12帶動塔內(nèi)的液體形成一個大渦流，使塔內(nèi)的吸收液混合均勻。經(jīng)過旋風(fēng)濕壁除塵冷卻后的煙氣，通過螺旋型氣室入口 23進入阿基米德螺旋型氣室18內(nèi)。煙氣在阿基米德螺旋型氣室18中呈螺旋形下旋的過程中氣速穩(wěn)定，氣體分布更均勻，同時一部分塵粒也在旋轉(zhuǎn)過程中被慣性力或者沉降作用去除。經(jīng)過分布的煙氣同時將環(huán)形氣體通道24和阿基米德螺旋型氣室18內(nèi)的液面壓低至柵格狀噴氣孔15，形300 400mm左右的液位差，氣體以一定的氣速從柵格狀噴氣孔15中分散后噴出并被塔體6內(nèi)的渦流、氣動浮筒攪拌器10的槳葉12等進一步分散成小氣泡在湍流中曲折上升并破裂形成很高的鼓泡層和脈動，在鼓泡層中氣液得到充分的混合，增加了氣液接觸時間。產(chǎn)生的液體脈動、湍流和攪拌使塔內(nèi)的吸收液充分混合，在噴射鼓泡過程中大部分粉塵被去除。
試驗證明，使用CaC03為脫硫劑，當(dāng)pH值在5.7以上時脫硫效率75% 87%。研究發(fā)現(xiàn)本塔的性能還有很大提升空間。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單緊湊，塔高度低，布?xì)饩鶆颍_孔面積大，不易堵塞，除塵效率高，脫硫效率穩(wěn)定等優(yōu)點?？梢赃m用含塵量高、對塔高有限制的煙氣脫硫處理，及其他相關(guān)氣體吸收處理。
權(quán)利要求
1、一種螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，包括塔體(6)，設(shè)在塔體(6)上的煙氣出口(1)和煙氣進口(19)，塔體(6)的底部開有漿液排出口(20)，其特征是在所述的塔體(6)內(nèi)通過井字梁(8)固定設(shè)有內(nèi)筒(14)，所述的內(nèi)筒(14)的底部與所述的塔體(6)的底部留有懸空間距，所述的塔體(6)的內(nèi)壁和所述的內(nèi)筒(14)的外壁之間構(gòu)成一個環(huán)形煙氣通道(24)，所述的環(huán)形煙氣通道(24)上方由圓環(huán)形密封板(4)密封，所述的環(huán)形煙氣通道(24)中設(shè)有氣動浮筒攪拌器(10)，所述的氣動浮筒攪拌器(10)由上部的帆(11)、底部的槳葉(12)和中部的浮筒(26)構(gòu)成，在所述的圓環(huán)形密封板(4)上部有一條圓形液體管道(9)，所述的圓形液體管道(9)設(shè)有脫硫吸收液進口(5)和與所述的環(huán)形煙氣通道(24)對應(yīng)的噴嘴組(13)，第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板之間圍成一個螺旋型空間，此空間上端用螺旋形密封板(7)密封構(gòu)成一個螺旋型氣室，所述的第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板一端在所述的內(nèi)筒(14)中相交并與支撐筒(25)相連，所述的第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板另一端與所述的內(nèi)筒(14)的側(cè)壁切線相交設(shè)有螺旋型氣室入口(23)，所述的螺旋型氣室入口(23)由一塊與所述的第一塊螺旋形垂直篩板相連并延伸至所述的塔體(6)內(nèi)壁附近的斜板(21)、一塊與所述的煙氣進口(19)底部在同一水平面上的密封底板(22)和處于所述的螺旋型氣室入口(23)的頂部的所述的圓環(huán)形密封板(4)圍成，所述的煙氣進口(19)與所述的環(huán)形煙氣通道(24)相切連接，整個所述的螺旋型布?xì)馐矣盟龅木至?8)固定在所述的塔體(6)上，所述的內(nèi)筒(14)和所述的第一塊螺旋形垂直篩板、第二塊螺旋形垂直篩板的底部在同一水平高度上分別開有柵格狀噴氣孔(15)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收 塔，其特征是所述的第一塊螺旋形垂直篩板為第一塊阿基米德螺旋形 垂直篩板(16)，第二塊螺旋形垂直篩板為第二塊阿基米德螺旋形垂直篩 板(17)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵 吸收塔，其特征是所述的塔體(6)內(nèi)的上部設(shè)有折板除霧器(2)和與所 述的折板除霧器(2)對應(yīng)的除霧器沖洗噴頭(3)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵 吸收塔，其特征是所述的煙氣進口 (19)處于所述的環(huán)形煙氣通道(24) 的前端，所述的螺旋型氣室入口 (23)處于所述的環(huán)形煙氣通道(24)尾 端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔，塔體(6)的內(nèi)壁和內(nèi)筒(14)的外壁之間構(gòu)成一個環(huán)形煙氣通道(24)，環(huán)形煙氣通道(24)中設(shè)有氣動浮筒攪拌器(10)，圓形液體管道(9)設(shè)有與環(huán)形煙氣通道(24)對應(yīng)的噴嘴組(13)，第一塊螺旋形垂直篩板和第二塊螺旋形垂直篩板之間圍成一個螺旋型氣室，一端與支撐筒(25)相連，另一端與內(nèi)筒(14)的側(cè)壁切線相交設(shè)有螺旋型氣室入口(23)，內(nèi)筒(14)和第一塊螺旋形垂直篩板、第二塊螺旋形垂直篩板的底部在同一水平高度上分別開有柵格狀噴氣孔(15)。該螺旋型垂直篩板噴射鼓泡脫硫除塵吸收塔中特有的阿基米德螺旋型布?xì)馐矣薪Y(jié)構(gòu)簡單、布?xì)饩鶆?、開孔面積大、不易堵塞、氣速波動小、除塵效果好、脫硫效率穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號B01D53/48GK101518716SQ20091004292
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者婷 吳, 曾光明, 楊春平, 王家強, 甘海明, 宏 陳, 陳海林, 敏 雷 申請人:湖南大學(xué)