本實用新型涉及一種兩段式煙氣脫硫塔及用于煙氣脫硫塔的梯階均流集液裝置，屬于煙氣脫硫領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，國際和國內(nèi)煙氣脫硫工藝80%以上采用石灰石—石膏濕法脫硫工藝，煙氣石灰石—石膏濕法脫硫工藝一般采用空塔噴淋吸收塔，脫硫效率一般在95%左右。但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)保要求不斷提高，要求到2020年我國燃煤電廠煙氣中污染物排放限值達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組的排放要求，即所謂的“超潔凈排放”，要求排放煙氣中NOx濃度≤50mg/Nm³，SO₂濃度≤35mg/Nm³，煙塵濃度≤10mg/Nm³。根據(jù)這一新的要求，許多燃煤電廠實際脫硫效率要達(dá)到99%以上，采用過去的在吸收塔中增加噴淋層和托盤的做法已經(jīng)無法滿足這一新要求。

為了獲得更高的脫硫效率，出現(xiàn)了雙塔雙循環(huán)工藝和單塔雙循環(huán)工藝。其中雙塔雙循環(huán)工藝就是將兩個吸收塔串聯(lián)，此工藝煙道復(fù)雜，煙氣阻力大，占地面積大，投資運行費用高?，F(xiàn)用的單塔雙循環(huán)工藝雖然吸收在一個塔內(nèi)完成，但還是需要兩個漿池。這是因為現(xiàn)有單塔雙循環(huán)是通過“集液碗”將一個吸收塔分隔成上下吸收區(qū)，“集液碗”的高度大約在10m左右，通過“集液碗”收集上吸收區(qū)漿液引出吸收塔，由于“集液碗”高度較高，如果采用一個漿池，上吸收區(qū)噴淋層距漿池液面太高，循環(huán)泵揚程要求很高，浪費能量，為解決以上問題，采用在原吸收塔的漿池外再設(shè)置一個塔外漿池，使塔外漿池液位遠(yuǎn)高于吸收塔內(nèi)漿池液位，以此來降低上吸收區(qū)循環(huán)泵揚程。這樣結(jié)果是增加了占地，投資費用高，運行控制復(fù)雜，運行費用高。另外，“集液碗”的結(jié)構(gòu)不利于吸收塔內(nèi)煙氣流場均勻，影響脫硫效率。

對于入口煙氣SO₂含量高，出口需要達(dá)到35mg以下的煙氣SO₂吸收系統(tǒng)，需要噴淋的漿液量很大，也即液氣比要求大。在一個吸收塔中，當(dāng)液氣比達(dá)到一定值時，加大液氣比對脫硫效率的作用越來越小，當(dāng)超過一定限值時，加大液氣比不僅不能提高脫硫效率，反而會使脫硫效率下降。申請人通過長期研究發(fā)現(xiàn)，主要原因是對于空塔噴淋的脫硫吸收塔影響吸收效率的一個重要因素是噴淋層噴出的漿液粒子的總表面積，也即氣液接觸面積。一般來說，增加噴淋層，增大噴淋量能增大氣液接觸面積，但是，由于噴淋層之間存在相互干擾，噴出的漿液粒子會相互碰撞凝并，使液體總表面積下降，漿液粒子表面積與噴淋漿液的量將不成正比，當(dāng)噴淋量達(dá)到一定值時，漿液粒子總表面積不升反降，從而出現(xiàn)脫硫效率下降。因此，在多層噴淋層之間設(shè)置集液裝置，將上面幾層的噴淋漿液接出吸收塔，就避免了上面噴淋層對下面噴淋層的影響從而提高整體脫硫效率。煙氣脫硫項目，尤其是大型火力發(fā)電廠煙氣脫硫項目，一般處理煙氣量較大，吸收塔直徑比較大，噴淋漿液量也較大，開發(fā)一種好的集液裝置一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員長期努力的方向。

CN201510575631.0公開了一種用于煙氣凈化的高效脫硫除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)中設(shè)置了積液分配器用于將上層噴淋層漿液收集起來通過管道從塔外進(jìn)入漿池，減少上層噴淋漿液對下層噴淋漿液對脫硫除塵的影響。但是煙氣穿過此裝置時，大部分氣體通過擋水均流帽與支撐部件之間的縫隙進(jìn)入上層噴淋層，與積液分配器上方的漿液基本上無接觸，因此積液分配器裝置只是單純的收集上層噴淋層漿液，對于氣液兩相的傳質(zhì)無明顯的強(qiáng)化效果。

