CN103301740B - 两级吸收差速脱硫塔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两级吸收差速脱硫塔，该脱硫塔包括塔体（10），塔体（10）的侧壁上相对设置有入口烟道（1）和出口烟道（2），塔体（10）内部靠近入口烟道（1）的部分形成有浓相吸收区（3），靠近出口烟道（2）的部分形成有稀相吸收区（4），浓相吸收区（3）中设有紧密的喷淋层，稀相吸收区（4）中设有稀疏的喷淋层，含硫烟气（a）顺序通过浓相吸收区（3）和稀相吸收区（4），含硫烟气（a）在浓相吸收区（3）中的流速高于在稀相吸收区（4）中的流速。本发明的两级吸收差速脱硫塔采用浓相、稀相两级吸收区和差速设计，使得烟气经过隔板折返，增加了烟气在吸收塔内停留时间，提高了SO2吸收效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱硫塔，尤其涉及一种属于环保领域的，可用于电力、水泥、冶金、化工等行业的两级吸收差速脱硫塔。
背景技术
目前，现有脱硫装置多采用一炉一塔的配置，适用于不同容量机组的烟气脱硫。对于600MW机组及以上的特大型机组，当脱硫装置入口烟气含硫量超过8000mg/N·m3，并且要求脱硫装置出口烟气含硫量小于200mg/N·m3，脱硫效率大于等97.5%时，目前的设计多是采用液气比都突破5l/m3经验设计值的单层喷淋。
此方案虽然可以减少吸收塔的喷淋层数，但单层喷淋层的喷嘴数量过多，喷淋密度过大，影响整个吸收塔内SO2吸收效率；其次单台浆液循环泵容量大，超过12000m3/h，此问题虽可采用单层喷淋层两台浆液循环泵供浆的方式来解决，但双泵占地较大，布置难度大，同时超大容量的浆液循环泵的故障率较高，每台浆液循环泵的停运都会对脱硫效率产生较大地影响；最后由于吸收塔内浆池液位高、喷淋层多，吸收塔总高度高，造价高。
同时，针对入***硫量不高，出***硫量小于50mg/Nm3，但脱硫效率大于98.5%的机组，高脱硫效率单台单吸收区很难实现，目前一般采用副塔方案（即两台吸收塔串联）。此方案不仅占地面积大，而且工程量大、造价高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可有效延长烟气在吸收塔内的停留时间，提高脱硫效率的两级吸收差速脱硫塔。
为实现上述目的，本发明的两级吸收差速脱硫塔的具体技术方案为：
一种两级吸收差速脱硫塔，包括塔体，塔体的侧壁上相对设置有入口烟道和出口烟道，其中，塔体内部靠近入口烟道的部分形成有浓相吸收区，靠近出口烟道的部分形成有稀相吸收区，浓相吸收区中设有紧密的喷淋层，稀相吸收区中设有稀疏的喷淋层，含硫烟气顺序通过浓相吸收区和稀相吸收区，含硫烟气在浓相吸收区中的流速高于在稀相吸收区中的流速。
相比现有脱硫装置，本发明的两级吸收差速脱硫塔具有以下优点：
首先，采用浓相、稀相两级吸收，可延长烟气在吸收塔内的停留时间，提高SO2吸收效率；
其次，采用浓相、稀相两级吸收区差速设计，尤其是浓相吸收区采用高烟气流速，增强浓相区域内的烟气与浆液之间的传质效率，提高脱硫效率；
再次，浓、稀相两级吸收区喷淋层可根据烟气中不同的含硫量设置不同数量喷淋层，同时能够保证每层喷淋层的液气比都小于5l/m3的经验设计值，可适用于入口烟气含硫量较高的机组。同时也适用于入口烟气含硫量不高，但出口烟气含硫量小于50mg/Nm3的机组，脱硫效率可高达99%。
附图说明
图1为本发明的两级吸收差速脱硫塔的结构示意图；
图2为图1中的双向空心锥喷嘴的结构示意图；
图3为图1中的单向实心锥喷嘴的结构示意图；
图4为图1中的单向空心锥喷嘴的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种两级吸收差速脱硫塔做进一步详细的描述。
如图1所示，本发明的两级吸收差速脱硫塔包括塔体10，塔体10的侧壁上相对设置有入口烟道1和出口烟道2，其中，入口烟道1用于将含硫烟气a引接入塔体10内，而出口烟道2则用于将脱硫后的烟气b引接出塔体10。本实施例中，塔体10上的出口烟道2处还设置有除雾器5，以便脱除烟气b中的雾滴。
进一步，本发明中的塔体10内部纵向设置有中间隔板6，中间隔板6将塔体10的内部空间分隔成两部分，其中，靠近入口烟道1的部分为浓相吸收区3，靠近出口烟道2的部分为稀相吸收区4，浓相吸收区3和稀相吸收区4中分别设置有喷淋层，含硫烟气a以不同的速度通过浓相吸收区3和稀相吸收区4，从而完成含硫烟气a的脱硫过程，优选的是，含硫烟气a在浓相吸收区3中的流速高于在稀相吸收区4中的流速。
