CN111644040B - 泡沫层及除尘脱硫喷淋塔 - Google Patents

泡沫层及除尘脱硫喷淋塔 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种泡沫层及除尘脱硫喷淋塔，泡沫层包括泡沫层本体，泡沫层本体设有上表面、下表面以及贯通上表面和下表面的数个泡沫筒，泡沫筒的内壁设有数个外凸的泛水圆环以及数个导流风轮，泛水圆环靠近上表面设置，导流风轮靠近下表面设置。除尘脱硫喷淋塔，包括本体、浆液层、数个喷淋装置以及上述的泡沫层，浆液层设于本体的底部，数个喷淋装置和泡沫层设于本体的中部，喷淋装置通过循环泵与浆液层连通，本体上设有位于下侧的烟气入口与位于上侧的烟气出口。本发明提供的泡沫层及除尘脱硫喷淋塔，结构简单，适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况，脱硫除尘效率高、效果好，适用性强，且后期维护简单。

Description

泡沫层及除尘脱硫喷淋塔
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种泡沫层及除尘脱硫喷淋塔。
背景技术
我国是以煤炭为主的能源消费大国，由此产生的环境污染问题也越来越突出，为了经济和社会的可持续发展，响应“节能减排”战略，如何减少工业过程中的污染物排放是当下的研究热点之一。
在煤炭的燃烧过程中会产生大量的污染物，主要包括SOx及颗粒污染物等，这些污染物对环境和居民的身体健康都会造成一定的危害。SOx是指SO2和SO3的混合物，是大气污染、环境酸化的主要污染物，这类酸性气体溶解在雨水中会造成酸雨。烟气中含有的颗粒污染物又叫做固体颗粒物，会对人体呼吸***造成严重危害。目前，常用的脱硫除尘技术有气动乳化技术和旋汇耦合器技术，但是气动乳化技术适用于小机组、低烟气量的除尘脱硫***，脱硫除尘效率低，局限性大；而旋汇耦合器技术在脱硫塔内起到降温和气流均布作用，有一定脱硫效果，但除尘效果差。因此，开发一种适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况，脱硫除尘效果好，且适用性强的装置具有十分重要的意义。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种泡沫层及除尘脱硫喷淋塔，结构简单，适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况，脱硫除尘效率高、效果好，适用性强，且后期维护简单。
本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种泡沫层，包括泡沫层本体，所述泡沫层本体设有上表面、下表面以及贯通上表面和下表面的数个泡沫筒，所述泡沫筒的内壁设有数个外凸的泛水圆环以及数个导流风轮，所述泛水圆环靠近所述上表面设置，所述导流风轮靠近所述下表面设置。
于本发明一实施例中，所述导流风轮包括芯轴与数个导流叶片，导流叶片的两端分别为第一连接端和第二连接端，所述导流叶片通过第一连接端倾斜且有间隔地沿芯轴的周向均匀连接所述芯轴，所述第二连接端固设于所述泡沫筒的内壁上。
于本发明一实施例中，所述导流叶片与所述芯轴的轴向的夹角角度α为5-75°，所述导流叶片与所述芯轴的径向截面的夹角角度β为10-75°；所述芯轴的直径为0.05-0.5米。
于本发明一实施例中，所述泡沫层还包括格栅平台以及密封盖板，所述格栅平台设于所述泡沫层本体的下表面，所述密封盖板设于所述泡沫层本体的上表面，且所述泡沫筒穿透所述密封盖板。
于本发明一实施例中，所述泡沫筒为圆形筒或多边形筒；圆筒的直径或多边形的对角线长度为0.2-2米。
于本发明一实施例中，相邻的泛水圆环之间的间距为0.1-0.2米。
