專利名稱:煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及的是一種鍋爐煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域的裝置,具體是一種煙氣脫硫除 塵一體化耦合裝置。
背景技術(shù):
我國是世界上煤炭消耗量最大的國家,因燃煤所排放的二氧化硫總量位居世 界第一,同時我國的煙塵排放總量也處于世界前列。因此,我國政府正逐步實行 嚴(yán)格的燃煤煙氣排放標(biāo)準(zhǔn),推行電站鍋爐、工業(yè)鍋爐及窯爐的煙氣脫硫和除塵處 理。
煙氣脫硫方法多種多樣,目前廣泛應(yīng)用的濕法脫硫裝置有底層旋流板塔、噴 淋塔、鼓泡塔、文丘里吸收器等;大型火電脫硫大多采用噴淋塔,因其氣路阻力 最小,能適應(yīng)不同的鍋爐負(fù)荷,但需采用較高的液氣比,且除塵效果不理想。底 層旋流板塔的優(yōu)點是具有高效除塵作用,并能在低液氣比下能實現(xiàn)高效率;但在 鍋爐負(fù)荷低時,單板效率較低、脫硫效率不夠高。將噴淋洗滌與旋流技術(shù)結(jié)合起 來則有利于發(fā)揮二者的優(yōu)勢。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)張廣新《75t/h鍋爐煙氣脫硫裝置設(shè)計與應(yīng) 用》(冶金動力,2003,3: 637-639)對水膜除塵器進(jìn)行了改造(張廣新,75t/h鍋爐 煙氣脫硫裝置設(shè)計與應(yīng)用.冶金動力,2003,3: 637-639),將噴淋段和底層旋流板分 別置于兩個塔內(nèi),使煙氣先在噴淋塔氣液順流接觸后,再引入底層旋流板塔進(jìn)行 氣液逆流接觸。但是,這種方法僅是將二者簡單結(jié)合,其流程較長,需要多級供 液,循環(huán)液一次利用率低。
專利申請?zhí)?00810120375,公開號CN101342455A,記載了一種"噴淋旋 流組合脫硫裝置",該裝置將噴淋和底層旋流板在同一個塔內(nèi)分兩段進(jìn)行——上 層噴淋、下層旋流,兩段的進(jìn)液由兩組相互獨立的泵供給。這種脫硫裝置比較緊 湊,在保證脫硫效率的同時,氣流阻力可明顯降低。但是由于噴淋下來的脫硫液 在到達(dá)下層底層旋流板前大多沿塔壁流到底層旋流板的溢流槽,使這部分液體無 法再繼續(xù)利用,從而導(dǎo)致循環(huán)液一次利用率也相對較低。同時,旋流而上的氣流在塔內(nèi)的流場分布不均,影響噴淋洗滌效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,提供一種煙氣脫硫除塵一體化耦合裝 置,采用內(nèi)向噴射板,將旋流與噴淋方法有機結(jié)合起來,形成新型一體化脫硫除 塵裝置,從而在保證高效率脫硫、除塵的情況下,降低漿液的循環(huán)量,降低能耗, 且操作范圍更寬。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的,本發(fā)明包括塔體、切向進(jìn)氣口、煙氣 出口、底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、下除霧板和上除霧器,其中切向進(jìn) 氣口位于塔體的下端側(cè)面,底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、下除霧板和上除 霧器依次由下而上平行設(shè)置于塔體內(nèi)部,煙氣出口位于塔體的頂端。
所述旋流板位于內(nèi)向噴射板的下方,去除了常規(guī)旋流板的異型溢流管,其外 緣與塔壁之間留有3-10mm的空隙;
所述的內(nèi)向噴射板上設(shè)有噴射葉片、中心溢流管以及支撐板筋,其中中 心溢流管位于內(nèi)向噴射板的中央,若干片噴射葉片以正多邊形方式斜向逐片固定 設(shè)置于中心溢流管的外沿,支撐板筋與每一片噴射葉片的兩端固定連接。
所述的中心溢流管的直徑為支撐板筋直徑的20% 40%。
所述的噴射葉片與水平面所呈仰角為20° 60°,使氣流噴射方向指向中心; 該噴射葉片的寬度為20 120mm,噴射葉片為整板切割、鈑金或多葉片組合焊 接制成,根據(jù)每板直徑的大小,葉片所組成的正多邊形邊數(shù)為3-12個。
所述的支撐板筋的寬度為20 120mm;
該內(nèi)向噴射板將噴淋到該板上脫硫液以及沿塔壁流下的脫硫液重新內(nèi)向噴 射,達(dá)到脫硫除塵的效果,其單板脫硫、除塵效率與底層旋流板接近;
