專利名稱：一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及資源與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板+
O
背景技術(shù)：
燒結(jié)機(jī)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后隨臺(tái)車運(yùn)行、在高溫?zé)Y(jié)過程中產(chǎn)生的含塵廢氣，燒結(jié)過程是在完全開放及富氧環(huán)境下進(jìn)行的，過量的空氣通過染料層進(jìn)入風(fēng)箱，進(jìn)入廢氣系統(tǒng)經(jīng)除塵后排放，燒結(jié)機(jī)煙氣具有煙氣量大、含氧量高、SO2排放濃度低、波動(dòng)范圍大、含塵量高及含有多種腐蝕性氣體和重金屬污染物。每噸燒結(jié)礦大約可產(chǎn)生4000 6000m3 的煙氣，燒結(jié)機(jī)煙氣的含氧量為15 18%，SO2濃度一般為500 3000mg/Nm3，燒結(jié)機(jī)煙氣粉塵中主要含有FeO、A1203、Fe2O3等多種金屬氧化物及重金屬。在我國已經(jīng)投運(yùn)和在建的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置中，鈣基濕法脫硫工藝在目前應(yīng)用最為廣泛。鈣基濕法脫硫工藝主要將脫硫劑石灰石、或石灰與水制成質(zhì)量濃度在10 15%的脫硫劑漿液，經(jīng)循環(huán)泵及噴淋層的均勻布液后與燒結(jié)機(jī)煙氣逆向接觸、吸收實(shí)現(xiàn)去除煙氣中SO2目的。吸收SO2后，漿液液滴中的碳酸鈣與SO2生成亞硫酸鈣；亞硫酸鈣是難容物質(zhì)，會(huì)逐漸包裹碳酸鈣顆粒阻止碳酸鈣的繼續(xù)溶出，阻止了漿液繼續(xù)吸收SO2的能力；漿液進(jìn)入漿池后，氧化空氣被強(qiáng)制送入吸收塔內(nèi)將亞硫酸鈣氧化，生成二水硫酸鈣，此時(shí)碳酸鈣顆粒得以溶出，繼續(xù)具有脫硫功效。濕法脫硫采用的都是噴淋吸收塔，漿液經(jīng)循環(huán)泵在一定壓力送入噴淋層的噴嘴，漿液經(jīng)噴嘴霧化成細(xì)小的漿液液滴后以90度或者120度的張角向四周均勻布液，在重力作用下漿液液滴向下移動(dòng)，并與向上運(yùn)動(dòng)的煙氣充分接觸反應(yīng)。漿液在經(jīng)噴淋層噴淋過程中，沿吸收塔塔壁附近的漿液會(huì)直接撞擊塔壁，并沿塔壁滑落，這部分漿液無法與煙氣進(jìn)行接觸反應(yīng)，為無效漿液，濕法煙氣脫硫噴淋塔的無效漿液占漿液總循環(huán)量的12 15%，為了能達(dá)到預(yù)期的脫硫效率，必須提高對應(yīng)的液氣比，浪費(fèi)了大量的能耗。燒結(jié)機(jī)煙氣鈣基濕法脫硫工藝中，脫硫效率主要受脫硫劑的溶解速率、吸收漿液PH值及循環(huán)液氣比的影響。脫硫劑的溶解速率越快、吸收漿液PH值越高、液氣比越大時(shí)脫硫效率就越高，但是過高的PH值和過大的液氣比會(huì)大大增加脫硫裝置的投資成本及運(yùn)行成本。目前在建或已建的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置大部分都是直接套用燃煤鍋爐煙氣脫硫工藝的設(shè)計(jì)理念來設(shè)計(jì)。燒結(jié)機(jī)煙氣中SO2的濃度一般低于燃煤鍋爐煙氣，而含氧量則遠(yuǎn)大于燃煤鍋爐煙氣，燒結(jié)機(jī)煙氣中的大量氧氣在吸收過程中也會(huì)參與亞硫酸鈣的氧化反應(yīng)。導(dǎo)致目前的燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)液氣比和氧化風(fēng)量都嚴(yán)重偏大，增加了燒結(jié)機(jī)煙氣濕法脫硫的投資和運(yùn)行成本。授權(quán)公告號(hào)為CN201940170U的實(shí)用新型專利公開了一種帶篩板的煙氣脫硫塔，包括吸收塔、與吸收塔連通的石灰石漿液罐和石灰石漿液循環(huán)系統(tǒng)，吸收塔下部連通有進(jìn)氣管道，上部連通有出氣管道，石灰石漿液循環(huán)系統(tǒng)包括于石灰石漿液罐連通的循環(huán)泵和與循環(huán)泵連通的位于吸收塔內(nèi)上部的噴嘴，吸收塔內(nèi)中部設(shè)有帶篩孔的篩板。