本发明还提供一种除尘脱硫喷淋塔，包括喷淋塔本体、浆液层、数个喷淋装置以及上述的泡沫层，所述浆液层设于所述喷淋塔本体的底部，储存用于中和以及吸收部分烟气的浆液，数个喷淋装置和所述泡沫层设于所述喷淋塔本体的中部，且至少一个喷淋装置位于所述泡沫层的上方，所述喷淋装置通过循环泵与所述浆液层连通，所述喷淋塔本体上设有烟气入口与烟气出口，所述烟气入口设于靠近所述浆液层的所述喷淋塔本体下侧，所述烟气出口设于所述喷淋塔本体的上侧。
于本发明一实施例中，所述泡沫层设于数个喷淋装置的下方或喷淋装置之间。
于本发明一实施例中，所述除尘脱硫喷淋塔还包括数个除雾装置，所述除雾装置设于所述喷淋塔本体的靠近烟气出口处；所述浆液层设有搅拌装置。
于本发明一实施例中，所述泡沫层的高度为0.5-3米。
本发明的有益效果是：本发明提供一种泡沫层及除尘脱硫喷淋塔，泡沫筒内自下而上设有泛水圆环和导流风轮，含有大量颗粒物及二氧化硫的烟气穿过泡沫层时，使得气流经过导流风轮能够得到均布并加速，形成一个个经扰动的涡流空间，喷淋的浆液在筒内形成搅拌混合体，液气混合更均匀，使烟气中污染物与浆液充分接触、吸收，且泛水圆环由泡沫筒内壁向外凸形成，喷淋的浆液在泡沫筒内壁形成大量水膜时，泛水圆环处积蓄的水膜更厚，使得烟气中的颗粒物和酸性物质随着气流在旋转上升过程中撞击筒壁和泛水圆环处的水膜时，更容易被水膜给粘附吸收，提高了脱硫除尘效率，能够适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况。通过在泡沫筒中设置泛水圆环和导流风轮，不需要外力的驱动，结构简单，在导流风轮的引流下，泡沫筒内不容易发生堵塞，方便后续的维修。除尘脱硫喷淋塔在处理烟气时，烟气从烟气入口进入喷淋塔内，喷淋装置从浆液层吸取浆液，泡沫层上方的喷淋装置向下喷淋浆液，上行的烟气和下行的浆液通过泡沫层均布，使得烟气和浆液充分接触，对烟气进行净化，进化后的烟气从烟气出口排出。
附图说明
图1是本发明的泡沫层的结构示意图；
图2是本发明的泡沫层的第一个实施例的截面示意图；
图3是本发明的导流风轮的结构示意图；
图4是本发明的导流叶片与芯轴的轴向夹角示意图；
图5是本发明的导流叶片与芯轴的径向截面的夹角示意图；
图6是本发明的除尘脱硫喷淋塔的第一个实施例的结构示意图；
图7是本发明的除尘脱硫喷淋塔的第二个实施例的结构示意图；
图8是本发明的泡沫层的第二个实施例的结构示意图。
图中各附图标记为：1、泡沫层；2、泡沫筒；3、喷淋塔本体；4、浆液层；5、喷淋装置；6、循环泵；7、除雾装置；8、搅拌装置；9、支撑部件；11、密封盖板；12、格栅平台；21、泛水圆环；22、导流风轮；31、烟气入口；32、烟气出口；221、芯轴；222、导流叶片；所述箭头为烟气和浆液的运动方向。
具体实施方式
下面结合各附图，通过具体实施例，对本发明进行详细、完整的描述。
请参考图1-3所示，本发明提供一种泡沫层1，包括泡沫层本体，泡沫层本体设有上表面、下表面以及贯通上表面和下表面的数个泡沫筒2，泡沫筒2的内壁设有数个外凸的泛水圆环21以及数个导流风轮22，泛水圆环21靠近上表面设置，导流风轮22靠近下表面设置。含有大量颗粒物及二氧化硫的烟气穿过泡沫层1时，使得气流经过导流风轮22能够得到均布并加速，形成一个个经扰动的涡流空间，喷淋的浆液在筒内形成搅拌混合体，液气混合更均匀，使烟气中污染物与浆液充分接触、吸收，且泛水圆环21由泡沫筒2内壁向外凸起形成，喷淋的浆液在泡沫筒2内壁形成大量水膜时，泛水圆环21处积蓄的水膜更厚，使得烟气中的颗粒物和酸性物质随着气流在旋转上升过程中撞击筒壁和泛水圆环21处的水膜时，更容易被水膜给粘附吸收，提高了脱硫除尘效率，能够适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况。通过在泡沫筒2中设置泛水圆环21和导流风轮22，不需要外力的驱动，结构简单，在导流风轮22的引流下，泡沫筒2内不容易发生堵塞，方便后续的维修。
含硫的烟气呈酸性，处理酸性烟气的浆液通常呈碱性，碱性的浆液在导流风轮22的引流下，会形成大量泡沫，并把泡沫筒2的内壁完全覆盖，使烟气中的酸性气体和粉尘颗粒污染物与浆液充分接触、吸收，不留死角。
