一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，包括：一塔體，一位于塔體底部的氧化槽，其中氧化槽中放置有硫酸銨漿液；一與所述氧化槽連接的漿液母管，一與所述漿液母管連接的噴射支管，該噴射支管深入塔體內(nèi)部，且噴射支管上固定有噴嘴，該噴嘴朝向塔體頂部方向；以及一連接所述塔體側部的原煙氣進口，該原煙氣進口的水平軸線比所述噴射支管的水平軸線高。該吸收塔結構簡單，噴嘴型式單一，氣液傳質(zhì)效率高，維護操作方便。
【專利說明】
一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔
技術領域
[0001]本實用新型屬于氨法脫硫技術領域，具體涉及一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔。
【背景技術】
[0002]近年來，我國國民經(jīng)濟得到了飛速發(fā)展，相應的能源消耗也以每年10%的速度增加。能源消耗，尤其是煤炭能源消耗成為我國大氣污染的主要來源，燃煤鍋爐排放的302嚴重地污染了我們賴以生存的環(huán)境，削減和控制鍋爐煙氣中SO2的排放是我國面臨的嚴峻挑占戈。
[0003]目前，世界上的脫硫技術多達數(shù)百種，已經(jīng)工業(yè)化的也有十多種。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術是目前市場占有率最高的脫硫技術，這種脫硫方法投資較大，要消耗大量的石灰石資源，且產(chǎn)生脫硫廢水和大量的副產(chǎn)品石膏。但因其副產(chǎn)品石膏品質(zhì)低，用途不大，多數(shù)只能填埋拋棄，造成二次污染，導致該技術的運行成本較高、經(jīng)濟性較低。而氨法脫硫技術以其脫硫效率高、無廢水排放、副產(chǎn)品硫酸銨價值大、無二次污染、經(jīng)濟性較好等優(yōu)勢逐漸成為市場占有率僅次于石灰石-石膏濕法脫硫技術的工藝。
[0004]吸收塔是煙氣脫硫裝置的核心設備，其結構設計優(yōu)劣直接影響裝置的脫硫效率。常見的脫硫塔形式有噴淋空塔、填料塔、噴射鼓泡塔、液注塔等。其中噴淋空塔脫硫效率受氣流分布不均的影響較大，而且噴淋循環(huán)栗的能耗大。填料塔容易被堵塞，需要定時沖洗更新填料，維護費用高。噴射鼓泡塔存在吸收過程動力消耗大、煙氣溫度降低太多等缺點。液柱式吸收塔是一種較新的脫硫塔形式，它結構簡單、制造成本低、易于維護控制、效率高、防結垢，很好的解決了傳統(tǒng)吸收塔存在的問題。液柱式吸收塔在石灰石-石膏脫硫工藝中已經(jīng)得到了廣泛應用，目前在氨法脫硫工藝中，普遍采用的仍然是噴淋空塔或者噴淋塔與填料相結合的塔型。
[0005]從以上分析可以看出，在氨法脫硫工藝中，液柱式吸收塔是一種非常有應用前景的塔型。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，該吸收塔結構簡單，噴嘴型式單一，氣液傳質(zhì)效率高，維護操作方便。
[0007]為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0008]—種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，包括:
[0009]一塔體，
[0010]一位于塔體底部的氧化槽，其中氧化槽中放置有硫酸銨漿液；
[0011 ] 一與所述氧化槽連接的漿液母管，
[0012]—與所述漿液母管連接的噴射支管，該噴射支管深入塔體內(nèi)部，且噴射支管上固定有噴嘴，該噴嘴朝向塔體頂部方向；
[0013]以及一連接所述塔體側部的原煙氣進口，該原煙氣進口的水平軸線比所述噴射支管的水平軸線高。
[0014]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述原煙氣進口與所述噴射支管間距為0.5?Im，噴射支管與氧化槽液面間距為I?1.5m。
[0015]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述噴嘴的直徑為30±5mm，噴射速度為2m/s，噴射壓力為0.2MPa，噴嘴噴射出的漿液粒徑為3000 ± ΙΟμπι。