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明利用獨特設(shè)計的內(nèi)向噴射板,將噴淋、旋流方法有 機耦合起來,內(nèi)向噴射板兼具脫硫除塵、改善氣流分布以及匯集脫硫液的多重功 效,使所發(fā)明的裝置具有高效脫硫除塵作用,并明顯降低液氣比及氣流阻力。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為內(nèi)向噴射板結(jié)構(gòu)示意圖中a為內(nèi)向噴射板仰視圖;b為內(nèi)向噴射板側(cè)視其中l(wèi)切向煙氣進(jìn)口、 2塔體、3水膜除塵段、4底層旋流板、5內(nèi)向噴射板、6噴淋層及噴嘴、7下除霧板、8備用噴淋管、9上除霧器、IO煙氣出口、 ll脫硫液排放口、 12脫硫循環(huán)泵、13中心溢流管(帶有水封)、14噴射葉片和15 支撐板筋。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明,本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實施,給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護范圍不限 于下述的實施例。
實施例1
如圖1所示,本實施例包括切向煙氣進(jìn)口 1、塔體2、水膜除塵段3、底 層旋流板4、內(nèi)向噴射板5、噴淋層及噴嘴6、下除霧板7、備用噴淋管8、上除 霧器9、煙氣出口IO、脫硫液排放口 11和脫硫循環(huán)泵12,其中切向進(jìn)氣口位 于塔體的下端側(cè)面,底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、第一除霧板和第二除霧 板依次由下而上平行設(shè)置于塔體內(nèi)部,煙氣出口位于塔體的頂端。
所述的底層旋流板去除了常規(guī)旋流板的異型溢流管,其外緣與塔壁之間留有 6mm的空隙。
如圖2所示,所述的內(nèi)向噴射板5上設(shè)有中心溢流管13、噴射葉片14和 支撐板筋15,其中中心溢流管13位于內(nèi)向噴射板5的中央,42片噴射葉片 14以六邊形方式斜向分為7層,逐層固定設(shè)置于中心溢流管13的外沿,支撐板 筋15與每一片噴射葉片14的兩端固定連接。由葉片所組成的正多邊形的邊數(shù)為 6個。
所述的中心溢流管13的直徑為支撐板筋15直徑的30%。 所述的噴射葉片14與水平面所呈仰角為30°,使氣流噴射方向指向中心;該 噴射葉片14的寬度為100mm,噴射葉片14為多葉片組合焊接制成。 所述的支撐板筋15的寬度為100mm;
該內(nèi)向噴射板5將噴淋到該板上脫硫液以及沿塔壁流下的脫硫液重新內(nèi)向 噴射,達(dá)到脫硫除塵的效果,其單板脫硫、除塵效率與底層旋流板4接近;
本實施例通過以下流程實現(xiàn)煙氣脫硫
含有煙塵及二氧化硫的煙氣通過入口煙道1切向進(jìn)入吸收塔,并在吸收塔的
水膜區(qū)3進(jìn)行預(yù)除塵,其中脫硫液水膜經(jīng)由上層底層旋流板四周與塔壁之間的環(huán) 隙所形成的。接著,氣流通過底層的底層旋流板4,并與底層旋流板上的液體薄
5層進(jìn)行噴射式接觸進(jìn)行脫硫除塵,底層旋流板上的脫硫液是通過上層內(nèi)向噴射板 的中心溢流管流到其盲板上的,再向四周噴射擴散。之后,氣流再經(jīng)過內(nèi)向噴射 板5繼續(xù)上升,并將該板上的脫硫液層向內(nèi)噴射,在噴射過程中繼續(xù)進(jìn)行脫硫除 塵。內(nèi)向噴射板上脫硫液主要來自與噴淋層的直接噴灑以及有沿塔壁留下的液 體,脫硫液經(jīng)內(nèi)向噴射匯集到中心溢流管,并流到下層底層旋流板的盲板上。其 后,氣流經(jīng)過噴淋段,與噴淋層噴嘴所噴灑的脫硫液滴進(jìn)行氣液逆流接觸,繼續(xù) 脫硫過程。此后,煙氣再經(jīng)過下除霧板以及除霧板進(jìn)行充分除霧,并經(jīng)過氣體出 口流出吸收塔。在上述過程中,脫硫液是使用專用脫硫循環(huán)泵向噴淋層進(jìn)行輸送 到。
本實施例技術(shù)效果驗證具體如下
利用一內(nèi)徑300mm的試驗塔體,按圖1所示組合成噴淋旋流一體化裝置。 試驗所用煙氣量為1000m3/h,煙氣溫度為90°C,入口煙氣S02濃度為 2600mg/Nm3,煙塵含量1400mg/Nm3。
先將內(nèi)向板去掉,僅使用一層噴淋層和一層底層旋流板,通過噴淋層向塔內(nèi) 供脫硫液,在液體pH值為9、液氣比為2.0L/mS的情況下,測得的脫硫效率約 為82%,除塵效率為95%。全塔氣流阻力僅在780Pa左右。
同樣情況下,若將內(nèi)向噴射板置入底層旋流板與噴淋層之間,則相近條件下 的脫硫效率降低到96%左右,且全塔氣流阻力升至900左右Pa。由此可見,將 內(nèi)向噴射板與底層旋流板及噴淋技術(shù)結(jié)合使用,可顯著提高煙氣的凈化程度.