此外，塔体10的底部还设置有吸收塔浆池7，吸收塔浆池7用于氧化吸收硫份及石膏结晶。本发明中塔体10内部纵向设置的中间隔板6与塔体10底部设置的吸收塔浆池7的池底之间具有一定的间隔，以方便吸收塔浆池7中液体的流动。进一步，中间隔板6上靠近吸收塔浆池7液面的位置处形成有气流通道，含硫烟气a通过该气流通道在浓相吸收区3与稀相吸收区4之间流通。
由此，含硫烟气a在本发明的两级吸收差速脱硫塔中的流动过程为：首先，含硫烟气a从塔体10上的入口烟道1进入塔体10内部的浓相吸收区3，并在浓相吸收区3内完成第一次脱硫；然后，含硫烟气a经中间隔板6上靠近吸收塔浆池7液面位置处的气流通道进入稀相吸收区4，并在稀相吸收区4内完成第二次脱硫；最后，脱硫后的烟气b经过除雾器5后，由出口烟道2排出塔体10。
下面参考图1，对本发明中塔体内部的浓相吸收区和稀相吸收区做进一步的描述：
参见图1，本发明的塔体10内部的浓相吸收区3中设有三层喷淋层，各喷淋层之间的间距为1.2～1.5m，且喷淋层中的单只喷嘴的流量为40～50m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于3倍，由此，浓相吸收区3中的喷淋层布置较为紧密，喷嘴之间间距较小，形成的吸收区内的吸收液密度较大，可实现较强的吸收效果，从而可对刚进入脱硫塔中的含硫烟气a进行高效率的脱硫操作。
进一步，本实施例中，浓相吸收区3内的喷淋层中的喷嘴均采用双向空心锥喷嘴11，以有效增大浓相吸收区3内的液体比表面积，增强吸收效果。本实施例中的双向空心锥喷嘴11的具体结构可参见图2所示，其中，双向空心锥喷嘴11包括一个液体进口和两个液体出口，两个液体出口相互反向设置，且两个液体出口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直。而且为保证单个喷嘴的喷淋范围，本实施例中的双向空心锥喷嘴11的两个液体出口分别具有相同的喷雾角α，且优选的是双向空心锥喷嘴11的喷雾角α设置为80-120°，由此可实现浓相吸收区3中较大的液体比表面积，增强吸收效果。
此外，本发明中还设定使含硫烟气a以较高流速通过浓相吸收区3，含硫烟气a在浓相吸收区3中的流速优选为8～10m/s，由此，本发明的两级吸收差速脱硫塔通过使高速烟气通过浓相吸收区3，增强浓相吸收区3的传质效果，提高吸收效率。
下面仍参见图1，本发明的塔体10内部的稀相吸收区4中也设有喷淋层，且稀相吸收区4中的喷淋层层数不固定，可根据含硫烟气a中不同的含硫量具体设定。本实施例中，稀相吸收区4中的各喷淋层之间的间距为1.5～2.0m，喷淋层中单只喷嘴的流量为50～60m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于1.5倍。由此，稀相吸收区4中的喷淋层布置较为稀疏，喷嘴之间间距较大，形成的吸收区内的吸收液面积较广，从而可对通过浓相吸收区3脱硫后的含硫烟气a进行补充吸收，以达到足够的脱硫效果。
进一步，本实施例中，稀相吸收区4内的喷淋层在靠近塔体10侧壁和中间隔板6的位置处设置有单向实心锥喷嘴12，以减少烟气沿塔体10侧壁和中间隔板6的逃逸，而在喷淋层的中间区域则设置有双向空心锥喷嘴11（与浓相吸收区3中的双向空心锥喷嘴相同），以增大稀相吸收区4的液体比表面积，增强吸收。应注意的是，在稀相吸收区4的最顶层的喷淋层的中间区域则可设置为单向空心锥喷嘴13。
其中，单向实心锥喷嘴12的具体结构可参见图3中所示，单向实心锥喷嘴12包括一个液体进口和一个液体出口，且液体进口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直。由于本实施例中单向实心锥喷嘴12是设置在靠近塔体10侧壁和中间隔板6的位置处，因此单向实心锥喷嘴12的液体出口具有特定的喷雾角α，该喷雾角α设置为90°。
进一步，单向空心锥喷嘴13的具体结构则可参见图4中所示，其中，单向空心锥喷嘴13也包括一个液体进口和一个液体出口，且液体进口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直。而且与双向空心锥喷嘴11相同，本实施例中的单向空心锥喷嘴13的液体出口也具有一定的喷雾角α，该喷雾角α同样优选设置为80-120°。
此外，本发明中设定使含硫烟气a以较低流速通过稀相吸收区4，含硫烟气a在稀相吸收区4中的流速优选为3.5～4m/s，从而可有效增加稀相吸收区4内的吸收时间、增强补充吸收效果。
综上，参见图1可知，本发明的两级吸收差速脱硫塔对含硫烟气的具体处理过程为：
首先，含硫烟气a从塔体10上的入口烟道1进入塔体内部后，以较高流速（8～10m/s）通过靠近入口烟道1的浓相吸收区3，并在浓相吸收区3中的喷淋层（包括三层喷淋层，喷淋层的间距为1.2～1.5m，喷淋层中的单只喷嘴的流量为40～50m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于3倍，喷嘴全部采用双向空心锥喷嘴11）的作用下完成第一次脱硫。
