CN101584957B

CN101584957B - 烟气脱硫除尘一体化耦合装置

Info

Publication number: CN101584957B
Application number: CN2009100537400A
Authority: CN
Inventors: 晏乃强; 瞿赞; 乔少华; 吴忠标
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: CN101584957A

Abstract

一种锅炉烟气脱硫技术领域的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，包括：塔体、切向进气口、烟气出口、底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、下除雾板和上除雾器，中心溢流管位于内向喷射板的中央，若干片喷射叶片以正多边形方式斜向逐层固定设置于中心溢流管的外沿，支撑板筋与每一片喷射叶片的两端固定连接。本发明利用独特设计的内向喷射板，将喷淋、旋流方法有机耦合起来，内向喷射板兼具脱硫除尘、改善气流分布以及汇集脱硫液的多重功效，使所发明的装置具有高效脱硫除尘作用，并明显降低液气比及气流阻力。

Description

烟气脱硫除尘一体化耦合装置

技术领域

本发明涉及的是一种锅炉烟气脱硫技术领域的装置，具体是一种烟气脱硫除尘一体化耦合装置。

背景技术

我国是世界上煤炭消耗量最大的国家，因燃煤所排放的二氧化硫总量位居世界第一，同时我国的烟尘排放总量也处于世界前列。因此，我国政府正逐步实行严格的燃煤烟气排放标准，推行电站锅炉、工业锅炉及窑炉的烟气脱硫和除尘处理。

烟气脱硫方法多种多样，目前广泛应用的湿法脱硫装置有底层旋流板塔、喷淋塔、鼓泡塔、文丘里吸收器等；大型火电脱硫大多采用喷淋塔，因其气路阻力最小，能适应不同的锅炉负荷，但需采用较高的液气比，且除尘效果不理想。底层旋流板塔的优点是具有高效除尘作用，并能在低液气比下能实现高效率；但在锅炉负荷低时，单板效率较低、脱硫效率不够高。将喷淋洗涤与旋流技术结合起来则有利于发挥二者的优势。

经对现有技术文献的检索发现：张广新《75t/h锅炉烟气脱硫装置设计与应用》(冶金动力，2003，3：637-639)对水膜除尘器进行了改造(张广新，75t/h锅炉烟气脱硫装置设计与应用.冶金动力，2003，3：637-639)，将喷淋段和底层旋流板分别置于两个塔内，使烟气先在喷淋塔气液顺流接触后，再引入底层旋流板塔进行气液逆流接触。但是，这种方法仅是将二者简单结合，其流程较长，需要多级供液，循环液一次利用率低。

专利申请号：200810120375，公开号CN101342455A，记载了一种“喷淋旋流组合脱硫装置”，该装置将喷淋和底层旋流板在同一个塔内分两段进行——上层喷淋、下层旋流，两段的进液由两组相互独立的泵供给。这种脱硫装置比较紧凑，在保证脱硫效率的同时，气流阻力可明显降低。但是由于喷淋下来的脱硫液在到达下层底层旋流板前大多沿塔壁流到底层旋流板的溢流槽，使这部分液体无法再继续利用，从而导致循环液一次利用率也相对较低。同时，旋流而上的气流在塔内的流场分布不均，影响喷淋洗涤效果。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种烟气脱硫除尘一体化耦合装置，采用内向喷射板，将旋流与喷淋方法有机结合起来，形成新型一体化脱硫除尘装置，从而在保证高效率脱硫、除尘的情况下，降低浆液的循环量，降低能耗，且操作范围更宽。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：塔体、切向进气口、烟气出口、底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、下除雾板和上除雾器，其中：切向进气口位于塔体的下端侧面，底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、下除雾板和上除雾器依次由下而上平行设置于塔体内部，烟气出口位于塔体的顶端。