因此，開發(fā)能均布?xì)饬鹘档透叨鹊募貉b置進(jìn)而優(yōu)化單塔雙區(qū)吸收系統(tǒng)很有必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種兩段式煙氣脫硫塔及用于煙氣脫硫塔的梯階均流集液裝置，該均流集液裝置可以使得上一層噴淋層的漿液均勻淋灑在集液板上并被氣流托住，使穿過集液板的篩孔和斜噴孔的氣體與位于集液板上表面的液體在集液板上充分接觸后從脫硫塔中心逐級向塔周方向流動，最終落入落液槽內(nèi)，再通過落液槽外的漿液回流管流回吸收塔漿池。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種用于煙氣脫硫塔的梯階均流集液裝置，其包括：

沿著煙氣脫硫塔的徑向方向設(shè)置的大梁，用于將煙氣脫硫塔的橫截面分為若干區(qū)域；

每塊區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干根小次梁，同一區(qū)域內(nèi)的小次梁間隔并列設(shè)置，且小次梁的頂部高程從該區(qū)域的內(nèi)側(cè)向外側(cè)呈梯級下降；

同一區(qū)域內(nèi)的相鄰兩根小次梁之間通過積液板相連，且在積液板上開有孔；最外側(cè)的積液板上開有落液槽，該落液槽用于與設(shè)置在脫硫塔塔壁上的回流口連通。

優(yōu)選所述大梁將煙氣脫硫塔的橫截面分為若干扇形區(qū)域，每塊扇形區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干根小次梁，同一扇形區(qū)域內(nèi)的小次梁間隔并列設(shè)置，且小次梁的頂部高程從該扇形區(qū)域的內(nèi)側(cè)向外側(cè)呈梯級下降。

本實用新型的梯階均流集液裝置既能均勻分布?xì)饬?，又能將第二吸收段噴淋漿液收集接出塔外。

由此，當(dāng)煙氣穿過本實用新型的梯級均流集液裝置時，氣體與液體在集液板上劇烈湍動充分接觸，強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)、具有很好的脫硫除塵效果，可謂一箭三雕。

本實用新型的梯階均流集液裝置布置在兩段式煙氣脫硫塔的第一吸收段和第二吸收段之間，工作時，煙氣通過第一吸收段后進(jìn)入梯階均流集液裝置，第二吸收段噴淋的漿液均勻淋灑在集液板上，被氣流托住，使穿過集液板的篩孔和斜噴孔的氣體與位于集液板上表面的液體在集液板上充分接觸后從脫硫塔中心逐級向塔周方向流動，最終落入落液槽內(nèi)，再通過落液槽外的漿液回流管流回吸收塔漿池。

根據(jù)本實用新型的實施例，還可以對本實用新型作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案：

為了進(jìn)一步提高氣液兩相傳質(zhì)效率，保證脫硫除塵效果，所述積液板的外邊沿設(shè)有溢流堰，該積液板的溢流堰、該積液板、以及位于內(nèi)側(cè)的積液板外邊沿的溢流堰之間形成溢流區(qū)，使同一梯級的積液板上的液層高度整體相等。

相鄰兩塊集液板中，靠近內(nèi)側(cè)的集液板的溢流堰的頂部高程高于靠近外側(cè)的集液板的溢流堰的頂部高程。由此，所述的集流板上開有許多篩孔，同時開有朝向液流方向的斜噴孔，在上級集液板至下級集液板的邊沿設(shè)有溢流堰，溢流堰的高度由上而下不等。更優(yōu)選地，同一扇形區(qū)域內(nèi)的任意相鄰兩個溢流堰之間的高度差相等。

為了保證煙氣只能從篩孔和斜噴孔進(jìn)入上層區(qū)域，從而保證脫硫效果，所述落液槽通過密封板與下部空間的氣相隔離。

優(yōu)選地，所述落液槽的形狀為弓形或環(huán)形。常規(guī)設(shè)計一般為弓形，但是脫硫吸收塔直徑大，要考慮最低階層所有塔板能夠直接溢流至落液槽，也考慮落液槽的面積盡可能的小，申請人經(jīng)過長期研究優(yōu)選考慮選擇環(huán)形，可以降低阻力和增加氣液接觸的面積，及有利于煙氣的均勻性。

