CN103111180B - 大型烟气脱硫塔的集液布气装置 - Google Patents

大型烟气脱硫塔的集液布气装置 Download PDF

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Abstract

本发明是大型烟气脱硫塔的集液布气装置，本装置由变截面底板升气管、栅梁式升气管、双层式挡液风帽、具有引导液流的斜渠式的主梁、抽出斗及采出管和平面膨胀节组成。本装置为防止液体逃逸的全焊接型结构，双层式挡液风帽实现了落液、溅射液滴和液雾的零逃逸以及更低的压力降，栅梁式升气管增加了装置的开孔率且便于防腐施工，深抽出斗、斜渠减少了冲击发泡并确保了侧线采出量；平面膨胀节杜绝了可拆式密封的漏液，巧妙地吸收了高温导致的热变形；几何均布的各升气管保证了布气的均匀性。本发明可广泛用于钢厂、电厂等脱硫塔及炼油、石化、化工等行业的大型填料塔中。

Description

大型烟气脱硫塔的集液布气装置
技术领域
本发明属于化工填料塔中的塔内件，特别是涉及一种大型烟气脱硫塔的集液布气装置。
背景技术
随着大钢厂、大电厂、大炼油、大乙烯、大化肥等大企业的迅速发展，大型塔器技术也得到了相应发展，新型填料、新型塔盘、新型气液分布器以及新型集液布气装置等塔内构件亦层出不穷。
在大型烟气脱硫塔停止运行的状态下，脱硫剂的逃逸问题是脱硫工艺或装置长期难以解决的技术问题，脱硫剂主要逃逸途径是脱硫塔吸收段与洗涤段之间集液布气装置的升气管，脱硫剂以液滴及雾沫形态窜入升气管。传统的集液盘对由溅射所引起的脱硫剂上述逃逸现象防范效果较差，故而脱硫剂的上述逃逸以及类似现象是现有大型烟气脱硫塔或其它大型填料塔急待解决的主要技术问题之一。
授权公告号CN202555165U的实用新型《一种单式脱硫装置》公开的技术方案中包括在吸收喷淋段与浓缩降温段之间设有隔板层，在隔板层上均匀设有用于穿过烟气的风帽。
发明内容
本发明的目的是公开一种大型烟气脱硫塔的集液布气装置，防脱硫剂以液滴及雾沫形态逃逸是该装置的主要特点之一。
本发明为实现上述目的采取以下技术方案：本集液布气装置包括底板、升气管及其挡液风帽，特征是，所述底板的周边支撑于塔壁的支撑圈，底板一侧凹口设有其底面低于底板的抽出斗，塔壁设有连通抽出斗的采出管，底板中央的支持主梁其通槽兼作引导液流的斜渠，对应斜渠浅端的主梁一端支撑在固定于塔壁的支座，对应斜渠深端的主梁另一端支撑于抽出斗的一侧并与其连通，所述底板设有对应主梁斜渠的开口，开口两侧的底板对称设有上置栅梁，底板设有对应上置栅梁的开口，各上置栅梁由两块平行立板和等间隔连接于两块平行立板之间的筋板构成栅梁式升气管，所述底板均匀分布有底板升气管，所述栅梁式升气管和底板升气管均设有由上下重叠的上挡液风帽和下挡液风帽构成的双层式挡液风帽，下挡液风帽设有对应栅梁式升气管或底板升气管的附加升气管，上、下挡液风帽长轴方向的两侧边设有下垂的下挡溅板。
本发明还可以采取以下技术措施：
所述底板的周边与支撑圈之间设有平面膨胀节，所述平面膨胀节由环形立板和反方向连接于环形立板上下两端的环形上、下平板构成，环形上平板与塔壁相固定，环形下平板支撑于支承圈并与底板周边相焊接固定。
所述底板升气管是其纵截面为梯形的变截面升气管。
所述双层式挡液风帽的上挡液风帽的下挡溅板下沿低于所对应的附加升气管的上口，下挡液风帽的下挡溅板下沿低于所对应的栅梁式升气管或底板升气管的上口，其高度差为20～200mm。
所述上、下挡液风帽为尖顶朝上的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角为90～140°。
所述尖顶朝上的上挡液风帽其两顶板两侧边与下挡溅板的结合部分别设有高于上挡液风帽尖顶的上挡溅板，所述上挡溅板的底部折弯并设有导液孔。
所述上挡液风帽为尖顶朝下的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角为90～140°，两顶板的边沿设有下垂的下挡溅板，两顶板两端分别支撑有对应其交角处的导液板，导液板与两顶板两端交角处之间设有间隔。
所述上挡液风帽由平顶板构成，平顶板长轴方向的两侧边对称设有下挡溅板和上挡溅板，平顶板两端分别设有连接于两侧边上挡溅板的对称的出口堰，两上挡溅板端部支撑有高度高于出口堰的导液板，导液板与出口堰之间设有间隔。
本发明的有益效果和优点在于：本集液布气装置中的兼做斜渠的主梁、抽出斗和采出管构成了液流主渠道，各升气管之间的空隙为液流支渠道，由于采用了下置式主梁和上置式栅梁的支撑结构，并且使上置式栅梁成为栅梁式升气管，因此本装置在保证了布气均匀性的前提下，提高了开孔率，开孔率可达30%，并且便于防腐施工。深斗形式的抽出斗、斜渠可以缩小冲击发泡区、减少冲击发泡现象并确保了侧线采出量。平面膨胀节的设计使本装置成为全焊接型结构，有效地防止了液体的泄漏，并且巧妙地吸收了高温导致的热变形。双层式挡液风帽实现了落液和溅射液滴及雾滴的零逃逸和更低的压力降。本发明还可广泛用于炼油、石化、化工等行业的大型填料塔中。
附图说明
附图1是实施例结构剖面示意图。
附图2是图1A向视图。
附图3是图2底板升气管结构A-A剖面示意图。
附图4是图2栅梁式升气管结构B-B剖面示意图。
