CN201094899Y - 一种吸收塔体上部结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吸收塔体上部结构，吸收塔内壁上位于净烟气出口的下方安装一折烟板，其塔顶与净烟气出口相对的一侧呈斜坡状，净烟气出口与塔身的连接部侧向呈渐缩形状。该结构能够减小或消除涡流的存在，优化气流分布，有效地提高烟气在塔上部及塔出口的气流分布效果从而减小***阻力，减少电耗；并有效提高了下游设备(除雾器或者烟气换热器)的工作性能。

Description

一种吸收塔体上部结构

技术领域

本实用新型涉及一种吸收塔的技术，尤其属于烟气脱硫吸收塔的上部结构。

背景技术

目前冶金用的烟气脱硫吸收塔最常见的两种出口结构：平顶结构、圆锥台结构，但是存在以下缺点：

当吸收塔采用平顶结构时(如附图1，2所示)，其中1’为原烟气入口，2’为吸收塔体，3’为净烟气出口，在图上标示部位(A区、B区、C区、D区、E区、F区)会有涡流出现。涡流区内不断的产生着旋涡，其能量来自主流，因而不断消耗主流的能量；在旋涡区及其附近，过流断面上的流速梯度加大，也使主流能量损失有所增加。在涡流被不断带走并扩散的过程中，加剧了下游一定范围内的紊流脉动，从而增加了该区域及下游的能量损失。由于能量损失增加，导致***阻力增加，使增压风机的电耗增加。

涡流的出现使气流分布不均匀，影响下游部件的工作性能：

如果烟道出口外置的是除雾器，将会使进入除雾器的气流分布不均匀，导致除雾效果不佳，从而使烟气带水量增加，腐蚀后续烟道，而且除雾器过流断面上局部区域流速较高，也增加了除雾器工作的阻损，并加快了除雾器折板的磨损。对于除雾器的运行是一种威胁。

如果除雾器是内置在塔内，烟道出口外接的是烟气换热器，由于气流分布的不均匀，使换热器内各处换热系数不均，极大地影响了烟气换热效率。而且，GGH内流速较低处不仅换热差，而且烟灰或浆液滴易发生沉积；而流速较高区域磨损严重，换热元件寿命短。

当吸收塔上部结构采用圆锥台结构时(如附图3，4所示)，其中1”为原烟气入口，2”为吸收塔体，3”为净烟气出口，这种设计及布置方式使吸收塔高度增加，相应地净烟道高度及其平台支撑高度也增加，从而耗钢材较多；另外通常在塔顶需加设大量的加强结构以加强刚性，从而进一步增加了设备重量，对承载不利；如果为了使气流均匀，在上部空间加装导流叶片，则叶片在空间内安装维护比较困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种吸收塔体上部结构，该结构能够减小或消除涡流的存在，优化气流分布，有效地提高烟气在塔上部及塔出口的气流分布效果从而减小***阻力，减少电耗。

本实用新型的目的是这样实现的：一种吸收塔体上部结构，包括净烟气出口，所述吸收塔内壁上位于净烟气出口的下方安装一折烟板。

优选地，所述塔顶与净烟气出口相对的一侧呈斜坡状。

优选地，所述斜坡与水平面的夹角γ为30°～45°，其水平长度b为1/4塔直径～3/4塔直径。

优选地，所述净烟气出口设在塔身的侧面，且与塔顶在同一水平面上。

优选地，所述净烟气出口与塔身的连接部侧向呈渐缩形状。

优选地，所述连接部沿几何中心线的水平截面的两边和塔身的切线所形成的夹角θ与ε为20°～30°。

优选地，所述折烟板包括一上折板和一下折板，上折板和下折板通过一竖直板连接；上折板与塔壁的夹角α范围是45°～65°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

优选地，所述折烟板包括一上弧板和一下折板，上弧板和下折板通过一竖直板连接；上弧板与塔壁的夹角α范围是70°～90°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

优选地，所述折烟板包括一上弧板和一与上弧板连接的下折板；上弧板与塔壁的夹角α范围是70°～90°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

优选地，所述折烟板包括一上折板和一与上折板连接的下折板，上折板与塔壁的夹角α范围是30°～45°，下折板与塔壁的夹角范围β是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；且α+β≤90°；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

本实用新型由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)采用低阻力气流优化型吸收塔上部结构，减小了涡流区，优化了气流组织，有效地提高了烟气在塔上部及塔出口的气流分布效果。

(2)由于气流组织得以优化，减小了烟气流的阻损，从而降低了增压风机电耗。

(3)旋涡区域减小或消失后，烟气在截面上横向和纵向的气流分布不均匀度达到最小；

A.如果烟道出口是外置式除雾器，本实用新型的实施，会对下游除雾器的性能带来很大的优化，由于气流均匀，使除雾效果增加，减少了后部烟道的腐蚀，而且使除雾器工作在安全的流速范围内，有利于除雾器的长久运行和保持高的工作性能。

