專利名稱：一種y型吸收板塔及用其進(jìn)行煙氣脫硫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Y型吸收板塔及用其進(jìn)行煙氣脫硫的方法。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用在化工、環(huán)保領(lǐng)域的氣液接觸反應(yīng)的塔型主要有噴淋塔、鼓泡塔、篩板塔坐寸O
噴淋塔主要為噴淋空塔，塔內(nèi)布設(shè)有若干噴嘴，多層布置，這種塔型應(yīng)用最廣，特點是技術(shù)成熟，投資費(fèi)用低，但反應(yīng)效率不高，能耗較大。
托盤塔/穿流塔是噴淋塔的衍生塔型，在噴淋層的下部鋪設(shè)多孔托盤，增加氣液接觸反應(yīng)時間，氣、液均從開孔中流過，這種塔型技術(shù)相對成熟，反應(yīng)效率比噴淋空塔高，液氣比有所降低；但托盤的阻力較大，氣液流態(tài)不穩(wěn)，與噴淋空塔相比技術(shù)及成本優(yōu)勢并不明顯。
鼓泡塔的代表是日本的CT121型鼓泡塔，專利號為ZL200810226157. O的中國發(fā)明專利公開了一種用于脫除污染氣體中的酸性氣體的鼓泡塔，其包括塔體；設(shè)置在塔體的上部的用于通入污染氣體的進(jìn)氣口 ；位于所述進(jìn)氣口下方的用于噴淋液體的一層或多層噴淋母管，其中在每個噴淋母管上設(shè)置有許多噴嘴；位于所述的噴淋母管下方的隔板；位于隔板下方并且一端浸沒在液體中的噴射管；穿過所述的隔板并且其一端位于隔板下方的用于加入或補(bǔ)充液體的補(bǔ)液管；設(shè)置在塔體的中下部并且與塔體的側(cè)壁連通的除霧器和設(shè)置在除霧器之后的用于排出凈化后的氣體的排氣口 ；一端伸入液體中的用于通入氧化氣的氧化風(fēng)管；用于攪拌液體的攪拌器；設(shè)置在塔體的下部用于排出塔內(nèi)液體的排液管，任選地該排液管與用于加快液體排出的排漿泵連通。
鼓泡塔的特點是吸收反應(yīng)效率高，設(shè)備少，但占地面積較大，系統(tǒng)阻力達(dá)到了 3000Pa以上，運(yùn)行費(fèi)用較高。
篩板塔是一種成熟塔型，主要應(yīng)用在化工領(lǐng)域，例如專利號為ZL201120559568. 9 的中國實用新型專利公開了一種用于燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫的篩板塔，屬于資源與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，裝置包括吸收塔，吸收塔上設(shè)有煙氣入口、煙氣出口和脫硫劑入口，吸收塔內(nèi)從上自下依次設(shè)有除霧層、噴淋層、篩板和漿池，脫硫劑入口位于煙氣入口上方，篩板位于脫硫劑入口和煙氣入口之間，篩板上方設(shè)有溢流堰，溢流堰將篩板分為溢流區(qū)和氣液接觸區(qū)，篩板的篩孔設(shè)于氣液接觸區(qū)，氣液接觸區(qū)位于篩板靠近脫硫劑入口的一側(cè)，溢流區(qū)下方設(shè)有溢流管。
篩板塔的特點是吸收效率高，技術(shù)成熟，采取多層布置，阻力較大，由于篩孔較小， 使用含固量較大的漿液時易發(fā)生堵塞。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種Y型吸收板塔及用其進(jìn)行煙氣脫硫的方法，解決現(xiàn)有吸收塔占地面積大、能耗聞、易堵塞的問題。
一種Y型吸收板塔，包括塔體、位于塔體頂部的煙氣出口、位于煙氣出口下方的噴淋層和位于塔體下部的煙氣入口，所述噴淋層與煙氣入口之間設(shè)有覆蓋所述塔體的橫截面的Y型隔離器，所述Y型隔離器包括若干個緊鄰布置的基礎(chǔ)單元，