脫硫塔內(nèi)漿液為15%左右含固量的石膏漿液，開孔太小容易堵，如果開孔太大，申請人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)會產(chǎn)生煙氣流量局部不均勻的現(xiàn)象，不利于脫硫除塵。斜噴孔的縫長選擇同理。縫高選擇，縫高太小，只能推動低層液體，上層液體可能產(chǎn)生倒流，縫高太大，氣流對液體的沖擊力變小，不利于篩板上漿液的流動。所述積液板的孔為用于均布?xì)饬鞯暮Y孔和傾斜設(shè)置的斜噴孔；所述篩孔的孔徑為15mm-50mm，所述斜噴孔的縫長為10mm-40mm，所述斜噴孔的縫高為1mm-10mm。優(yōu)選篩孔的孔徑為30mm-40mm，優(yōu)選斜噴孔的縫長為20mm-30mm，優(yōu)選斜噴孔的縫高為3mm-5mm。

申請人經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，積液板上的開孔率的大小，決定篩板上漿液層的高度、阻力的大小，如果開孔率太小，篩板上漿液層變高、阻力增大，優(yōu)選地，所述積液板上的開孔率為25%-50%。優(yōu)選為30%-40%。

本實用新型的梯階均流集液裝置由徑向大梁將吸收塔截面均分為幾個部分，所述集液板布置在徑向大梁之間，由生根于徑向大梁上的小次梁支撐。集液板分若干級由中間向四周逐級下降，至塔壁處的集液板上開有落液槽。

基于同一個實用新型構(gòu)思，本實用新型還提供了一種兩段式煙氣脫硫塔，其包括塔體，設(shè)置在塔體下部的煙氣入口和塔體頂部的煙氣出口，設(shè)置在塔體底部內(nèi)的吸收塔漿池；所述塔體內(nèi)自下而上依次設(shè)有第一吸收段、均流集液裝置、第二吸收段和除霧器；所述均流集液裝置為所述的梯階均流集液裝置，所述均流集液裝置覆蓋整個塔體橫斷面，使穿過集液板的孔的氣體與位于集液板上表面的液體在集液板上充分接觸；所述均流集液裝置的外沿設(shè)有開設(shè)在塔體的內(nèi)壁上的回流口，所述回流口通過漿液回流管與吸收塔漿池連通。

由此，煙氣通過第一吸收段后進(jìn)入梯階均流集液裝置，第二吸收段噴淋的漿液均勻淋灑在集液板上，被氣流托住，使穿過集液板的篩孔和斜噴孔的氣體與位于集液板上表面的液體在集液板上充分接觸后從脫硫塔中心逐級向塔周方向流動，最終落入落液槽內(nèi)，再通過落液槽外的漿液回流管流回吸收塔漿池。

所述梯階均流集液裝置高度為0.5m-1.2m。優(yōu)選為0.6-1.0m。由于本實用新型的梯階均流集液裝置高度相對較小，只有0.8m左右，而“集液碗”需要約10m高，因此，可以大大降低第二吸收段循環(huán)泵的揚程，使兩吸收段用一個吸收塔漿池成為可能。同時，當(dāng)氣體穿過本實用新型的梯級均流集液裝置時，氣體與液體在集液板上劇烈湍動充分接觸，強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)、具有很好的脫硫除塵效果，可謂一箭三雕。因此，本梯階均流集液裝置兼有收集漿液、均布?xì)饬?、吸收SO₂和粉塵的功能。

優(yōu)選地，所述第一吸收段包括至少一層噴淋層，所述吸收塔漿池通過第一吸收段循環(huán)泵與相應(yīng)的第一吸收段的噴淋層連通；所述第二吸收段包括至少一層噴淋層，所述吸收塔漿池通過第二吸收段循環(huán)泵相應(yīng)的第二吸收段的噴淋層連通。由此，吸收塔漿池中漿液通過第一吸收段循環(huán)泵和第二吸收段循環(huán)泵泵送至第一吸收段噴淋層和第二吸收段的噴淋層進(jìn)行漿液噴淋，漿液在噴淋層中被霧化成小粒徑液滴，與上升煙氣逆向接觸，脫除其中的SO₂，第一吸收段的噴淋漿液直接回到吸收塔漿池，第二吸收段的漿液通過上述梯階均流集液裝置收集后經(jīng)回流管回到吸收塔漿池。