导流风轮22包括芯轴221与数个导流叶片222，导流叶片222的两端分别为第一连接端和第二连接端，导流叶片222通过第一连接端倾斜且有间隔地沿芯轴221的周向均匀连接芯轴221，第二连接端固设于泡沫筒2的内壁上，倾斜设置的导流叶片222能够使得烟气和浆液充分接触，从而提高了脱硫除尘效率。
请参考图3-5所示，导流叶片222与芯轴221的轴向的夹角角度α为5-75°，导流叶片222与芯轴221的径向截面的夹角角度β为10-75°，对烟气和浆液的引流效果较好；芯轴221的直径为0.05-0.5米，芯轴221结构更为稳固。
泡沫层1还包括格栅平台12以及密封盖板11，格栅平台12设于泡沫层本体的下表面，密封盖板11设于泡沫层本体的上表面，且泡沫筒2穿透密封盖板11。格栅平台12有助于烟气的气流均布，密封盖板11使得未处理的烟气只能从泡沫筒2通过，而不能从密封盖板处穿过，保证烟气的除尘脱硫效果。
泡沫筒2为圆形筒或多边形筒；圆筒的直径或多边形的对角线长度为0.2-2米。优选地，泡沫筒2为圆形筒，内壁的表面积较大，即烟气和浆液的接触面积较大，使得烟气和浆液能够充分接触。
优选地，相邻的泛水圆环21之间的间距为0.1-0.2米，相邻的泛水圆环21内的水膜不会相互影响。
请参考图1-6所示，本发明还提供一种除尘脱硫喷淋塔，包括喷淋塔本体3、浆液层4、数个喷淋装置5以及上述的泡沫层1，浆液层4设于喷淋塔本体3的底部，储存用于中和以及吸收部分烟气的浆液，数个喷淋装置5和泡沫层1设于喷淋塔本体3的中部，且至少一个喷淋装置5位于泡沫层1的上方，喷淋装置5通过循环泵6与浆液层4连通，喷淋塔本体3上设有烟气入口31与烟气出口32，烟气入口31设于靠近浆液层4的喷淋塔本体3下侧，烟气出口32设于喷淋塔本体3的上侧。泡沫层1通过支撑部件9安装固定于喷淋塔内。除尘脱硫喷淋塔在处理烟气时，烟气从烟气入口31进入喷淋塔内，喷淋装置5从浆液层4吸取浆液，泡沫层1上方的喷淋装置5向下喷淋浆液，上行的烟气和下行的浆液通过泡沫层1均布，使得烟气和浆液充分接触，对烟气进行净化，净化后的烟气从烟气出口32排出。含有大量颗粒物及二氧化硫的烟气穿过泡沫层1时，使得气流经过导流风轮22能够得到均布并加速，形成一个个经扰动的涡流空间，喷淋的浆液在筒内形成搅拌混合体，液气混合更均匀，使烟气中污染物与浆液充分接触、吸收，且泛水圆环21由泡沫筒2内壁向外凸起形成，喷淋的浆液在泡沫筒2内壁形成大量水膜时，泛水圆环21处积蓄的水膜更厚，使得烟气中的颗粒物和酸性物质随着气流在旋转上升过程中撞击筒壁和泛水圆环21处的水膜时，更容易被水膜给粘附吸收，提高了脱硫除尘效率，能够适用于大烟气量、高颗粒物浓度以及高二氧化硫浓度的情况。由于泛水圆环21和导流风轮22，不需要外力的驱动，结构简单，在导流风轮22的引流下，泡沫筒2内不容易发生堵塞，方便后续的维修。
上述的中部并非喷淋塔的正中间位置，而是喷淋塔的烟气入口31和烟气出口32之间的位置。
烟气经过泡沫层1后，液气混合更均匀，提高了液气反应效率，减少了吸收液的用量，可以减少喷淋装置5的数量，同时也可以减少循环泵6数量，循环泵6属于大功率高能耗设备，而泡沫层1本身无能耗，提高除尘脱硫效率的同时，减少循环泵6的数量，大大减少***投资及运行成本，节能效果明显。
泡沫层1的结构简单，占用空间小，拆装方便，可以在新的喷淋塔内安装，也可加装于现有的喷淋塔内，不影响其它运行设备。
除尘脱硫喷淋塔还包括数个除雾装置7，除雾装置7设于喷淋塔本体3的靠近烟气出口32处。当带有雾沫的气体到达除雾装置7时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与除雾装置7相碰撞而被附着在除雾装置7表面上，除雾装置7表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴，从而分离下落。
