高效花崗巖脫硫塔的製作方法
2024-02-05 09:08:15
專利名稱：高效花崗巖脫硫塔的製作方法
技術領域：
本實用新型涉屬於脫硫技術領域，特別是涉及一種高效花崗巖脫硫塔。
背景技術：
在現有技術中，燃煤鍋爐大氣汙染控制措施主要是採用一級除塵，二級脫硫的方式。目前公開使用的較有代表性的脫硫塔結構大體上可分為噴淋塔、填料塔、板式塔和鼓泡塔。其中噴淋塔結構較為簡單，具有相接觸面積大和氣相壓降小等優點，但噴淋塔存在持液量小和液側傳質係數過小，氣相和液相返混較為嚴重的缺點。填料塔具有結構簡單、易於適應各種腐蝕介質和不易造成溶液起泡的優點，但填料塔存在的缺點主要是 一、它無法從塔體中直接移去熱量，當反應熱較高時，必須藉助增加液體噴淋量以顯熱形式帶出熱量；二、由於存在最低潤溼率的問題，在很多情況下需採用自身循環才能保證填料的基本潤溼，但這種自身循環破壞了逆流的原則；另外填料塔易發生堵塞現象，運行維護困難。板式塔存在氣相流動壓降較大和傳質表面較小等缺點。鼓泡塔存在鼓泡塔的直徑不宜過大， 一般在2 3m以內，液相軸向返混很嚴重，較難在單一連續反應器中達到較高的液相轉化率，鼓泡時所耗壓降較大。此外，脫硫塔塔體所採用的材料方面，目前脫硫塔所使用的材料主要有以下幾種 一、採用不鏽鋼材料；二、採用價格相對便宜的碳鋼，內壁進行防腐處理；三、採用混凝土，內壁進行瓷磚或BEKA塑料襯裡防腐。
由於脫硫塔內部環境條件極為惡劣，既有酸鹼腐蝕，也有cr、 SO,等腐蝕，
同時還有磨損、高溫熱衝擊及劇烈的溫變，這些對設備製作材料提出了很高的要求， 一般的防腐措施難以奏效，造成使用壽命降低，並經常需要維修和更換零部件。發明內容
本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種集預冷段預噴淋處理、衝擊水浴、旋流以及噴淋多種功能於一體的結構緊湊、耐腐蝕效果好、安裝方便且使用壽命長的高效花崗巖脫硫塔。本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是高 效花崗巖脫硫塔，包括脫硫塔體，其特徵在於所述在花崗巖製作的脫硫塔 體內部由上至下依次設置有除霧系統、多層噴淋系統、旋流裝置和預冷段， 脫硫塔體內腔以預冷段、旋流裝置、噴淋系統和除霧系統為界劃分為預冷區、 旋流區、噴淋區和除霧區；在脫硫塔體壁上對應除霧系統、各噴淋系統和預 冷段檢修位置處均開有人孔門，脫硫塔體壁外對應除霧系統、各噴淋系統人 孔門位置處設有平臺和與平臺連接的樓梯，所述預冷段採用切線向下傾斜的 方式與脫硫塔體固定連接，在脫硫塔體底部設置有溢流口。 本實用新型還可以採用如下技術方案
所述除霧系統包括除霧器葉片、除霧器支撐梁、衝洗管道和衝洗噴嘴， 除霧器支撐梁預埋固裝在脫硫塔體壁上部，在除霧器支撐梁上安裝除霧器葉 片，衝洗管道支撐預埋件通過螺栓與脫硫塔體固定，在衝洗管道上裝有衝洗 噴嘴。
所述噴淋系統為三層，噴淋系統包括通過不鏽鋼支撐預埋件和螺栓固 裝在脫硫塔體壁上的噴淋管，噴淋管上通過彎頭連接有噴淋頭。
所述旋流裝置為雙程旋流裝置，並位於噴淋系統的下方，該旋流裝置包 括通過連接螺栓與脫硫塔體連接的旋流板支撐架，在旋流板支撐架上焊接 有底環邊，底環邊上焊接外程旋流板和內程旋流板。
所述預冷段包括與脫硫塔體固定連接的玻璃鋼殼體和預冷段支撐，在 玻璃鋼殼體內部設置預冷噴淋裝置。
所述花崗巖脫硫塔體為圓筒形，其塔體為花崗巖石材開槽嵌縫砌築結構， 塔體上部為圓錐狀。
所述花崗巖塔體內底為傾斜面，即向著溢流口方向傾斜。
所述除霧系統的衝洗噴嘴為全切線噴射方式，其噴射角為90°。
所述噴淋管上的噴淋頭裝有3—6個大流量螺旋噴嘴。
本實用新型具有的優點和積極效果是本花崗巖脫硫塔採用預冷段預噴 淋處理、衝擊水浴、旋流以及噴淋等相結合的結構，使脫硫塔中有效地構成 連續、多次吸收S02和浸溼、粘住煙塵，最後把它們幾乎完全清除掉。高效