該發(fā)明對脫硫效率有所提高，但是也存在以下不足之處①將石灰石漿液罐與吸收塔連通，吸收塔內(nèi)沒有漿液池，吸收區(qū)與氧化區(qū)分開，很難控制系統(tǒng)漿液的PH值。②沒有對篩板的孔徑、阻力及停留時(shí)間進(jìn)行控制，在不設(shè)置溢流堰時(shí)，會(huì)導(dǎo)致每層篩板上的液體層厚度過大，增加了篩板層對煙氣的阻力，浪費(fèi)系統(tǒng)的能耗。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，提高了煙氣脫硫的效率，同時(shí)降低了煙氣脫硫的能耗和成本。一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，包括吸收塔，所述的吸收塔上設(shè)有煙氣入口、煙氣出口和脫硫劑入口，所述的吸收塔內(nèi)從上自下依次設(shè)有除霧層、噴淋層、篩板和漿池，所述的脫硫劑入口位于煙氣入口上方，所述的篩板位于脫硫劑入口和煙氣入口之間，所述的篩板上方設(shè)有溢流堰，所述的溢流堰將篩板分為溢流區(qū)和氣液接觸區(qū)，所述篩板的篩孔設(shè)于氣液接觸區(qū)，所述的氣液接觸區(qū)位于篩板靠近脫硫劑入口的一側(cè)，所述的溢流區(qū)下方 設(shè)有溢流管。所述的溢流堰的高度為20-40cm。溢流堰的設(shè)計(jì)能很好的控制氣液接觸區(qū)的體積、氣液接觸區(qū)內(nèi)漿液的厚度及阻力，溢流堰在這個(gè)高度時(shí)，燒結(jié)機(jī)煙氣氣泡能在較低阻力下穿過氣液接觸區(qū)，與漿液接觸反應(yīng)，煙氣中的大部分SO2被碳酸鈣吸收生成亞硫酸鈣沉淀，同時(shí)燒結(jié)機(jī)煙氣中的高含量氧氣在氣泡的劇烈擾動(dòng)下迅速將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣，使得碳酸鈣能快速溶出，保證了漿液的高吸收活性，實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫與氧化的同步進(jìn)行。所述篩板的篩孔孔徑為5_8cm。篩板的孔徑直接決定了穿過孔板的煙氣氣泡大小，孔徑過大會(huì)降低氣液接觸的比表面積，影響氣液接觸區(qū)的脫硫效率與氧化速率，孔徑過小會(huì)增加篩板的阻力，將孔徑設(shè)計(jì)在5-8cm范圍內(nèi)時(shí)，篩板阻力較小，氣液接觸的比表面積也非常理想，能實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率和亞硫酸鈣氧化速率。所述的氣液接觸區(qū)中篩孔的開孔率為45-50%。開孔率為篩孔總面積占?xì)庖航佑|區(qū)面積的百分比，開孔率的大小直接決定了氣泡穿過氣液接觸區(qū)的速度，氣速過大則反映時(shí)間短，無法實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率和氧化效率，氣速過低則氣泡在穿過氣液接觸區(qū)時(shí)無法實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)漿液。當(dāng)開孔率設(shè)計(jì)在45-50%時(shí)，氣泡能在氣液接觸區(qū)內(nèi)有充足的停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率與氧化速率，此時(shí)的氣泡速度也能為漿液的擾動(dòng)提供足夠的能量，增加了漿液的湍流程度和漿液中顆粒物的碰撞頻率，也能較好的提高煙氣的脫硫速率和氧化速率。所述的篩板安裝于煙氣入口上方I. 8-2. 5m處，所述的脫硫劑入口安裝在篩板上方0. 5-0. 8m處。高濃度的煙氣主要在篩板上反應(yīng)，在篩板上進(jìn)漿不會(huì)因?yàn)闈{液pH值過高而導(dǎo)致篩孔堵塞，而且還能大大提高篩板的脫硫量，減少了上方噴淋層需要達(dá)到的脫硫量。所述的氣液接觸區(qū)與溢流區(qū)的面積比為2 1-3.5 I。溢流區(qū)保證了反應(yīng)后的漿液迅速進(jìn)入漿池，能很好的控制氣液接觸區(qū)的厚度，保證了篩板一直處于低阻力、高反應(yīng)速率的狀態(tài)下運(yùn)行。