實施例2
針對1臺20t/h蒸發(fā)量的燃煤鍋爐,設(shè)計煙氣量為55000m3/h,煙氣溫度為 150°C,入口煙氣SO2濃度達(dá)2200mg/Nm3,煙塵含量1200mg/Nm3。本發(fā)明裝置 根據(jù)實際工況采用了圖1所示的裝置,塔內(nèi)徑為2200mm。采用鈉-鈣雙堿法煙 氣脫硫工藝。底層旋流板的葉片仰角為28°,開孔率為32%;內(nèi)向噴射板的仰角 為32°,開孔率為36%。
當(dāng)鍋爐負(fù)荷為90%時,在液氣比為1.8L/m3的情況下,測得的脫硫效率為 96.3%,除塵效率大于97% (出口煙氣含塵濃度低于50 mg/Nm3)。全塔氣流阻力 僅在800Pa左右。
實施例3采用與實施例l相同的結(jié)構(gòu)處理40t/h燃煤鍋爐的燃煤煙氣,煙氣 先利用多管除塵器進(jìn)行預(yù)除塵,采用氧化鎂脫硫工藝進(jìn)行脫硫及進(jìn)一步除塵。處理的煙氣量為120000m3/h, 二氧化硫濃度3500 mg/Nm3。吸收塔的直徑為 3500mm。結(jié)果表明,當(dāng)液氣比為2.2 L/m3時,脫硫率為97%。設(shè)備連續(xù)運行6 個月中未出現(xiàn)結(jié)垢及堵塞現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、一種煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,包括塔體、切向進(jìn)氣口、煙氣出口、底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、第一除霧板和第二除霧板,切向進(jìn)氣口位于塔體的下端側(cè)面,底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、第一除霧板和第二除霧板依次由下而上平行設(shè)置于塔體內(nèi)部,煙氣出口位于塔體的頂端,其特征在于內(nèi)向噴射板上設(shè)有噴射葉片、中心溢流管以及支撐板筋,其中中心溢流管位于內(nèi)向噴射板的中央,若干片噴射葉片以多邊形方式斜向逐層固定設(shè)置于中心溢流管的外沿,支撐板筋與每一片噴射葉片的兩端固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述的底層旋流板去除了常規(guī)旋流板的異型溢流管,其外緣與塔壁之間留有3-10mm的空隙。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的中心溢流管的直徑為支撐板筋直徑的20% 40%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的噴射葉片與水平面所呈仰角為20° 60°。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的噴射葉片的寬度為20 120mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的噴射葉片為整板切割、鈑金或多葉片組合焊接制成。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的支撐板筋的寬度為20 120mm。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,其特征是,所述 內(nèi)向噴射板的葉片所組成的正多邊形邊數(shù)為3-12個。
全文摘要
一種鍋爐煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域的煙氣脫硫除塵一體化耦合裝置,包括塔體、切向進(jìn)氣口、煙氣出口、底層旋流板、內(nèi)向噴射板、噴淋層、下除霧板和上除霧器,中心溢流管位于內(nèi)向噴射板的中央,若干片噴射葉片以正多邊形方式斜向逐層固定設(shè)置于中心溢流管的外沿,支撐板筋與每一片噴射葉片的兩端固定連接。本發(fā)明利用獨特設(shè)計的內(nèi)向噴射板,將噴淋、旋流方法有機耦合起來,內(nèi)向噴射板兼具脫硫除塵、改善氣流分布以及匯集脫硫液的多重功效,使所發(fā)明的裝置具有高效脫硫除塵作用,并明顯降低液氣比及氣流阻力。
文檔編號B01D50/00GK101584957SQ200910053740
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者喬少華, 吳忠標(biāo), 晏乃強, 贊 瞿 申請人:上海交通大學(xué)