花崗巖脫硫塔運行可靠，脫硫效果顯著。脫硫效率可達90%以上，阻力損失
4小於800Pa。整個裝置具有結構緊湊，耐腐蝕效果好，安裝方便，上馬快。
採用花崗巖材料製作脫硫塔塔體，耐腐蝕效果好。噴淋系統和旋流裝置全部 選用不鏽鋼材質，噴嘴採用大流量螺旋噴嘴，通徑大，不會發生堵塞。塔體 出口收縮成圓錐狀，有效避免對脫硫塔的氣流分布造成的不利影響。該設備
使用壽命長，主體設備超過20年。此外，高效花崗巖脫硫塔還可以工廠化、
批量化製造，生產以及運輸極為方便。
圖1是本實用新型的結構示意圖2是圖1的俯視圖3是圖2的A—A剖視圖4是本實用新型預冷段俯視圖5是圖4的B—B剖視圖6是本實用新型旋流裝置俯視圖7是圖6的C一C剖視圖8是本實用新型噴淋系統結構示意圖9是本實用新型除霧系統俯視圖10是圖9的D — D剖視圖。
圖中1、花崗巖脫硫塔體；2、預冷段；2—1、殼體；2 — 2、預冷 噴淋裝置；2 — 3、預冷段支撐；3、旋流裝置；3 — 1、連接螺栓；3—2、 底環邊；3—3、旋流板支撐架；3 — 4、外程旋流板；3_5、內程旋流板； 4、噴淋系統A、 B、 C;4_1、噴淋頭；4一2、彎頭；4一3、噴淋管；4 一4、不鏽鋼支撐預埋件；4_5、螺栓；5、除霧系統；5 — 1、除霧器葉片； 5—2、除霧器支撐梁；5 — 3、衝洗管道；5—4、衝洗噴嘴；5 — 5、衝洗管
道支撐預埋件；5 — 6、螺栓；6、溢流口； 7、塔箍；8、平臺；9、樓梯；
10、人孔門。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施
例，並配合附圖詳細說明如下
請參閱圖1一圖3，高效花崗巖脫硫塔，包括花崗巖材料製成的脫硫塔體1，該花崗巖脫硫塔體為圓筒形，其塔體為花崗巖石材開槽嵌縫砌築結構，塔 體上部為圓錐狀。在脫硫塔體1底部設置有溢流口 6，整個脫硫塔體外部上
每隔一定距離緊固有塔箍7，塔箍數量為3—6個。在花崗巖制脫硫塔體內部 由上至下依次設置有除霧系統5、多層噴淋系統4A、 4B和4C、旋流裝置3 和預冷段2，脫硫塔體內腔以預冷段、旋流裝置、噴淋系統和除霧系統為界 劃分為預冷區、旋流區、噴淋區和除霧區。在脫硫塔體壁上對應除霧系統5、 各噴淋系統4A、 4B、 4C和預冷段2檢修位置處均開有人孔門10，脫硫塔體 壁外對應除霧系統、各噴淋系統人孔門位置處設有平臺8和與平臺連接的樓 梯9，所述平臺和樓梯均採用碳鋼製成，人孔門10數量為5個，為玻璃鋼製 成。
請參閱圖4和圖5，所述預冷段2包括與脫硫塔體1固定連接的玻璃 鋼殼體2—1和預冷段支撐2 — 3，在玻璃鋼殼體2—1內部設置有預冷噴淋裝 置2—2，預冷噴淋裝置2—2採用不鏽鋼316L材質製作，在不鏽鋼殼體底部 通過預冷段支撐2 — 3作為支撐，所述預冷段採用切線向下傾斜的方式與脫硫 塔體固定連接。
請參閱圖6和圖7，所述旋流裝置3為不鏽鋼316L材質製成的雙程旋流 裝置，並位於噴淋系統4的下方，該旋流裝置包括通過連接螺栓3 — 1與脫 硫塔體1連接的旋流板支撐架3—3，在旋流板支撐架上焊接有底環邊3—2， 底環邊上焊接外程旋流板3 — 4和內程旋流板3 — 5。
請參閱圖8，所述噴淋系統為三層，依次為4A、 4B和4C，噴淋系統包 括預埋固定在脫硫塔體上的不鏽鋼支撐預埋件4一4，不鏽鋼噴淋管4一3 通過螺栓4—5和螺母與不鏽鋼支撐預埋件4_4固定連接，不鏽鋼噴淋管上 通過不鏽鋼彎頭4—2連接有不鏽鋼噴淋頭4—1，所述噴淋管上的噴淋頭裝 有3—6個大流量螺旋噴嘴。
