一種設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔的製作方法

2023-07-18 07:57:21 2

專利名稱：一種設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫淨化排放一體化設備，尤其涉及 從煙氣中回收硫氧化物生產有用產品的脫硫塔，屬於電力、冶金、環保和化工技術領域，尤 其適合煙氣脫硫技術領域。
背景技術：
以煤或石油為燃料的火力發電廠排放大量鍋爐煙道氣，經過煙囪直接排向大氣。電廠鍋 爐的排放煙囪高度在120 250m之間， 一般都採用鋼筋混泥土材料作為強度外殼。由於煙氣 中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等酸性氣態物質，尤其其中的S03氣體，使得煙氣表現出酸 露點腐蝕性。煙氣的酸露點隨煙氣中S03和水汽含量增加而增加， 一般在100 150。C之間。 為了確保煙氣排放過程中不出現酸露點腐蝕，從鍋爐系統出口，即通常的鍋爐引風機出口的 煙氣溫度比露點高15 25。C。但是，為了安全和設計保守起見，煙囪內壁都需要內襯保溫， 尤其是防腐材料，在與煙氣接觸的最裡層襯以耐酸膠泥，次単層襯以耐酸磚。
隨著環保要求越來越嚴格，電廠或鍋爐都需要安裝煙氣脫硫裝置，且主流的煙氣脫硫技 術都是含水漿液洗滌吸收的方法，或稱為溼法，脫硫劑是鹼性物質，比如天然的石灰石，即 碳酸鈣，氧化鎂/碳酸鎂，氫氧化鈉/碳酸鈉，或者合成氨等，脫硫產品分別是石膏(二水硫酸 鈣晶體)，七水硫酸鎂晶體，硫酸鈉或硫酸銨。這些方法的一個共同點都是，脫硫尾氣排放溫 度低於酸露點腐蝕溫度，而且接近煙氣水飽和的水露點溫度，在40 60。C之間，儘管在脫硫 設備，通常稱為脫硫塔中，S03的脫除效率也很高，但是山於S03遇水會形成酸霧，不町能 100%去除，脫硫後的尾氣含有硫酸霧，仍然表現出明顯的腐蝕性。
現有的方法是對鍋爐原有煙囪進一歩實施防腐蝕處理，比如在原有的耐酸膠泥層再內襯 防腐材料，增強其防腐蝕能力。對於新建機組，增強性防腐使施工周期大大延長，而且增強 性防腐使煙囪建設費用增加，後續維護和防腐材料更新的難度也很大。對於老機組，如果對 原有煙囪進行新的防腐處理，施工難度大，施工周期長，更關鍵的是，這對機組或鍋爐的生 產會造成較大影響，在實踐中缺乏應用價值。
發明內容
本實用新型需要解決的技術問題是公丌一種新型的設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫排 放一體化設備，尤其公開了一種從煙氣中回收硫氧化物的脫硫塔。它把煙氣淨化後，直接從 脫硫塔的排煙筒排放，使煙氣不需再經原來的煙囪排放。因此，本實用新型提到的直立煙筒， 或者直排煙囪，或者直排煙筒，或者直排煙道，就說直接連接在煙氣脫硫塔的煙氣出口，直 接向大氣排放尾氣的構件，安裝該構件的脫硫塔可以直接排放淨化氣體。這樣，原來的煙囪 不再需要進行防腐增強處理，甚至原來的煙囪被完全廢棄，克服了現有技術存在的上述缺陷， 並且其能耗低，淨化效率高。
本實用新型的實質還在於，在脫硫塔內部設置了鼓泡段，使其同時具有四個作用和功能
(1)作為亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽的氧化反應器，氧化劑時空氣中的氧氣；(2)作為溶液中的 硫酸鹽結晶為固體或晶體硫酸鹽的結晶設備，或稱結晶槽或結品池；(3)作為脫硫原料，比 如石灰石或氧化鎂的溶解設備，或稱溶解槽或溶解池；(4)作為洗滌吸收液的循環儲槽。因此，該鼓泡段容以上四個設備於一體，簡化了工藝流程，使設備更為緊湊，節省了佔地面積， 也可節省投資，還能顯著降低能耗。
具體而言，本實用新型公開的煙氣脫硫塔是指如下設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔， 為圓筒形或方形的塔，其創新性設計還包括
塔體；
塔體上的煙氣進口，位置在塔體中下部或者中下部至中上部之間，優選中部；
塔體上的煙氣出口，位置在塔體上部或頂部，優選頂部；
設置在煙氣進口和煙氣出口之間的塔體內的填料段；
設置在煙氣進口和填料段之間的塔體內的噴淋段；
設置在煙氣進口下部的位於塔體內的鼓泡段；
設置在淨化煙氣出口之上，並與煙氣出口直接相連接的直立煙筒；而且，
所述塔體上的煙氣進口的流通截面為矩形，或者近似矩形，並且所述矩形的短邊與K:邊之比在0.25-0.5之間；