所述基礎(chǔ)單元包括兩塊橫跨所述塔體橫截面且底部相向傾斜的條形孔板、與兩塊所述條形孔板底邊相連且沿條形孔板長度方向緊鄰布置的若干個集液斗、以及與所述集液斗底部連通的降液管，
所述塔體外壁上且與Y型隔離器位置對應(yīng)處設(shè)有至少一個與塔體連通的液層高度控制器。
本發(fā)明的塔體內(nèi)安裝有單層隔離器，隔離器由若干條形多孔吸收板組成，條形孔板與附屬的集液斗、降液管組成的基礎(chǔ)單元其截面形狀似Y型，故稱Y型吸收板塔。
優(yōu)選地，所述降液管的底部開口為喇叭口。
集液斗主要收集噴淋液體以及從條形孔板斜面上流下的液體，與降液管一起呈方形漏斗狀，沿兩塊條形孔板的底部緊鄰布置，數(shù)量根據(jù)條形孔板長度定義；降液管尾部為擴(kuò)散喇叭口狀。沿兩塊長條孔板底部布置的集液斗、降液管與兩塊孔板一起構(gòu)成一個基礎(chǔ)單元。根據(jù)吸收塔面積與形狀的不同，Y型隔離器由若干個基礎(chǔ)單元組成，在塔內(nèi)布設(shè)時只需鋪設(shè)少量單向橫梁，安裝便利、成本節(jié)省，并且減小了對氣流的阻擋。
Y型隔離器密集分布的降液管自流形成洗滌層，液體通過降液管尾部的擴(kuò)散喇叭口形成一定的散射角度以覆蓋吸收塔塔體整個截面，與煙氣入口進(jìn)入的含硫煙氣進(jìn)行初步接觸反應(yīng)，其脫硫效率為25 32% ;對煙氣進(jìn)行降溫，使煙氣中水蒸氣飽和，防止在Y型隔離器底面形成干濕交界面導(dǎo)致結(jié)垢。Y型隔離器液層底部的液體通過集液斗及降液管持續(xù)排至下方，增強(qiáng)了液層上下的新舊交替，保證液層的反應(yīng)活性。
優(yōu)選地，所述條形孔板與水平面的夾角為45 60°。
所述條形孔板與水平面的夾角更優(yōu)選為60°。條形孔板橫置，短邊傾斜并與水平面夾角呈60°，每兩塊條形孔板按照V型布置且相互呈60°夾角。
優(yōu)選地，所述條形孔板的寬度為80 150mm,更優(yōu)選為100mm。
優(yōu)選地，所述條形孔板的開孔孔徑為10 15mm，開孔率為10 20%;開孔孔徑更優(yōu)選為12mm，開孔率更優(yōu)選為17.6%，開孔為圓形，圓孔采用正三角形方式布置，即相鄰三個孔之間的間距相同，孔間距優(yōu)選設(shè)定為25mm，即t 2. I (t =孔間距/孔徑)，根據(jù)實際情況t可設(shè)定在I. 2 3之間。
優(yōu)選地，兩塊所述條形孔板的底邊間距為15 50mm，更優(yōu)選為25mm。
Y型隔離器的條形孔板采用傾斜方式布置，孔板面積總和相當(dāng)于吸收塔塔體截面積的I. 6倍，單塊條形孔板開孔率達(dá)到17. 6%時，Y型隔離器的煙氣過流面即達(dá)到28%;傾斜布置的條形孔板對煙氣進(jìn)行導(dǎo)流，干態(tài)下的阻力損失為400Pa以下；條形孔板上下間距最大的孔之間高程差僅為65mm，將液層壓力差對氣流造成的阻力影響降至合理范圍，確保了氣流分布均勻。
傳統(tǒng)塔型的氣液接觸大多為正向逆流接觸，相互沖擊強(qiáng)烈，是氣液相接觸后流態(tài)失穩(wěn)、分布不勻的重要誘因。本發(fā)明采用傾斜布置的條形孔板，液體沿條形孔板斜面流向集液斗，煙氣沿開孔斜向進(jìn)入，氣液接觸角度< 120°，形成的泡沫層更穩(wěn)定；傾斜布置的條形孔板對氣流產(chǎn)生導(dǎo)流作用，氣流穿過圓孔后呈曲線上升態(tài)勢，在液層中停留時間更長，反應(yīng)更充分，經(jīng)過Y型隔離器接觸反應(yīng)后煙氣中的二氧化硫脫除率達(dá)到了 92 98%。
優(yōu)選地，所述噴淋層與Y型隔離器之間的距離為I 3m，設(shè)置數(shù)量為單層或多層。 噴淋層噴入的液體流量根據(jù)實際情況設(shè)計。
優(yōu)選地，所述液層高度控制器包括 與Y型隔離器頂面處的塔體連通的水平分流管、設(shè)置在水平分流管底部用于控制水平分流管內(nèi)腔開度的控制插板、以及連通水平分流管尾部與塔體下部的溢流管。