請參閱圖9和圖10，所述除霧系統5包括除霧器葉片5 — 1、除霧器支撐 梁5—2、衝洗管道5 — 3和衝洗噴嘴5 — 4，採用碳鋼材質製作且經過防腐處 理的除霧器支撐梁預埋固裝在脫硫塔體壁上部，在除霧器支撐梁上安裝除霧 器葉片5 — 1，除霧器葉片採用改性聚丙乙烯材料，其最大操作溫度為130°C， 除霧器葉片5 — 1採用單元制形式，並以除霧器支撐梁作為支撐。衝洗管道支撐預埋件5 — 5與脫硫塔體預埋固定，衝洗管道支撐預埋件5 — 5通過螺栓5 一6和螺母與衝洗管道5—3在衝洗管道上裝有衝洗噴嘴5—4。所述衝洗管道 採用改性聚丙乙烯材料，操作溫度允許為130°C，衝洗噴嘴為全切線噴射方 式，其噴射角為90。，有150%的疊加(平均)，確保100%的衝洗效果。
本實用新型的工作原理為
高效花崗巖脫硫塔主要用於燃煤鍋爐脫硫裝置。從鍋爐中所排放出來的 煙氣將從預冷段2流入脫硫塔。由於煙氣是一種溫度在180 。C左右、含有S02 與飛灰的高熱氣體，在進入預冷段2後，煙氣就與其內設置的預冷噴淋裝置 2—2噴出的霧化狀高壓含鹼液水及噴淋系統4的噴淋狀噴射分別在預冷段2 和在花崗巖脫硫塔體1內壁上形成的作為水幕簾的鹼性液幕簾相接觸。霧化 狀高壓含鹼液水主要吸收S02並與之反應以使S02被生成亞硫酸鹽和硫酸 鹽，而煙氣中飛灰在重力加速度和離心力的共同作用下，衝擊水封面，形成 水花區域，含塵煙氣在水花區域內又進一步得到了淨化。同時，部分鹼液水 將煙氣帶來熱量汽化形成溼蒸汽，大大增加了鹼液與溼蒸汽的充分接觸，促 使二氧化硫進一步被鹼液吸收、反應，以及促使飛灰顆粒或塵埃被浸溼成含 灰的液體進入塔底循環漿液中。
煙氣隨後進入旋流裝置3，其主要作用為煙氣導流、增溼脫硫，使進入 脫硫塔內部的煙氣利用本身的能量(引風機的壓力等)被強制沿花崗巖脫硫 塔體l內壁環繞上升，通過改變煙氣通道的大小和方向，使氣體的壓力能變 成氣體動能，強化了氣流速度，煙氣中的塵粒在離心力的作用下拋向花崗巖 脫硫塔體1內壁，被自上而下的水膜衝下，並隨吸收液一起從脫硫塔底部溢 流口6排出，起到除塵作用。旋流裝置3的片接角度安裝使噴淋的鹼液一部 分經旋流板流向花崗巖脫硫塔體1內壁並使旋流片形成水膜，由於離心力的 作用，粒徑大的顆粒被甩向玻璃鋼脫硫塔體1內壁水膜面，隨吸收液一起排 出塔外，粒徑小的顆粒和旋流板的鹼液膜面接觸，使含塵煙氣的流程增加， 增大了煙塵反應時間，加大了與鹼液的接觸面積。
在旋流裝置3上方安裝三級鹼溶液噴淋系統4 (A、 B、 C三層)，有效 增大煙氣與鹼溶液的接觸面積，塔內大量水霧與煙氣接觸，通過延長吸收、中和煙氣中二氧化硫的時間，增大吸附面積，從而獲得較高的脫硫效率。與 上部噴淋系統4噴出的鹼液不斷組成多相分散基元,這些多相基元不斷的接 觸、碰撞、凝並，實現基元的細化，大大提高相間的接觸面積，基元間實現 高速的表面更新，保持穩定高速的傳質，在存在化學反應時，相間遠離平 衡，使化學反應始終保持高速，這就大大提高脫硫設備的脫硫效率。
經過塔內的三次連續的噴淋吸收後，經脫硫後的煙氣進入塔上部的除霧
系統5，當帶有液滴的煙氣進入除霧系統5的彎曲通道時，煙氣被快速、連 續改變方向，因慣性凝並及碰撞的作用，在慣性力及重力作用下將氣流中夾 帶的液滴分離出來，形成水流落至脫硫塔底部，煙氣達到除霧要求後排入煙 囪。除霧的切割粒徑為25—30um，能夠較好的控制塔板的霧化粒徑及二次霧 沫夾帶，除霧系統5的除霧效果能夠達到99%以上，在投鹼到位的情況下， 能夠達到理想的除塵、脫硫效果。為防止除霧器葉片5 — 1發生堵塞現象，保 證設備的正常運行，定期對除霧系統5進行衝洗。
根據不同型號鍋爐、工業窯爐已選定的原引風機型號，產生煙氣量，本 脫硫塔以不改變原設計為宗旨，力求降低系統阻力，經實際測試，本高效花 崗巖脫硫塔較其他各種溼式脫硫塔的阻力較小，減輕了引風機電機的負擔。 高效花崗巖脫硫塔的各項控制參數
(1) 煙氣流速為3 4.5m/s;