籍由上述結(jié)構(gòu)，煙氣從煙氣進(jìn)口進(jìn)入吸收塔，從下往上通過第一吸收段，本吸收段設(shè)多層噴淋層，噴淋層與多臺第一吸收段循環(huán)泵一一對應(yīng)，可以根據(jù)入口煙氣中SO₂含量的高低調(diào)整噴淋層的開啟層數(shù)。煙氣與第一吸收段噴淋層噴出的漿液逆向接觸，其中大部分SO₂和粉塵被吸收，煙氣往上穿過梯階均流集液裝置，漿液則向下落入吸收塔漿池中，煙氣在穿過梯階均流集液裝置過程中，被再次均布且部分SO₂和粉塵被吸收然后進(jìn)入第二吸收段，本吸收段設(shè)多層噴淋層，噴淋層與多臺第二吸收段循環(huán)泵一一對應(yīng)，可以根據(jù)入口煙氣中SO₂含量的高低調(diào)整噴淋層的開啟層數(shù)。煙氣與第二吸收段噴淋層噴出的漿液逆向接觸，又一次進(jìn)行SO₂吸收，從而達(dá)到超潔凈排放的要求，煙氣繼續(xù)往上進(jìn)入除霧器，下落的漿液則被梯階均流集液裝置收集，經(jīng)落液槽再通過漿液回流管回流至吸收塔漿池中。煙氣再往上通過除霧器除去煙氣中的霧滴后從煙氣出口排入煙囪。

本實用新型的吸收塔漿池中的漿液通過循環(huán)泵泵送至第一吸收段和第二吸收段的噴淋層，漿液在噴淋層中被霧化成小粒徑液滴，與上升煙氣逆向接觸，脫除其中的SO₂，然后回到吸收塔漿池。所述梯階均流集液裝置主要用于收集第二吸收段的噴淋漿液，通過塔外回流管回到吸收塔漿池。同時又兼具均布煙氣流，促進(jìn)SO₂吸收的作用。由于其占有吸收塔高度空間小，使第二吸收段循環(huán)泵揚程大幅降低，從而使兩段式煙氣脫硫塔可以只設(shè)置一個吸收塔漿池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型的梯階均流集液裝置大大降低了第二吸收段循環(huán)泵的揚程，使兩吸收段用一個吸收塔漿池成為可能。同時，當(dāng)氣體穿過本實用新型的梯級均流集液裝置時，氣體與液體在集液板上劇烈湍動充分接觸，強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)、具有很好的脫硫除塵效果，可謂一箭三雕。

相對CN201510575631.0而言，本實用新型的梯階均流集液裝置強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)、具有很好的脫硫除塵效果，每階梯上篩板的開孔率、開孔的大小、篩板的圍堰高度等都要精確設(shè)計，保證了穿過每一級篩板的煙氣流量相等，保證在機(jī)組不同的負(fù)荷下和開啟不同數(shù)量循環(huán)泵的情況下，不會產(chǎn)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象、在從上往下每一層階梯液體流量增加的情況，要保證塔內(nèi)煙氣的均勻性，因此需精確設(shè)計使每一層階梯的阻力相等。

附圖說明

圖1是本實用新型一種兩段煙氣脫硫塔的實施例結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本實用新型一種梯階均流集液裝置的實施例結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是本實用新型一種梯階均流集液裝置實施例的縱剖面圖。

在圖中：

1、煙氣進(jìn)口；2、第一吸收段；3、梯階均流集液裝置；5、除霧器；6、煙氣出口；8、第一吸收段循環(huán)泵；9、第二吸收段循環(huán)泵10、吸收塔漿池；11、徑向大梁；12、溢流堰；13、小次梁；14、落液槽15、回流口；16、篩孔；17、斜噴孔；18、集液板。

具體實施方式

以下將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結(jié)構(gòu)起限定作用。

一種兩段煙氣脫硫塔的梯階均流集液裝置，屬于兩段式煙氣脫硫塔的一個部件，如圖2、圖3所示，所述梯階均流集液裝置3布置在第一吸收段2和第二吸收段4之間，煙氣通過第一吸收段2后進(jìn)入梯階均流集液裝置3，梯階均流集液裝置3覆蓋整個吸收塔橫斷面，為中間高四周低梯階下降的集液板18。