所述的溢流管下端伸入漿池內(nèi)。保證溢流管底部伸入吸收塔的漿池液面以下，防止燒結(jié)機(jī)煙氣穿過溢流管，不能與脫硫劑充分反應(yīng)，對煙氣的脫硫效率造成影響。[0016]篩板的氣液接觸區(qū)設(shè)有若干篩孔，在脫硫裝置運(yùn)行過程中，沿塔壁流下的無效漿液和噴淋吸收后的反應(yīng)漿液均被截流至篩板的氣液接觸區(qū)上，并被向上流動(dòng)的煙氣氣流托住，形成一定厚度的漿液吸收層。煙氣氣流在增壓風(fēng)機(jī)的壓力推動(dòng)下穿篩板上的篩孔，并以氣泡的形式穿過氣液接觸區(qū)內(nèi)的漿液吸收層，形成由煙氣氣泡、漿液的混合區(qū)，煙氣氣泡起到了攪拌漿液的作用。在混合區(qū)內(nèi)每個(gè)煙氣氣泡均被漿液所包圍，煙氣中SO2大部分被氣液接觸區(qū)的脫硫劑吸收生成亞硫酸鈣的同時(shí)，燒結(jié)機(jī)煙氣中的高濃度氧氣也迅速的參與了氧化亞硫酸鈣的氧化反應(yīng)。脫硫漿液在氣液接觸 區(qū)的停留時(shí)間通過篩板上溢流堰的高度來控制，停留時(shí)間為氣液接觸區(qū)漿液的體積/ (循環(huán)泵循環(huán)的漿液量+脫硫劑的進(jìn)入流量)，氣液接觸區(qū)漿液的體積由溢流堰的高度決定。溢流堰過低時(shí)，具有較高活性的漿液在氣液接觸區(qū)停留時(shí)間過短，無法充分吸收SO2和充分氧化亞硫酸鈣，溢流堰過高時(shí)又大大增加了篩板的煙氣阻力，脫硫漿液停留時(shí)間設(shè)計(jì)為80-200S時(shí)，篩板能吸收煙氣中大部分的SO2，脫硫漿液中的亞硫酸鈣在這個(gè)停留時(shí)間內(nèi)也能被完全氧化。本實(shí)用新型的有益效果(I)氣液接觸區(qū)內(nèi)的每個(gè)煙氣氣泡均被漿液所包圍，大大的增加了液氣接觸的比表面積，提高了 SO2的吸收效率；(2)煙氣中大部分SO2在篩板被去除，加快了篩板上漿液pH值的下降速度，同時(shí)也加快了亞硫酸鈣的氧化速率和石灰石的溶出速率，實(shí)現(xiàn)篩板上SO2的高效吸收、亞硫酸鈣的高效氧化、石灰石的快速溶出同步進(jìn)行的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，石灰石顆粒表面亞硫酸鈣的快速氧化也保持了氣液接觸區(qū)內(nèi)漿液處于較高活性(石灰石具有較高的溶出速率)；(3)煙氣中SO2大部分被氣液接觸區(qū)吸收生成亞硫酸鈣的同時(shí)，在煙氣氣泡與漿液的強(qiáng)烈湍流擾動(dòng)作用下，燒結(jié)機(jī)煙氣中的高濃度氧氣也迅速將吸收反應(yīng)生成的亞硫酸鈣全部氧化為硫酸鈣，使得本裝置不需要設(shè)置氧化風(fēng)機(jī)就能將脫硫漿液全部氧化，降低了脫硫系統(tǒng)的投資運(yùn)行成本。(4)新鮮脫硫劑直接進(jìn)入氣液接觸反應(yīng)區(qū)，保證了氣液接觸反應(yīng)區(qū)的pH值，增加了該區(qū)內(nèi)的脫硫容量和脫硫效率。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示篩板的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖I、圖2所示，一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，包括吸收塔3，吸收塔3選用噴淋塔，吸收塔3內(nèi)頂部設(shè)有兩層除霧層，每層除霧層都是由一系列厚度在0. 5厘米左右PP材質(zhì)的塑料板組成，每個(gè)塑料板成折疊狀，下層的折疊板間距偏大，間距在4厘米左右，上層的折疊板間距較小，在2厘米左右，除霧層設(shè)有折疊煙道；除霧層下方設(shè)有三層噴淋層，每層噴淋層都由管道及管道上的若干個(gè)噴嘴組成，噴嘴的噴射角度為90°或120° ；底部設(shè)有漿池，漿池內(nèi)設(shè)有3個(gè)攪拌器；吸收塔3上設(shè)有3個(gè)循環(huán)泵4，每個(gè)循環(huán)泵4的入口端連通吸收塔2的漿池，出口端分別于各層的噴淋層連通；[0026]吸收塔3頂部設(shè)有煙氣出口 7，煙氣出口 7連通出口煙道9，位于噴淋層下方I. 2m處的塔壁上設(shè)有脫硫劑入口 6，脫硫劑入口 6下方0. 