附图5是上挡液风帽结构之一剖面示意图。
附图6是上挡液风帽结构之二剖面示意图。
附图7是图6A向视图。
附图8是上挡液风帽结构之三剖面示意图。
附图9是图8A向视图。
附图10是平面膨胀节结构剖面示意图。
图中标号：1塔壁，2底板，2-1凹口，2-2开口，3主梁，4抽出斗，5采出管，6支座，7支撑圈，8平面膨胀节，8-1环形立板，8-2环形上平板，8-3环形下平板，9底板升气管，10栅梁式升气管，11双层式挡液风帽，11-1上挡液风帽，11-2下挡液风帽，11-2-1附加升气管，12下挡溅板，13端板，14上挡溅板，15导液孔，16导液板，17出口堰。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。
如图1、2所示实施例，
本集液布气装置底板2的一侧凹口2-1处设有其底面低于底板2的抽出斗4，塔壁1设有连通抽出斗4的采出管5。
支撑底板2中央的主梁3其通槽兼作引导液流的斜渠，底板设有对应主梁斜渠的开口2-2。对应斜渠浅端的主梁3一端支撑在固定于塔壁1的支座6，对应斜渠深端的主梁3另一端支撑于抽出斗4的一侧并与其连通。
主梁斜渠的开口2-2两侧的底板2上对称设有上置栅梁，底板2设有对应上置栅梁的开口，各上置栅梁由两块平行立板和等间隔连接于两块平行立板之间的筋板构成栅梁式升气管10。
底板的开口2-2与栅梁式升气管10之间、栅梁式升气管10与所对应的塔壁1之间的底板2均匀分布有底板升气管9，底板升气管9是其纵截面为梯形的变截面升气管。
如图1、2、3、4所示，所述栅梁式升气管10和底板升气管9均设有由上下重叠的上挡液风帽11-1和下挡液风帽11-2构成的双层式挡液风帽11。下挡液风帽11-2设有对应栅梁式升气管10或底板升气管9的附加升气管11-2-1，上、下挡液风帽长轴方向的两侧边设有下垂的下挡溅板12。
上挡液风帽11-1和下挡液风帽11-2为尖顶朝上的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角θ范围为90～140°，上、下挡液风帽尖顶夹角一致，上、下挡液风帽两顶板的边沿设有下垂的下挡溅板12。
双层式挡液风帽11的上挡液风帽11-1的下挡溅板12下沿口低于所对应的附加升气管11-2-1的上端口，下挡液风帽11-2的下挡溅板12下沿口低于所对应的栅梁式升气管10或底板升气管9的上端口，其高度差h范围为20～200mm。
图3、4所示的尖顶朝上的上挡液风帽11-1其两顶板两侧边与下挡溅板12的结合部分别设有如图5所示的高于上挡液风帽尖顶的上挡溅板14，上挡溅板的底部折弯并设有导液孔15。上挡溅板14可以阻止上挡液风帽11-1尖顶产生飞溅液滴和液雾，上挡溅板14截留的液滴和液雾通过导液孔15泄流。
双层式挡液风帽11的作用原理是：自填料层下端滴下来的液体大部分落于底板升气管9和栅梁式升气管10之间的底板上，少部分液体落在双层挡液风帽11的上挡液风帽11-1上，在溅射出大量的小液滴的同时又产生了大量的雾滴。上、下挡液风帽长轴方向的两侧边下垂的下挡溅板12可以有效阻止上挡液风帽11-1溅射出的小液滴进入相邻的上述升气管中，故防止了落液的溅射逃逸。
在运行状态下，气体自上述各升气管经双层式挡液风帽11吹出，雾滴不可能逃逸。但当停车时，因上述各升气管中没有气流，雾滴也不可能越过由高差h为20～200mm的下挡溅板12和相应升气管端口构成的锁雾区进入升气管逃入下部空间，从而根治了雾滴逃逸的技术难题。另外，双层式挡液风帽11构成了双层气体通道，故其压力降小于传统的单层气体通道的集液/布气装置。
本发明的上挡液风帽11-1还可以采用以下二种结构形式。
如图6、7所示，上挡液风帽11-1为尖顶朝下的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角为90～140°，两顶板的边沿设有下垂的下挡溅板12，两顶板两端分别支撑有对应其交角处的导液板16，导液板16与两顶板两端交角处之间设有间隔。
尖顶朝下的上挡液风帽11-1自身即可部分阻止飞溅的液滴，导液板16能够阻挡并引导两顶板交角处形成的液流，避免其溅射过远而产生飞溅。
如图8、9所示，上挡液风帽11-1由平顶板构成，平顶板长轴方向的两侧边对称设有下挡溅板12和上挡溅板14，平顶板两端分别设有连接于两侧边上挡溅板14的对称的出口堰17，两上挡溅14端部支撑有高度高于出口堰的导液板16，导液板16与出口堰17之间设有间隔。上挡溅板14可以防止平顶板产生飞溅液滴和液雾，高度为10-20mm的出口堰17使平顶板表面形成集液层，使落入集液层的液滴得以缓冲而避免产生飞溅，导液板16能够引导出口堰泄流的方向，避免其产生的液流再产生飞溅液滴和液雾。
如图10所示，底板2其周边与塔壁1的支撑圈7之间设有平面膨胀节8，所述平面膨胀节8由环形立板8-1和反方向连接于环形立板上下两端的上环形平板8-2、下环形平板8-3构成，环形立板8-1为易于变形的薄板。环形上平板8-2与塔壁1角焊固定，环形下平板8-3支撑于支承圈7并与底板2周边搭接焊固定。平面膨胀节8既保证了液体无泄漏逃逸，又创造性地解决了因温差所产生的热变形和热应力导致的焊缝开裂事故，它有效地吸收了底板2的平面热变形，消除了热应力。