B.如果烟道出口是换热器，本实用新型的实施，会对换热器的性能带来很大的优化，由于气流均匀，使换热效果增加，有利于换热器保持高的工作性能。

(4)可以使烟道的出口结构和支撑结构得到有效的简化，从而降低了塔高，节省了钢材用量。

附图说明

图1为一种现有技术的吸收塔体上部结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为另一种现有技术的吸收塔体上部结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型的吸收塔体上部结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为本实用新型的折烟板的第一实施例的示意图；

图8为本实用新型的折烟板的第二实施例的示意图；

图9为本实用新型的折烟板的第三实施例的示意图；

图10为本实用新型的折烟板的第四实施例的示意图。

具体实施方式

如图5，6所示，其中1为原烟气进口，2为折烟板，3为净烟气出口，4为斜坡顶，5为吸收塔体。净烟气出口3设在吸收塔体的侧面，其上壁面与吸收塔的塔顶在同一水平面上。

将塔顶改为斜坡顶4，坡度的大小是通过数值模拟来优化选取的，其夹角γ范围：30°～45°；水平长度b范围：1/4塔直径～3/4塔直径。斜坡型顶部结构的设置，使A区的旋涡大为减少，烟气流动阻损减小。使净烟气出口3与塔顶在同一水平上，减少B区和C区的旋涡。在吸收塔内壁上位于净烟气出口3的下方设置一个折烟板2，折烟板2横向断面形状可以为梯形、圆弧型或者三角形，或者几种形状的组合，其纵向断面如图6所示呈扇形，扇形的圆周覆盖净烟气出口3的宽度，折烟板尺寸随塔直径而变，通过数值模拟计算来优化选取：其中α为折烟板的上折板(或上弧板)与塔壁的夹角，β为下折板与塔壁的夹角，k为折烟板的高度，e为折烟板的宽度。

如图7所示，折烟板的夹角α范围：45°～65°；夹角β范围：30°～45°；k≤2m；e≤1/4塔直径；

如图8所示，折烟板的夹角α范围：70°～90°；夹角β范围：30°～45°；k≤2m；e≤1/4塔直径；

如图9所示，折烟板的夹角α范围：70°～90°；夹角β范围：30°～45°；k≤2m；e≤1/4塔直径；

如图10所示，折烟板的夹角α范围：30°～45°；夹角β范围：30°～45°；k≤2m；α+β＜90°；e≤1/4塔直径。

采用折烟板可以使烟气平滑地流出吸收塔，减少了D区的旋涡。

如图6所示，净烟气出口3与吸收塔连接处的侧向采用渐缩型结构，其夹角θ与ε大小相等，范围：20°～30°；使E区和F区的旋涡也得以减少或消失。

实施例1：某处理烟气量为900000m³/h的烧结烟气脱硫装置，烟气温度为110~150℃，其中SO₂浓度为200～600mg/Nm³，HF浓度为20～100mg/Nm³，HCl浓度为60～180mg/Nm³，烟尘浓度为80～300mg/Nm³。吸收塔采用自主开发的喷射鼓泡型脱硫塔，吸收塔直径15m，浆液面高度为4.5m。吸收剂采用250目石灰石粉，制成15％wt的吸收剂浆液，***连续运行。原吸收塔采用平顶式结构，原烟气经过冷却后，进入吸收塔内各根喷气管，和浆液池中的浆液发生反应脱去SO₂后，净烟气从平顶式出口排出，除雾器放置在吸收塔出口外。改造方案：将原来平顶式的上部结构改为本实用新型的结构，斜坡顶仰角γ为45°，斜坡水平向长度b为4m；采用如图7所示的折烟板：夹角α＝60°；夹角β＝45°；k＝1.8m；e＝1.8m；净烟气出口与吸收塔连接处的侧向采用渐缩型结构，其夹角θ＝ε＝25°。改造后，经检测整个***的阻力下降了180Pa，除雾效果提高，经过除雾后的液滴含量由75mg/Nm³降低为60mg/Nm³。

实施例2：某处理烟气量为900000m³/h的烧结烟气脱硫装置，烟气温度为110~150℃，其中SO₂浓度为200～600mg/Nm³，HF浓度为20～100mg/Nm³，HCl浓度为60～180mg/Nm³，烟尘浓度为80～300mg/Nm³。吸收塔采用自主开发的喷射鼓泡型脱硫塔，吸收塔直径15m，浆液面高度为4.5m。吸收剂采用250目石灰石粉，制成15％wt的吸收剂浆液，***连续运行。原吸收塔采用平顶式结构，原烟气经过冷却后，进入吸收塔内各根喷气管，和浆液池中的浆液发生反应脱去SO₂后，净烟气从平顶式出口排出，除雾器放置在吸收塔出口外。改造方案：将原来平顶式的上部结构改为本实用新型的结构，斜坡顶仰角γ为45°，斜坡水平向长度b为4m；采如图8所示的折烟板：夹角α＝70°；夹角β＝45°；k＝1.8m；e＝1.8m；净烟气出口与吸收塔连接处的侧向采用渐缩型结构，其夹角θ＝ε＝25°。改造后，经检测整个***的阻力下降了200Pa，除雾效果提高，经过除雾后的液滴含量由75mg/Nm³降低为55mg/Nm³。