浆液层4设有搅拌装置8，浆液中含有一定量的碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钙和氧化钙等，通过搅拌装置8搅拌浆液层4中的浆液，可以防止这些物质结块，堵塞连通浆液层4和喷淋装置5的管道。
泡沫层1的高度为0.5-3米，可以根据喷淋塔的高度以及处理的烟气量进行设置。
泡沫层1设于数个喷淋装置5的下方或喷淋装置5之间。请参考图2和图6所示，一个实施例中，喷淋塔内设置有四个喷淋装置5、两个除雾装置7，泡沫层1设于四个喷淋装置5的下方，两个除雾装置7设于烟气出口32处，泡沫层1的高度为1.5m，芯轴221的直径为0.2m，导流叶片222与芯轴221的轴向的夹角角度α为30°，泡沫筒2内设有两个泛水圆环21和一个导流风轮22，两个泛水圆环21之间间隔0.2m。
请参考图7和图8所示，另一个实施例中，喷淋塔内设置有四个喷淋装置5、两个除雾装置7，泡沫层1设于第二个喷淋装置5和第三个喷淋装置5之间，两个除雾装置7设于烟气出口32处，泡沫层1的高度为1.2m，芯轴221的直径0.5m，导流叶片222与芯轴221的轴向的夹角角度α为45°，泡沫筒2内设有一个泛水圆环21和两个导流风轮22。
含有大量颗粒物及二氧化硫的烟气从烟气入口31进入并穿过泡沫层1，泡沫筒2内的导流风轮22使得气流得到均布并加速，形成一个个经扰动的涡流空间，与上方或下方的喷淋装置5喷淋的浆液在筒内形成一个自然的搅拌混合体，该过程不断生成层叠的浆液泡沫，并把泡沫筒2的内壁装置完全覆盖，使烟气中污染物与浆液充分接触和吸收，泛水圆环21处的水膜较厚，更容易吸收烟气中的颗粒物和酸性物质。经泡沫层1处理后的烟气再经过烟气出口32处的除雾装置7进行除雾后达到超净排放标准排入大气，两个实施例的喷淋塔均可以实现除尘效率高达99.5％，脱硫效率高达99％的净化效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种泡沫层，其特征在于，包括泡沫层本体，所述泡沫层本体设有上表面、下表面以及贯通上表面和下表面的数个泡沫筒，所述泡沫筒的内壁设有数个外凸的泛水圆环以及数个导流风轮，所述泛水圆环靠近所述上表面设置，所述导流风轮靠近所述下表面设置；还包括格栅平台以及密封盖板，所述格栅平台设于所述泡沫层本体的下表面，所述密封盖板设于所述泡沫层本体的上表面，且所述泡沫筒穿透所述密封盖板；所述导流风轮包括芯轴与数个导流叶片，导流叶片的两端分别为第一连接端和第二连接端，所述导流叶片通过第一连接端倾斜且有间隔地沿芯轴的周向均匀连接所述芯轴，所述第二连接端固设于所述泡沫筒的内壁上。
2.如权利要求1所述的泡沫层，其特征在于，所述导流叶片与所述芯轴的轴向的夹角角度α为5-75°，所述导流叶片与所述芯轴的径向截面的夹角角度β为10-75°；所述芯轴的直径为0.05-0.5米。
3.如权利要求1所述的泡沫层，其特征在于，所述泡沫筒为圆形筒或多边形筒；圆筒的直径或多边形的对角线长度为0.2-2米。
4.如权利要求1所述的泡沫层，其特征在于，相邻的泛水圆环之间的间距为0.1-0.2米。
5.一种除尘脱硫喷淋塔，其特征在于，包括喷淋塔本体、浆液层、数个喷淋装置以及权利要求1-4任一所述的泡沫层，所述浆液层设于所述喷淋塔本体的底部，储存用于中和以及吸收部分烟气的浆液，数个喷淋装置和所述泡沫层设于所述喷淋塔本体的中部，且至少一个喷淋装置位于所述泡沫层的上方，所述喷淋装置通过循环泵与所述浆液层连通，所述喷淋塔本体上设有烟气入口与烟气出口，所述烟气入口设于靠近所述浆液层的所述喷淋塔本体下侧，所述烟气出口设于所述喷淋塔本体的上侧。
6.如权利要求5所述的除尘脱硫喷淋塔，其特征在于，所述泡沫层设于数个喷淋装置的下方或喷淋装置之间。
7.如权利要求5所述的除尘脱硫喷淋塔，其特征在于，还包括数个除雾装置，所述除雾装置设于所述喷淋塔本体的靠近烟气出口处；所述浆液层设有搅拌装置。
8.如权利要求5所述的除尘脱硫喷淋塔，其特征在于，所述泡沫层的高度为0.5-3米。
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