所述旋流板位于内向喷射板的下方，去除了常规旋流板的异型溢流管，其外缘与塔壁之间留有3-10mm的空隙；

所述的内向喷射板上设有：喷射叶片、中心溢流管以及支撑板筋，其中：中心溢流管位于内向喷射板的中央，若干片喷射叶片以正多边形方式斜向逐片固定设置于中心溢流管的外沿，支撑板筋与每一片喷射叶片的两端固定连接。

所述的中心溢流管的直径为支撑板筋直径的20％～40％。

所述的喷射叶片与水平面所呈仰角为20°～60°，使气流喷射方向指向中心；该喷射叶片的宽度为20～120mm，喷射叶片为整板切割、钣金或多叶片组合焊接制成，根据每板直径的大小，叶片所组成的正多边形边数为3-12个。

所述的支撑板筋的宽度为20～120mm；

该内向喷射板将喷淋到该板上脱硫液以及沿塔壁流下的脱硫液重新内向喷射，达到脱硫除尘的效果，其单板脱硫、除尘效率与底层旋流板接近；

与现有技术相比，本发明利用独特设计的内向喷射板，将喷淋、旋流方法有机耦合起来，内向喷射板兼具脱硫除尘、改善气流分布以及汇集脱硫液的多重功效，使所发明的装置具有高效脱硫除尘作用，并明显降低液气比及气流阻力。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为内向喷射板结构示意图；

图中：a为内向喷射板仰视图；b为内向喷射板侧视图；

其中：1切向烟气进口、2塔体、3水膜除尘段、4底层旋流板、5内向喷射板、6喷淋层及喷嘴、7下除雾板、8备用喷淋管、9上除雾器、10烟气出口、11脱硫液排放口、12脱硫循环泵、13中心溢流管(带有水封)、14喷射叶片和15支撑板筋。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：切向烟气进口1、塔体2、水膜除尘段3、底层旋流板4、内向喷射板5、喷淋层及喷嘴6、下除雾板7、备用喷淋管8、上除雾器9、烟气出口10、脱硫液排放口11和脱硫循环泵12，其中：切向进气口位于塔体的下端侧面，底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、第一除雾板和第二除雾板依次由下而上平行设置于塔体内部，烟气出口位于塔体的顶端。

所述的底层旋流板去除了常规旋流板的异型溢流管，其外缘与塔壁之间留有6mm的空隙。

如图2所示，所述的内向喷射板5上设有：中心溢流管13、喷射叶片14和支撑板筋15，其中：中心溢流管13位于内向喷射板5的中央，42片喷射叶片14以六边形方式斜向分为7层，逐层固定设置于中心溢流管13的外沿，支撑板筋15与每一片喷射叶片14的两端固定连接。由叶片所组成的正多边形的边数为6个。

所述的中心溢流管13的直径为支撑板筋15直径的30％。

所述的喷射叶片14与水平面所呈仰角为30°，使气流喷射方向指向中心；该喷射叶片14的宽度为100mm，喷射叶片14为多叶片组合焊接制成。

所述的支撑板筋15的宽度为100mm；

该内向喷射板5将喷淋到该板上脱硫液以及沿塔壁流下的脱硫液重新内向喷射，达到脱硫除尘的效果，其单板脱硫、除尘效率与底层旋流板4接近；

本实施例通过以下流程实现烟气脱硫：

含有烟尘及二氧化硫的烟气通过入口烟道1切向进入吸收塔，并在吸收塔的水膜区3进行预除尘，其中脱硫液水膜经由上层底层旋流板四周与塔壁之间的环隙所形成的。接着，气流通过底层的底层旋流板4，并与底层旋流板上的液体薄层进行喷射式接触进行脱硫除尘，底层旋流板上的脱硫液是通过上层内向喷射板的中心溢流管流到其盲板上的，再向四周喷射扩散。之后，气流再经过内向喷射板5继续上升，并将该板上的脱硫液层向内喷射，在喷射过程中继续进行脱硫除尘。内向喷射板上脱硫液主要来自与喷淋层的直接喷洒以及有沿塔壁留下的液体，脱硫液经内向喷射汇集到中心溢流管，并流到下层底层旋流板的盲板上。其后，气流经过喷淋段，与喷淋层喷嘴所喷洒的脱硫液滴进行气液逆流接触，继续脱硫过程。此后，烟气再经过下除雾板以及除雾板进行充分除雾，并经过气体出口流出吸收塔。在上述过程中，脱硫液是使用专用脱硫循环泵向喷淋层进行输送到。