5-0. 8m處的塔內(nèi)設(shè)有篩板5，篩板5的厚度為2cm，篩板5上方由溢流堰53分為氣液接觸區(qū)51和溢流區(qū)52，氣液接觸區(qū)51位于靠近脫硫劑入口 6—側(cè)，氣液接觸區(qū)51與溢流區(qū)52的面積比為2 1-3.5 1，溢流堰的高度為20-40cm，氣液接觸區(qū)51為多孔板，其上有若干篩孔，篩孔的孔徑為5-8cm，開孔率為45-50%，溢流區(qū)52底部連通有溢流管54，溢流管54的管徑為60-100cm，為了防止底部煙氣直接從溢流管54穿過篩板5，溢流管54長度設(shè)計(jì)為350-400cm，保證溢流管54底部伸入吸收塔3的漿池液面以下，溢流管54將從氣液接觸區(qū)51溢流過來的漿液導(dǎo)入漿池；位于篩板5下方I. 8-2. 5m處設(shè)有煙氣入口 I，煙氣入口 I與入口煙道8連通，在入口煙道8上設(shè)有增壓風(fēng)機(jī)2。本實(shí)用新型的工藝流程如圖I所示，燒結(jié)機(jī)煙氣從入口煙道8經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)2由煙氣入口 I進(jìn)入吸收塔3，煙氣以向下的一定角度撞擊液面和塔壁后向上運(yùn)動(dòng)并穿過篩板5的氣液接觸區(qū)51。吸收塔3內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵4送入噴淋層，并將漿液霧化成細(xì)小的漿液液滴下落至篩板5上。燒結(jié)機(jī)煙氣在增壓風(fēng)機(jī)2提供的壓力下穿過篩板5的氣液接觸區(qū)51，進(jìn)行充分的氣液接觸反應(yīng)。氣液接觸區(qū)51內(nèi)的漿液為來自脫硫劑入口 6的脫硫劑新鮮漿液、塔壁無效漿液和噴淋漿液的混合物，在氣液接觸區(qū)51內(nèi)燒結(jié)機(jī)煙氣中的SO2和氧氣都迅速參與反應(yīng)，大部分SO2被漿液吸收生成亞硫酸鈣，氧氣能迅速氧化脫硫劑顆粒表面的亞硫酸鈣生成石膏，同時(shí)促進(jìn)脫硫劑的快速溶出，保持了脫硫劑漿液處于較高的活性，大大增加了脫硫效率和亞硫酸鈣的氧化速率。反應(yīng)后的難溶出脫硫劑和石膏漿液一起進(jìn)入溢流區(qū)52內(nèi)，并沿著溢流管54進(jìn)入吸收塔3的漿池中繼續(xù)溶出。燒結(jié)機(jī)煙氣經(jīng)過篩板5吸收反應(yīng)后，SO2濃度大幅降低，煙氣繼續(xù)上升，并被噴淋漿液進(jìn)一步脫硫，經(jīng)除霧層除霧后由煙氣出口 7進(jìn)入出口煙道排除，實(shí)現(xiàn)煙氣中SO2的達(dá)標(biāo)排放。以下實(shí)施例中SO2濃度檢測采用GB/T 21508-2008 ;石膏純度和石膏中脫硫劑殘余量的檢測采用GBT5484-2000。實(shí)施例I 某鋼鐵集團(tuán)I X 200m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程，采用本實(shí)用新型的篩板塔進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫劑為石灰石。濕法脫硫液氣比為6L/m3，pH控制為5. 4，氣液接觸區(qū)漿液停留時(shí)間為IOOs (即溢流堰的高度為33cm)，篩板的厚度為2cm，開孔率為45 %，孔徑為6cm，氣液接觸區(qū)與溢流區(qū)的面積比為7 3，溢流管的管徑為70cm，長度為400cm，入口 SO2濃度為2360mg/Nm3,脫硫后SO2濃度為86mg/Nm3，石膏純度為92. 8%，石膏中脫硫劑殘余量少于0. 2%。實(shí)施例2某鋼鐵集團(tuán)2 X 160m2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程，采用本實(shí)用新型的篩板塔進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫劑為石灰。濕法脫硫液氣比為5L/m3，pH控制為5. 2，氣液接觸區(qū)漿液停留時(shí)間為130s (即溢流堰的高度為35cm)，篩板的厚度為2cm，開孔率為48%，孔徑為7cm，氣液接觸區(qū)與溢流區(qū)的面積比為13 5，溢流管的管徑為60cm，長度為380cm，入口 SO2濃度為1830mg/Nm3,脫硫后SO2濃度為65mg/Nm3，石膏純度為93. I %，石膏中脫硫劑殘余量少于0. 