[0016]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述噴嘴噴射的漿液與煙氣體積比取3?5:1，其中吸收漿液流量單位為L/h，煙氣流量單位為m3/h。
[0017]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述氧化槽中的漿液質(zhì)量濃度為15?20%。
[0018]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述漿液母管與氧化槽連接的管路之間設置有若干循環(huán)栗，該循環(huán)栗用以將位于底部氧化槽內(nèi)的硫酸銨漿液送至漿液母管內(nèi)。
[0019]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述塔體頂部設置有凈煙氣出口。
[0020]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述塔體的上方還環(huán)繞設置有除霧器。
[0021]通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0022]本實用新型的液柱式吸收塔是在氧化槽上部安裝向上噴射的噴嘴，循環(huán)栗將硫酸銨漿液送至噴漿母管、支管，再由支管上安裝的噴嘴噴出，在漿液上升和下落過程中與煙氣進行兩次接觸，具有結構簡單，使用方便的特點。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0025]圖2為本實用新型的嗔嘴布置不意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0027]參照圖1，一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，包括:一塔體，一位于塔體底部的氧化槽3，其中氧化槽3中放置有硫酸銨漿液;一與所述氧化槽連接的漿液母管，一與所述漿液母管連接的噴射支管4，該噴射支管深入塔體內(nèi)部，且噴射支管上固定有噴嘴5，該噴嘴5朝向塔體頂部方向；以及一連接所述塔體側部的原煙氣進口，該原煙氣進口的水平軸線比所述噴射支管的水平軸線高。氧化槽中漿液質(zhì)量濃度為15?20%。
[0028]進一步地，所述漿液母管與氧化槽3連接的管路之間設置有若干循環(huán)栗I，該循環(huán)栗I用以將位于底部的氧化槽3內(nèi)的硫酸銨漿液送至漿液母管內(nèi)；且在塔體頂部設置有凈煙氣出口，而塔體的上方還環(huán)繞設置有除霧器。
[0029]所有循環(huán)栗I共用一條漿液母管2，循環(huán)栗I將氧化槽3中的硫酸銨漿液通過漿液母管2分配到各噴射支管4，各噴射支管再將漿液分配到噴嘴5，原煙氣從吸收塔下部進入塔內(nèi)，首先與向上噴射的漿液液柱6進行順流接觸，氣液兩相在塔內(nèi)完成第一流程的傳質(zhì)與吸收反應，漿液液柱6到達噴射最高點后散開形成下落的液滴，與煙氣進行逆流接觸，氣液兩相在塔內(nèi)完成第二流程的傳質(zhì)與吸收反應。
[0030]所述噴射支管4在吸收塔內(nèi)等間距布置且由同一漿液母管2引出，漿液噴嘴5等間距布置在噴射支管4上，噴嘴間距滿足各噴嘴噴出的漿液液柱重疊交叉，覆蓋面積達200 %以上;其中原煙氣進口與所述噴射支管間距為0.5?lm，噴射支管與氧化槽液面間距為I?1.5m ο
[0031 ] 一般地，噴嘴的直徑為30 土 5mm，噴射速度為2m/s，噴射壓力為0.2MPa，噴嘴噴射出的液滴粒徑為3000 ± ΙΟμπι。
[0032]噴嘴合理布置，使得噴出的漿液液柱重疊交叉，覆蓋面積(所有噴嘴噴射形成的漿液液柱的總橫截面積與吸收塔橫截面積的比值，下同)達200%以上，無煙氣逃逸。
[0033]噴嘴噴射的漿液量可根據(jù)實際煙氣量、脫硫效率及煙氣中SO2濃度，選取合適的吸收漿液流量與煙氣體積比計算得到。通常吸收漿液與煙氣體積比取3?5:1 (吸收漿液流量單位為L/h，煙氣流量單位為m3/h)。
[0034]噴嘴噴射的漿液液柱高度一般根據(jù)實際情況通過工藝計算得出，通常在噴射支管與除霧器之間留4m左右的高度。