噴淋段中設置有煙氣分布器，吸收液噴淋器和液體壁流擋板；
直立煙筒的橫截面為圓形、橢圓形、方形，或者矩形，
直立煙筒的橫截面積是塔體橫截面積的0.10~0.25倍，較好地在0.125 0.175m之間；
直立煙筒的高度在20~100m之間，較好地在30~70m之間；
其創新性特徵還在於，
所述鼓泡段包括有空氣鼓泡器和攪拌器；
所述空氣鼓泡器由空氣分布管組成，所述分布管包括主管和分管，所述分管與所述主管相連接，並且所述主管的管徑為0.2 0.8m，所述分管的管徑為0.02-0.2m;
所述空氣分布管上丌又空氣噴射孔，並且所述丌孔的孔徑為3 30mm之間，優選5 15mm之間，所述開孔的朝向可以向下，向上，或者其他任何方向，優選向下，所述開孔的 數量以鼓泡段的橫截面積為基準為每平方米2 20個；
所述攪拌器固定安裝在所屬鼓泡段的側面塔體上，葉輪在塔體內側，其軸線下偏5 15 度角，側偏5 15度角，或者側偏16 35度角，而且，其安裝位置距離脫硫塔底板的高度為 0.75 2.5m，在同一個安裝高度的圓周上安裝2 4臺攪拌器，並布置在所述空氣鼓泡器的下 方，距離為1.0 3.0m。
本實用新型公開的煙氣淨化裝置按照如下方式操作
含有S02 (含量一般在500-15000mg/Nm3)， S03 (含量一般在10-300 mg/Nm3)， NOx (含 量一般在100-1000 mg/Nm3 )， HC1/HF (含量一般在10-100 mg/Nm3 )，塵(含量一般在50-500 mg/Nm3)等汙染物，且溫度為100-160。C的煙氣，從煙氣進口進入脫硫塔，向上流經噴淋段， 與從噴淋器噴淋下來的洗滌吸收液逆流接觸，發生氣-液兩相的傳質、傳熱和液相中的化學反 應，脫出以上汙染物。在噴淋段，煙氣中的S02變為亞硫酸鹽，S03變為硫酸鹽，HC1變為 氯化物。這些強酸性汙染物的脫出效率可達到95%。煙氣中的粉煤灰(塵)的脫出效率大於 60%-90%。煙氣被冼滌吸收液冷激，溫度降低到40-60°C。
洗滌吸收液為含有鹼性脫硫劑、硫酸鹽及其結晶固體的漿狀水溶液，而且一般都是被硫 酸鹽飽和或過飽和的漿狀水混合物。
對於機組或鍋爐容量大，或者煙氣中S02濃度高的情況，如果採用溶解度極低的鈣原料(鈣法)或鎂原料(鎂法)，洗滌液流量將十分巨大，現有的泵技術難以滿足大流量的要求， 通常採用多臺循環泵並聯的方法。尤其是，每一臺循環泵都對應一套洗滌液進口和洗滌液噴 淋器。因此，這種情況下，煙氣必須經過多組噴淋器，再進入填料段。
煙氣從噴淋段繼續向上進入填料段，目的是除去從噴淋段帶來的液滴，或稱液沫，除沫 效率大於95%。填料段有兩層填料，每層填料上方都有一組噴水器，用以衝洗除沫填料上粘 附的固體，比如石膏，硫酸銨或硫酸鎂等，防止持續累積堵塞填料中的氣體通道。連續運行 狀態下，下層填料的噴水器運行，停車時，必須運行上層填料的噴水器一段時間，優選上、 下層填料的噴水器同時運行1~5分鐘。
經過填料段後的煙氣稱為淨化煙氣，通過淨化煙氣出口直接從直立煙筒排入大氣。
從噴淋段下來的洗滌吸收液，直接進入位於脫硫塔底部的鼓泡段。在鼓泡段，吸收液經 過空氣氧化後，亞硫酸鹽變為硫酸鹽，並在過飽和情況下析出硫酸鹽品體。鼓泡段還充當了 脫硫劑溶解槽的功能。 一般情況下，新鮮的脫硫劑比如粒度在250-325目以上的石灰石粉末 漿液，氧化鎂/碳酸鎂漿液，或液化氨/氣化氨/氨水，直接加到鼓泡段，與吸收液混合、溶解、 稀釋。鼓泡段還充當了吸收液循環槽的作用，經過脫硫塔外的循環泵不斷將含有脫硫劑的吸 收液輸送到噴淋段，不斷吸收煙氣中的汙染物，尤其S02，再回到脫硫塔底部的鼓泡段。
同時也必須從鼓泡段不斷排除吸收液，進入後續的硫酸鹽固體分離和加工設備，以獲得 脫硫產品，固體硫酸鹽。
由上述公開的技術方案B了見，本實用新型的設有鼓泡段的煙氣脫硫淨化排放一體化脫硫 塔包括了四個部分從下至上分別為鼓泡段、噴淋段、填料段和直立煙筒，使在脫硫塔脫出 煙氣中的汙染物質，尤其S02之後，淨化尾氣不經過原來的鍋爐煙囪排放，從而避免了現有 技術需要對鍋爐煙囪增強防腐，進而也不影響鍋爐或電力lH常生產的問題，還節約了投資， 縮短了工期，並且可在較低的能耗下獲得較高的脫硫和淨化效率。


圖1為設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖l，本實用新型的塔頂排放式煙氣脫硫塔，為圓筒形的塔，包括