本实施例技术效果验证具体如下：

利用一内径300mm的试验塔体，按图1所示组合成喷淋旋流一体化装置。试验所用烟气量为1000m³/h，烟气温度为90℃，入口烟气SO₂浓度为2600mg/Nm³，烟尘含量1400mg/Nm³。

先将内向板去掉，仅使用一层喷淋层和一层底层旋流板，通过喷淋层向塔内供脱硫液，在液体pH值为9、液气比为2.0L/m³的情况下，测得的脱硫效率约为82％，除尘效率为95％。全塔气流阻力仅在780Pa左右。

同样情况下，若将内向喷射板置入底层旋流板与喷淋层之间，则相近条件下的脱硫效率降低到96％左右，且全塔气流阻力升至900左右Pa。由此可见，将内向喷射板与底层旋流板及喷淋技术结合使用，可显著提高烟气的净化程度.

实施例2

针对1台20t/h蒸发量的燃煤锅炉，设计烟气量为55000m³/h，烟气温度为150℃，入口烟气SO₂浓度达2200mg/Nm³，烟尘含量1200mg/Nm³。本发明装置根据实际工况采用了图1所示的装置，塔内径为2200mm。采用钠-钙双碱法烟气脱硫工艺。底层旋流板的叶片仰角为28°，开孔率为32％；内向喷射板的仰角为32°，开孔率为36％。

当锅炉负荷为90％时，在液气比为1.8L/m³的情况下，测得的脱硫效率为96.3％，除尘效率大于97％(出口烟气含尘浓度低于50mg/Nm³)。全塔气流阻力仅在800Pa左右。

实施例3采用与实施例1相同的结构处理40t/h燃煤锅炉的燃煤烟气，烟气先利用多管除尘器进行预除尘，采用氧化镁脱硫工艺进行脱硫及进一步除尘。处理的烟气量为120000m³/h，二氧化硫浓度3500mg/Nm³。吸收塔的直径为3500mm。结果表明，当液气比为2.2L/m³时，脱硫率为97％。设备连续运行6个月中未出现结垢及堵塞现象。

Claims

1.一种烟气脱硫除尘一体化耦合装置，包括：塔体、切向进气口、烟气出口、底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、第一除雾板和第二除雾板，切向进气口位于塔体的下端侧面，底层旋流板、内向喷射板、喷淋层、第一除雾板和第二除雾板依次由下而上平行设置于塔体内部，烟气出口位于塔体的顶端，其特征在于：内向喷射板上设有：喷射叶片、中心溢流管以及支撑板筋，其中：中心溢流管位于内向喷射板的中央，若干片喷射叶片以多边形方式斜向逐层固定设置于中心溢流管的外沿，支撑板筋与每一片喷射叶片的两端固定连接；

所述的底层旋流板去除了常规旋流板的异型溢流管，其外缘与塔壁之间留有3-10mm的空隙。

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的中心溢流管的直径为支撑板筋直径的20％～40％。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的喷射叶片与水平面所呈仰角为20°～60°。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的喷射叶片的宽度为20～120mm。

5.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的喷射叶片为整板切割、钣金或多叶片组合焊接制成。

6.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的支撑板筋的宽度为20～120mm。

7.根据权利要求1所述的烟气脱硫除尘一体化耦合装置，其特征是，所述内向喷射板的叶片所组成的正多边形边数为3-12个。