[0035]該吸收塔的具體特點如下:
[0036]I)脫硫效率高。液柱式吸收塔內(nèi)，漿液噴射噴嘴布置在氧化槽上部，其布置位置略低于煙氣入口，煙氣從脫硫塔的下部進入塔內(nèi)，先與向上噴射的漿液液柱順流接觸，漿液柱到達最高點后散開形成下落的液滴，再與煙氣自上而下逆流接觸。在整個脫硫塔吸收區(qū)內(nèi)，液滴的破碎和凝聚一直發(fā)生，新表面不斷產(chǎn)生。
[0037]此外，液柱式吸收塔的吸收區(qū)域較噴淋塔高，抵消了低煙氣流速帶來的影響，使其在接觸時間上更占優(yōu)勢。液柱式吸收塔內(nèi)的液滴湍動程度高，氣液交織沒有明顯的接觸界面。大液滴的優(yōu)勢在于內(nèi)部流動較快，在散落、碰撞、破碎的過程中氣液接觸界面不斷更新。新產(chǎn)生表面的吸收能力非常強，這能夠大大促進SO2的吸收，提高脫硫效率，通常液柱式吸收塔的脫硫效率可達95%以上。
[0038]2)除塵效率高。液柱式吸收塔結構簡單，內(nèi)部元件較少，對煙氣的含塵量沒有要求，并且塔體自身具有較高的粉塵處理能力，噴嘴孔徑較大，不易堵塞，而且整個塔內(nèi)吸收區(qū)域為空塔，降低了塔內(nèi)結垢堵塞的風險。
[0039]3)鍋爐負荷變動適應性強。液柱式吸收塔采用母管制配置，幾臺循環(huán)栗并聯(lián)布置，循環(huán)栗將氧化槽中的循環(huán)漿液送至噴漿母管中，再分散到各個平行支管中由噴嘴向上噴出。當鍋爐負荷變化時，只需通過啟、停循環(huán)栗的數(shù)量來調(diào)節(jié)噴射液柱的高度，就可以相應改變脫硫負荷。
[0040]4)電耗低。液柱式吸收塔噴漿管布置在吸收塔底部，噴漿管和噴嘴采用低位布置，而且大口徑噴嘴無需背壓，循環(huán)栗揚程大大降低，電耗相對較低。
[0041 ] 5)吸收塔高度低。液柱式吸收塔中煙氣與噴射漿液為雙接觸，其塔高大大低于常規(guī)的單向流塔型，而且液柱式吸收塔內(nèi)采用簡單的I?2層噴漿管道，避免了噴淋塔多層復雜的噴淋層布置，大大降低了吸收塔的總體高度。
[0042]6)塔內(nèi)構造簡單，易于維護，可靠性高。液柱式吸收塔內(nèi)結構非常簡單，煙氣從下部進入吸收塔后直接進入噴淋層，無任何其他設備，塔體基本可以實現(xiàn)無垢運行。同時，噴漿管布置在塔體下部，噴嘴通過螺栓與噴漿管連接，垂直向上安裝，檢修非常方便。
[0043]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，包括: 一塔體， 一位于塔體底部的氧化槽，其中氧化槽中放置有硫酸銨漿液； 一與所述氧化槽連接的漿液母管， 一與所述漿液母管連接的噴射支管，該噴射支管深入塔體內(nèi)部，且噴射支管上固定有噴嘴，該噴嘴朝向塔體頂部方向； 以及一連接所述塔體側部的原煙氣進口，該原煙氣進口的水平軸線比所述噴射支管的水平軸線高。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，所述原煙氣進口與所述噴射支管間距為0.5?lm，噴射支管與氧化槽液面間距為I?1.5m。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，所述噴嘴的直徑為30 ± 5mm。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，所述漿液母管與氧化槽連接的管路之間設置有若干循環(huán)栗，該循環(huán)栗用以將位于底部氧化槽內(nèi)的硫酸銨漿液送至漿液母管內(nèi)。5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，所述塔體頂部設置有凈煙氣出口。6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于氨法脫硫工藝的液柱式吸收塔，其特征在于，所述塔體的上方還環(huán)繞設置有除霧器。
【文檔編號】B01D53/50GK205495330SQ201620081366
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】李碧云, 王江輝, 楊國華, 呂文豪, 陳艷艷, 王永波, 夏金松
【申請人】西安航天源動力工程有限公司