更優(yōu)選地，所述水平分流管的上方設(shè)有控制手輪，所述控制手輪通過螺桿與所述控制插板連接。方便對控制插板的調(diào)節(jié)。
所述的液層高度控制器用來控制Y型隔離器上部的液層高度，噴淋下來的部分液體通過Y型隔離器的降液管流下，其他液體需通過液層高度控制器持續(xù)、穩(wěn)定的溢流進(jìn)入吸收塔塔釜，液層高度維持不變；通過液層高度控制器內(nèi)控制插板的高度調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)液層的溢流位置高低，從而達(dá)到調(diào)整液層高度的目的。
液體經(jīng)控制器進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的溢流以保證液層高度維持不變，煙氣量降低時，調(diào)節(jié)控制器插板至低位以降低液層高度，保證孔板不發(fā)生漏液現(xiàn)象，降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗；煙氣量提聞時，調(diào)聞液層聞度防止液泛及串流現(xiàn)象的發(fā)生，提聞脫硫效率，確保了較大的操作彈性。
溢流管通入塔釜中下部，依靠塔釜自身的液位高度形成的壓力防止氣體通過。根據(jù)Y型隔離器面積的大小液層高度控制器可沿隔離器周邊布置多個，以保證液層高度均勻。作為一種優(yōu)選，液層高度控制器與煙氣量進(jìn)行聯(lián)動以實現(xiàn)自動化控制。
所述的吸收塔截面可以是方形或圓形，作為一種優(yōu)選，吸收塔截面積< 20m2時，采用方形截面吸收塔，有利于布置Y型隔離器，增大截面利用率；吸收塔截面積> 20m2時，采用圓形截面吸收塔，以保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。吸收塔截面積按空塔氣速為4 6m/s進(jìn)行設(shè)計。
本發(fā)明還提供了一種利用所述的Y型吸收板塔進(jìn)行煙氣脫硫的方法，包括
由噴淋層噴淋的漿液富集在條形孔板處，一部分從降液管流出，在降液管的出口處形成洗滌層，與由煙氣入口通入的煙氣接觸反應(yīng)，一部分沉積在條形孔板上形成液層與穿過條形孔板的煙氣進(jìn)行吸收反應(yīng)，液層的高度由液層高度控制器調(diào)節(jié)；
所述煙氣由煙氣入口通入塔體內(nèi)，與Y型隔離器的降液管流下的漿液進(jìn)行初步反應(yīng)，然后穿過Y型隔離器的條形孔板進(jìn)入條形孔板處的液層內(nèi)與液層進(jìn)行吸收反應(yīng)，最后穿過液層進(jìn)入噴淋層下方，繼續(xù)與噴淋層噴淋下的漿液吸收進(jìn)行吸收反應(yīng)，最后經(jīng)煙氣出口排出。
本發(fā)明的有益效果
傳統(tǒng)的噴淋空塔、篩板塔、托盤塔(穿流塔)、CT121等吸收塔塔型，各有不足之處與應(yīng)用局限性。傳統(tǒng)的噴淋空塔液氣比大，吸收塔高度高，塔徑大；篩板塔在使用含固量較高的漿液時易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，操作彈性低，氣量變動會導(dǎo)致液泛或漏液現(xiàn)象發(fā)生；托盤塔 (穿流塔)當(dāng)截面積較大時托盤上氣流分布不均勻，易發(fā)生氣、液往復(fù)波動現(xiàn)象；CT121占地面積大，阻力高，設(shè)計難度高。
本發(fā)明的吸收塔較常規(guī)吸收塔占地面積減小近30%，相同處理能力的情況下，塔高降低3 5m，液氣比相當(dāng)于傳統(tǒng)噴淋洗滌技術(shù)的25 33%，全塔阻力控制在1600Pa以下，Y型隔離器開孔較大，能夠適應(yīng)含固量25%以下的漿液，長期穩(wěn)定運(yùn)行而不發(fā)生堵塞現(xiàn)象。本發(fā)明的吸收塔不僅適用于新建工程，同時適用于有操作余量的改建項目，減少項目投資及運(yùn)營成本。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的俯視圖。