塔體(1);設置在塔體(1)下部的位於塔體內的鼓泡段(2);設置在塔體(1)中部的
煙氣進口 (3)，其流通截面為矩形，並且所述矩形的短邊與長邊之比在0.35;設置在塔體(l) 中上部的位於塔體內的噴淋段(4)，噴淋段(4)中設置有煙氣分布器，吸收液噴淋器和液體
壁流擋板，所述吸收液噴淋器為2組；設置在塔體(1)頂部的淨化煙氣出口 (6);
設置在淨化煙氣出口 (6)之上，並與煙氣出口 (6)直接相連接的直立煙筒(7)，直立 煙筒(7)的橫截面積是圓形，並且從其進氣口到其排氣口，橫截面積不斷減小，與塔體橫截 面積的比例從0.25減小到0.125倍，直立煙筒(7)的高度是55米；
此外，所述鼓泡段包括有空氣鼓泡器和攪拌器，空氣鼓泡器由空氣分布管組成，分布管 包括主管和分管，分管與主管相連接，主管管徑為0.3m，分管管徑為0.05m;空氣噴射孔的 孔徑為10mm，全部向下，其數量以鼓泡段的橫截面積為基準為每平方米5個，攪拌器安裝 在側面塔體上，葉輪在塔體內側，其軸線下偏8度角，側偏10度角，距離底板高度為1.0m， 共安裝3臺攪拌器，距空氣鼓泡器下方2.5m。
權利要求1、一種設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔，包括塔體，塔體上的煙氣進口和煙氣出口，以及煙氣出口連接的直立煙筒，其特徵在於，所述塔體內部設置有鼓泡段，並且所述鼓泡段位於所述煙氣進口下方的塔體內。
2、 根據權利要求1所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述鼓泡段包括有空氣鼓泡器。
3、 根據權利要求1所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述鼓泡段包括有攪拌器。
4、 根據權利要求2所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述空氣鼓泡器由空氣分布管組成， 所述分布管包括主管和分管，所述分管與所述主管相連接，並且所述主管的管徑為0.2 0.8m， 所述分管的管徑為0.02-0.2m。
5、 根據權利要求4所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述空氣分布管上開有空氣噴射孔， 並且所述開孔的孔徑為3 30mm之間，所述開孔的朝向可以向下或者向上，所述開孔的數量 以鼓泡段的橫截面積為基準為每平方米2 20個。
6、 根據權利要求3所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述攪拌器固定安裝在所屬鼓泡段 的側面塔體上，葉輪在塔體內側，其軸線下偏5 15度角。
7、 根據權利要求6所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述攪拌器的軸線側偏5 15度角。
8、 根據權利要求6所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述攪拌器的軸線側偏16 35度角。
9、 根據權利要求6所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述攪拌器的安裝位置距離脫硫塔 底板的高度為0.75 2.5m，並且在同一個安裝高度的圓周上安裝2 4臺攪拌器。
10、 根據權利要求2所述的煙氣脫硫塔，其特徵在於，所述攪拌器布置在所述空氣鼓泡 器的下方，距離為1.0 3.0m。
專利摘要本實用新型涉及一種設有鼓泡段的塔頂排放式煙氣脫硫塔，包括塔體，設置在塔體上的煙氣進口和煙氣出口，及在煙氣出口上方的直立煙筒，可以使煙氣在脫硫塔體內脫硫淨化後，尤其回收其中的硫氧化物生產硫酸鹽產品後直接從直立煙筒排放，其明顯創新性特徵是，還設置了具有四個作用和功能的鼓泡段(1)作為亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽的氧化反應器；(2)作為硫酸鹽結晶為固體的結晶池；(3)作為脫硫原料，比如石灰石或氧化鎂的溶解池；(4)作為洗滌吸收液的循環儲槽。因此，它簡化了工藝流程，使設備更為緊湊，節省了佔地面積，也可節省投資，還能降低能耗。
文檔編號B01D53/50GK201179412SQ20082005548
公開日2009年1月14日 申請日期2008年2月14日 優先權日2008年2月14日
發明者婁愛娟 申請人:婁愛娟