如圖3所示，集液板18由梁支撐。支撐梁分兩類，一類為支撐于塔壁上的徑向大梁11，徑向大梁均高于集液板18，將吸收塔截面均分為幾個區(qū)域，另一類為支撐于徑向大梁11上的小次梁13，小次梁13的位置比徑向大梁11低，并且由內(nèi)向外梯級下降。集液板18支撐于小次梁13上，也由內(nèi)向外梯級下降。集液板18開有篩孔16以均布?xì)饬鳎€開有斜噴孔17，以提高液流速度，降低液層厚度。集液板18的篩孔16和斜噴孔17孔徑和開孔率通過計算獲得，防止漏液。

靠近塔壁的集液板18上開有落液槽14，落液槽14與塔外漿液回流管7連接。在每梯級集液板18邊沿設(shè)有高度不等的溢流堰12，以控制各梯級集液板18上液層高度基本相等，從而使通過各集液板18的氣流均勻。第二吸收段4噴淋的漿液均勻淋灑在集液板18上，被氣流托住，從塔中心逐級向塔周方向流動，最終落入落液槽14，再通過落液槽14外的漿液回流管7流回吸收塔漿池10。

由于此梯階均流集液裝置3高度相對較小，只有0.8m左右，而“集液碗”需要約10m高，因此，可以大大降低第二吸收段循環(huán)泵9的揚程，使兩吸收段用一個吸收塔漿池10成為可能。同時，當(dāng)氣體穿過本實用新型的梯級均流集液裝置3時，氣體與液體在集液板18上劇烈湍動充分接觸，強(qiáng)化氣液兩相傳質(zhì)、具有很好的脫硫除塵效果，可謂一箭三雕。因此，本梯階均流集液裝置3兼有收集漿液、均布?xì)饬鳌⑽誗O₂和粉塵的功能。

一種兩段式煙氣脫硫塔，如圖1所示，包括煙氣進(jìn)口1、煙氣出口6、煙氣進(jìn)口1和煙氣出口6之間依次布置的第一吸收段2、梯階均流集液裝置3、第二吸收段4、除霧器5，在煙氣進(jìn)口1下方設(shè)吸收塔漿池10，吸收塔漿池中漿液通過第一吸收段循環(huán)泵8和第二吸收段循環(huán)泵9泵送至第一吸收段2和第二吸收段4噴淋層進(jìn)行漿液噴淋漿液在噴淋層中被霧化成小粒徑液滴，與上升煙氣逆向接觸，脫除其中的SO₂，第一吸收段2的噴淋漿液直接回到吸收塔漿池10，第二吸收段2的漿液通過上述梯階均流集液裝置3收集后經(jīng)回流管7回到吸收塔漿池10。

如圖1所示，第一吸收段2設(shè)3-4層噴淋層，第二段吸收段4設(shè)2-3層噴淋層，空塔噴淋型式。煙氣從煙氣進(jìn)口1進(jìn)入吸收塔，從下往上通過第一吸收段2，本吸收段設(shè)多層噴淋層，噴淋層與多臺第一吸收段循環(huán)泵8一一對應(yīng)，可以根據(jù)入口煙氣中SO₂含量的高低調(diào)整噴淋層的開啟層數(shù)。煙氣與第一吸收段2噴淋層噴出的漿液逆向接觸，其中大部分SO₂和粉塵被吸收，煙氣往上穿過梯階均流集液裝置3，漿液則向下落入吸收塔漿池10中，煙氣在穿過梯階均流集液裝置3過程中，被再次均布且部分SO₂和粉塵被吸收然后進(jìn)入第二吸收段4，本吸收段設(shè)多層噴淋層，噴淋層與多臺第二吸收段循環(huán)泵9一一對應(yīng)，可以根據(jù)入口煙氣中SO₂含量的高低調(diào)整噴淋層的開啟層數(shù)。煙氣與第二吸收段4噴淋層噴出的漿液逆向接觸，又一次進(jìn)行SO₂吸收，從而達(dá)到超潔凈排放的要求，煙氣繼續(xù)往上進(jìn)入除霧器，下落的漿液則被梯階均流集液裝置3收集，經(jīng)落液槽14再通過漿液回流管7回流至吸收塔漿池10中。煙氣再往上通過除霧器5除去煙氣中的霧滴后從煙氣出口6排入煙囪。

上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。