(2) 噴淋霧化顆粒控制在2500 3000 jim，噴淋液覆蓋率150% 300%;
(3) 進口溫度Tin〈180。C，出口溫度Tout< 100 。C;
(4) 液氣比為1 3 L/M3;
(5) 整個脫硫塔阻力〈800Pa。
(6) 脫硫效率〉90°/0。
權利要求1. 一種高效花崗巖脫硫塔，包括脫硫塔體，其特徵在於所述在花崗巖製作的脫硫塔體內部由上至下依次設置有除霧系統、多層噴淋系統、旋流裝置和預冷段，脫硫塔體內腔以預冷段、旋流裝置、噴淋系統和除霧系統為界劃分為預冷區、旋流區、噴淋區和除霧區；在脫硫塔體壁上對應除霧系統、各噴淋系統和預冷段檢修位置處均開有人孔門，脫硫塔體壁外對應除霧系統、各噴淋系統人孔門位置處設有平臺和與平臺連接的樓梯，所述預冷段採用切線向下傾斜的方式與脫硫塔體固定連接，在脫硫塔體底部設置有溢流口。
2. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述除霧系統包括除霧器葉片、除霧器支撐梁、衝洗管道和衝洗噴嘴，除霧器支撐梁預埋固裝在脫硫塔體壁上部，在除霧器支撐梁上安裝除霧器葉片，衝洗管道支撐預埋件通過螺栓與脫硫塔體固定，在衝洗管道上裝有衝洗噴嘴。
3. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述噴淋系統為三層，噴淋系統包括通過不鏽鋼支撐預埋件和螺栓固裝在脫硫塔體壁上的噴淋管，噴淋管上通過彎頭連接有噴淋頭。
4. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述旋流裝置為雙程旋流裝置，並位於噴淋系統的下方，該旋流裝置包括通過連接螺栓與脫硫塔體連接的旋流板支撐架，在旋流板支撐架上焊接有底環邊，底環邊上焊接外程旋流板和內程旋流板。
5. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述預冷段包括與脫硫塔體固定連接的玻璃鋼殼體和預冷段支撐，在玻璃鋼殼體內部設置預冷噴淋裝置。
6. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述花崗巖脫硫塔體為圓筒形，其塔體為花崗巖石材開槽嵌縫砌築結構，塔體上部為圓錐狀。
7. 根據權利要求1所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述花崗巖塔體內底為傾斜面，即向著溢流口方向傾斜。
8. 根據權利要求2所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述除霧系統的衝洗噴嘴為全切線噴射方式，其噴射角為90°。
9. 根據權利要求3所述的高效花崗巖脫硫塔，其特徵在於所述噴淋管上的噴淋頭裝有3_6個大流量螺旋噴嘴。
專利摘要本實用新型涉及一種高效花崗巖脫硫塔，包括脫硫塔體，在花崗巖製作的脫硫塔體內部設置有除霧系統、多層噴淋系統、旋流裝置和預冷段，在脫硫塔體壁上對應除霧系統、各噴淋系統和預冷段檢修位置處均開有人孔門，脫硫塔體壁外對應除霧系統、各噴淋系統人孔門位置處設有平臺和樓梯，預冷段採用切線向下傾斜的方式與脫硫塔體固連，脫硫塔體底部設有溢流口。優點是本脫硫塔採用預冷段預噴淋處理、衝擊水浴、旋流以及噴淋等相結合的結構，可有效構成連續、多次吸收SO2和浸溼、粘住煙塵，直至幾乎完全清除掉。運行可靠，脫硫效果顯著，脫硫效率可達90％以上；結構緊湊，耐腐蝕效果好，安裝方便，使用壽命長，可工廠化、批量化製造，生產以及運輸極為方便。
文檔編號B01D53/78GK201271563SQ200820141809
公開日2009年7月15日 申請日期2008年9月2日 優先權日2008年9月2日
發明者孫雷宇, 趙紀柱, 錢松飛 申請人:天津曉沃環保工程有限公司