实施例3：某2台200MW小型烧结机组采用烟气脱硫装置，即2炉一塔，烟气总流量为1500000Nm³/h，烟气温度为130~140℃，其中SO₂浓度为2000～2500mg/Nm³，HF浓度为10～30mg/Nm³，HCl浓度为20～60mg/Nm³，烟尘浓度为100～150mg/Nm³。吸收塔采用鼓泡塔，吸收塔直径20m，浆液面高度为5m。吸收剂采用325目石灰石粉，制成15％wt的吸收剂浆液，***连续运行。原吸收塔采用平顶式结构，原烟气经过冷却后，进入吸收塔内各根喷气管，和浆液池中的浆液发生反应脱去SO₂后，净烟气从平顶式出口排出，除雾器放置在吸收塔出口外。改造方案：将原来平顶式的上部结构改为本实用新型的结构，斜坡顶仰角γ为30°，斜坡水平向长度b为6.9m；采用如图9所示的折烟板：夹角α＝75°；夹角β＝30°；k＝2m；净烟气出口与吸收塔连接处的侧向采用渐缩型结构，其夹角θ＝ε＝25°。改造后，经检测整个***的阻力下降了150Pa，除雾效果提高，经过除雾后的液滴含量由75mg/Nm³降低为65mg/Nm³。

实施例4：某台600MW烧结机组采用烟气脱硫装置，烟气总流量为2400000Nm³/h，烟气温度为130~145℃，其中SO₂浓度为2500～2800mg/Nm³，HF浓度为15～35mg/Nm³，HCl浓度为10～50mg/Nm³，烟尘浓度为100～200mg/Nm³。吸收塔采用鼓泡塔，吸收塔直径24.5m，浆液面高度为5.5m。吸收剂采用325目石灰石粉，制成15％wt的吸收剂浆液，***连续运行。原吸收塔采用平顶式结构，原烟气经过冷却后，进入吸收塔内各根喷气管，和浆液池中的浆液发生反应脱去SO₂后，净烟气从平顶式出口排出，除雾器放置在吸收塔出口外。改造方案：将原来平顶式的上部结构改为本实用新型的结构，斜坡顶仰角γ为30°，斜坡水平向长度b为8.5m；采用如图10所示的三角形折烟板：夹角α＝45°；夹角β＝30°；k＝2m；净烟气出口与吸收塔连接处的侧向采用渐缩型结构，其夹角θ＝ε＝25°。改造后，经检测整个***的阻力下降了170Pa，除雾效果提高，经过除雾后的液滴含量由75mg/Nm³降低为60mg/Nm³。

Claims (10)

1.一种吸收塔体上部结构，包括净烟气出口，其特征在于：所述吸收塔内壁上位于净烟气出口的下方安装一折烟板。

2.如权利要求2所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述塔顶与净烟气出口相对的一侧呈斜坡状。

3.如权利要求3所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述斜坡与水平面的夹角γ为30°～45°，其水平长度b为1/4塔直径～3/4塔直径。

4.如权利要求2或3所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述净烟气出口设在塔身的侧面，且与塔顶在同一水平面上。

5.如权利要求4所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述净烟气出口与塔身的连接部侧向呈渐缩形状。

6.如权利要求5所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述连接部沿几何中心线的水平截面的两边和塔身的切线所形成的夹角θ与ε为20°～30°。

7.如权利要求5或6所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述折烟板包括一上折板和一下折板，上折板和下折板通过一竖直板连接；上折板与塔壁的夹角α范围是45°～65°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

8.如权利要求5或6所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述折烟板包括一上弧板和一下折板，上弧板和下折板通过一竖直板连接；上弧板与塔壁的夹角α范围是70°～90°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

9.如权利要求5或6所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述折烟板包括一上弧板和一与上弧板连接的下折板；上弧板与塔壁的夹角α范围是70°～90°，下折板与塔壁的夹角β范围是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

10.如权利要求5或6所述的吸收塔体上部结构，其特征在于：所述折烟板包括一上折板和一与上折板连接的下折板，上折板与塔壁的夹角α范围是30°～45°，下折板与塔壁的夹角范围β是30°～45°，折烟板的高度k≤2m；且α+β≤90°；折烟板的宽度e≤1/4塔直径。

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