其次，含硫烟气a通过中间隔板6上靠近吸收塔浆池7液面位置处的气流通道流入稀相吸收区4，为保证含硫烟气从浓相吸收区3向稀相吸收区4中的过渡，本发明中含硫烟气在绕过隔板6时的流速优选为4～6m/s。
然后，含硫烟气a则以较低的流速（3.5～4m/s）通过靠近出口烟道2的稀相吸收区4，并在稀相吸收区4中的喷淋层（多层喷淋层，喷淋层的间距为1.5～2.0m，喷淋层中单只喷嘴的流量为50～60m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于1.5倍，靠近塔体10侧壁和中间隔板6位置处的喷嘴采用单向实心锥喷嘴12，中间区域内的喷嘴采用双向空心锥喷嘴11）的作用下完成第二次脱硫。
最后，脱硫后的烟气b经过除雾器5除去烟气中的雾滴，并由出口烟道2排出塔体10，从而完成对含硫烟气的整个脱硫过程。
本发明的两级吸收差速脱硫塔采用浓相、稀相两级吸收区，烟气经过隔板折返，增加烟气在吸收塔内停留时间，提高SO2吸收效率；浓相、稀相两级吸收区采用差速设计，浓相吸收区为高流速区，增强此区域烟气与浆液的传质效率，提高脱硫效率；浓、稀相两级吸收区喷淋层可根据烟气中不同含硫量设置不同数量喷淋层，同时能够保证每层的液气比都小于5l/m3，使得喷淋密度更合理。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
Claims (6)
1.一种两级吸收差速脱硫塔，包括塔体(10)，塔体(10)的侧壁上相对设置有入口烟道(1)和出口烟道(2)，其特征在于，
塔体(10)内部纵向设置有中间隔板(6)，中间隔板(6)将塔体(10)的内部空间分隔成两部分，靠近入口烟道(1)的部分为浓相吸收区(3)，靠近出口烟道(2)的部分为稀相吸收区(4)，塔体(10)的底部设置有吸收塔浆池(7)，中间隔板(6)上靠近吸收塔浆池(7)液面的位置处形成有气流通道，含硫烟气(a)通过该气流通道在浓相吸收区(3)与稀相吸收区(4)之间流通；
塔体(10)内部的浓相吸收区(3)中设有三层喷淋层，各喷淋层之间的间距为1.2～1.5m，喷淋层中的单只喷嘴的流量为40～50m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于3倍，浓相吸收区(3)内的喷淋层中的喷嘴均采用双向空心锥喷嘴(11)；
塔体(10)内部的稀相吸收区(4)中设有多层喷淋层，各喷淋层之间的间距为1.5～2.0m，喷淋层中单只喷嘴的流量为50～60m3/h，单层喷嘴的覆盖率大于1.5倍，稀相吸收区(4)内的喷淋层的中间区域内的喷嘴为双向空心锥喷嘴(11)，喷淋层中靠近塔体(10)侧壁和中间隔板(6)的位置处的喷嘴为单向实心锥喷嘴(12)，稀相吸收区(4)中的最顶层的喷淋层的中间区域内的喷嘴为单向空心锥喷嘴(13)；
含硫烟气(a)在浓相吸收区(3)中的流速为8～10m/s，含硫烟气(a)在稀相吸收区(4)中的流速为3.5～4m/s，含硫烟气(a)绕过隔板(6)时的流速为4～6m/s。
2.根据权利要求1所述的两级吸收差速脱硫塔，其特征在于，双向空心锥喷嘴(11)包括一个液体进口和两个液体出口，两个液体出口相互反向设置，两个液体出口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直，双向空心锥喷嘴(11)的两个液体出口具有相同的喷雾角(α)，该喷雾角(α)为80-120°。
3.根据权利要求1所述的两级吸收差速脱硫塔，其特征在于，单向实心锥喷嘴(12)包括一个液体进口和一个液体出口，液体进口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直，单向实心锥喷嘴12的液体出口具有喷雾角(α)，该喷雾角(α)为90°。
4.根据权利要求1所述的两级吸收差速脱硫塔，其特征在于，单向空心锥喷嘴(13)包括一个液体进口和一个液体出口，液体进口的中心轴线与液体进口的中心轴线相互垂直，单向空心锥喷嘴(13)的液体出口具有喷雾角(α)，该喷雾角(α)为80-120°。
5.根据权利要求1所述的两级吸收差速脱硫塔，其特征在于，塔体(10)上的出口烟道(2)处设置有除去烟气(b)中雾滴的除雾器(5)。
6.根据权利要求1所述的两级吸收差速脱硫塔，其特征在于，塔体(10)内部纵向设置的中间隔板(6)与塔体(10)底部设置的吸收塔浆池(7)的池底之间具有一定的间隔，以方便吸收塔浆池(7)中液体的流动。
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