Claims (8)

1.大型烟气脱硫塔的集液布气装置，包括底板、升气管及其挡液风帽，其特征在于：所述底板的周边支撑于塔壁的支撑圈，底板一侧凹口设有其底面低于底板的抽出斗，塔壁设有连通抽出斗的采出管，底板中央的支持主梁其通槽兼作引导液流的斜渠，对应斜渠浅端的主梁一端支撑在固定于塔壁的支座，对应斜渠深端的主梁另一端支撑于抽出斗的一侧并与其连通，所述底板设有对应主梁斜渠的开口，开口两侧的底板对称设有上置栅梁，底板设有对应上置栅梁的开口，各上置栅梁由两块平行立板和等间隔连接于两块平行立板之间的筋板构成栅梁式升气管，所述底板均匀分布有底板升气管，所述栅梁式升气管和底板升气管均设有由上下重叠的上挡液风帽和下挡液风帽构成的双层式挡液风帽，下挡液风帽设有对应栅梁式升气管或底板升气管的附加升气管，上、下挡液风帽长轴方向的两侧边设有下垂的下挡溅板。
2.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述底板的周边与支撑圈之间设有平面膨胀节，所述平面膨胀节由环形立板和反方向连接于环形立板上下两端的环形上、下平板构成，环形上平板与塔壁相固定，环形下平板支撑于支承圈并与底板周边相焊接固定。
3.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述底板升气管是其纵截面为梯形的变截面升气管。
4.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述双层式挡液风帽的上挡液风帽的下挡溅板下沿低于所对应的附加升气管的上口，下挡液风帽的下挡溅板下沿低于所对应的栅梁式升气管或底板升气管的上口，其高度差为20～200mm。
5.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述上、下挡液风帽为尖顶朝上的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角为90～140°。
6.根据权利要求5所述的集液布气装置，其特征在于：所述尖顶朝上的上挡液风帽其两顶板两侧边与下挡溅板的结合部分别设有高于上挡液风帽尖顶的上挡溅板，所述上挡溅板的底部折弯并设有导液孔。
7.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述上挡液风帽为尖顶朝下的角状体，构成尖顶的两顶板对称，尖顶夹角为90～140°，两顶板的边沿设有下垂的下挡溅板，两顶板两端分别支撑有对应其交角处的导液板，导液板与两顶板两端交角处之间设有间隔。
8.根据权利要求1所述的集液布气装置，其特征在于：所述上挡液风帽由平顶板构成，平顶板长轴方向的两侧边对称设有下挡溅板和上挡溅板，平顶板两端分别设有连接于两侧边上挡溅板的对称的出口堰，两上挡溅板端部支撑有高度高于出口堰的导液板，导液板与出口堰之间设有间隔。
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