2%。實(shí)施例3某鋼鐵集團(tuán)I X ISOm2燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫工程，采用本實(shí)用新型的篩板塔進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫劑為石灰石。濕法脫硫液氣比為7L/m3，pH控制為5. 4，氣液接觸區(qū)漿液停留時(shí) 間為90s (即溢流堰的高度為32cm)，篩板的厚度為2cm，開孔率為50%，孔徑為6cm，氣液接觸區(qū)與溢流區(qū)的面積比為7 3，溢流管的管徑為65cm，長度為370cm，入口 SO2濃度為2010mg/Nm3。脫硫后SO2濃度為71mg/Nm3，石膏純度為91. 6%，石膏中脫硫劑殘余量少于0. 2%。
權(quán)利要求1.一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，包括吸收塔(3)，所述的吸收塔(3)上設(shè)有煙氣入口(I)、煙氣出口(7)和脫硫劑入口(6)，所述的吸收塔(3)內(nèi)從上自下依次設(shè)有除霧層、噴淋層、篩板(5)和漿池，其特征在于，所述的脫硫劑入口(6)位于煙氣入口(I)上方，所述的篩板(5)位于脫硫劑入口(6)和煙氣入口(I)之間，所述的篩板(5)上方設(shè)有溢流堰(53)，所述的溢流堰(53)將篩板(5)分為溢流區(qū)(52)和氣液接觸區(qū)(51)，所述篩板(5)的篩孔設(shè)于氣液接觸區(qū)(51)，所述的氣液接觸區(qū)(51)位于篩板(5)靠近脫硫劑入口(6)的一偵牝所述的溢流區(qū)(52)下方設(shè)有溢流管(54)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述的溢流堰(53)的高度為20-40cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述篩板(5)的篩孔孔徑為5-8cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述的氣液接觸區(qū)(51)中篩孔的開孔率為 45-50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述的篩板(5)安裝于煙氣入口(I)上方I. 8-2. 5m處，所述的脫硫劑入口(6)安裝在篩板(5)上方0. 5-0. 8m處。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述的氣液接觸區(qū)(51)與溢流區(qū)(52)的面積比為2 1-3.5 I。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的篩板塔，其特征在于，所述的溢流管(54)下端伸入漿池內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，屬于資源與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，裝置包括吸收塔，吸收塔上設(shè)有煙氣入口、煙氣出口和脫硫劑入口，吸收塔內(nèi)從上自下依次設(shè)有除霧層、噴淋層、篩板和漿池，脫硫劑入口位于煙氣入口上方，篩板位于脫硫劑入口和煙氣入口之間，篩板上方設(shè)有溢流堰，溢流堰將篩板分為溢流區(qū)和氣液接觸區(qū)，篩板的篩孔設(shè)于氣液接觸區(qū)，氣液接觸區(qū)位于篩板靠近脫硫劑入口的一側(cè)，溢流區(qū)下方設(shè)有溢流管。本實(shí)用新型用于脫去燒結(jié)機(jī)煙氣中的二氧化硫，提高了煙氣脫硫效率，降低了脫硫能耗。
文檔編號(hào)B01D53/50GK202460462SQ201120559568
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者吳忠標(biāo), 李澤清, 程常杰, 莫建松 申請人:浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)股份有限公司