圖3為發(fā)明Y型隔離器沿圖I所示的A向視圖。
圖4為本發(fā)明條形孔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明吸收塔的流態(tài)分布示意圖。
圖中所示附圖標(biāo)記如下
I、基礎(chǔ)單元，2、條形孔板，3、集液斗，4、降液管，5、水平分流管，6、控制插板，7、控制手輪，8、溢流管，9、安裝接口底邊，10、煙氣入口，11、入口空間，12、噴淋空間，13、噴淋層， 14、噴頭，15、出口空間，16、自流洗滌層，17、液層，18、塔體。
具體實施方式
如圖I所示，一種Y型吸收板塔,包括塔體18，本實施方式中，塔體18的橫截面為方形，塔體18內(nèi)靠近頂部處設(shè)置噴淋層13，噴淋層13由母管和設(shè)置在母管上的若干噴頭 14組成，噴淋層13根據(jù)需要可以設(shè)置為單層或多層；噴淋層13上方形成出口空間15，出口空間15頂部為煙氣出口(圖中為示出)；在噴淋層13下方2m處設(shè)置Y型隔離器，Y型隔離器與噴淋層13之間的空間為噴淋空間12 ;在￥型隔離器以下的塔壁上設(shè)置煙氣入口 10，煙氣入口 10與Y型隔離器之間的空間為入口空間11 ;在入口空間11的下部為塔體18的塔釜；在塔體18外壁與Y型隔離器位置對應(yīng)處設(shè)置液層高度控制器，本實施方式中，液層高度控制器設(shè)置為I個。
如圖I 3所示，Y型隔離器覆蓋塔體18的整個橫截面，由若干個基礎(chǔ)單元I (圖 2中的虛線框部分)緊鄰排布組成，每個基礎(chǔ)單元I包括兩塊底部相向傾斜的條形孔板2、 與兩塊條形孔板2的底邊連接的集液斗3和與集液斗3底部連通的降液管4。
條形孔板2為基礎(chǔ)單元I的主要部件，結(jié)構(gòu)如圖4所示，本實施方式中，為寬度為 IOOmm的鋼板，長度根據(jù)實際情況定義，適應(yīng)塔體18的寬度，保證橫快整個塔體18的橫截面，板上開有4排孔徑為12mm的圓孔,孔間距為25mm,兩排圓孔錯開布置,相鄰三個圓孔間距同為25mm,開孔率為17. 6%
如圖3所示，每個基礎(chǔ)單元I中，兩塊條形孔板2橫置，短邊傾斜并與水平面之間呈60°夾角，呈V型布置，，兩塊板之間呈60°夾角，兩塊條形孔板2底邊之間的間距為 25mm,沿條形孔板2的長度方向，緊鄰布置若干個集液斗3，集液斗3的上邊緣與兩塊板的底邊緊密連接，在每個集液斗3的底部連通一根降液管4，漿液管4向塔釜方向延伸，尾部為擴(kuò)散喇叭口，集液斗3和降液管4 一起構(gòu)成方形漏斗狀。
如圖I、圖2所示，在塔體18外壁上且與Y型隔離器位置對應(yīng)處設(shè)置一個液層高度控制器，在Y型隔離器上方的塔壁上設(shè)置一個開口，該開口的底邊與Y型隔離器的頂面齊平，在塔體18外壁設(shè)置一個與該開口連通的水平分流管5，水平分流管5的安裝接口底邊9與條形孔板2的底邊齊平，水平分流管5的尾部通過一根溢流管8與塔釜的中下部連通。
在水平分流管5的底部設(shè)置一個控制插板6，控制插板6沿豎直向穿過管壁插入水平分流管5中，控制插板6的上沿位于水平分流管5的內(nèi)腔中，在水平分流管5的上方管壁上設(shè)置一個控制手輪7，控制手輪7通過一根伸入內(nèi)腔內(nèi)的螺桿與控制插板6的上沿連接， 旋轉(zhuǎn)控制手輪7調(diào)節(jié)控制插板6的上沿在內(nèi)腔中的高度，調(diào)節(jié)內(nèi)腔的開度，達(dá)到控制Y型隔離器中液層上液層的高度。
如圖5所示，為發(fā)明吸收塔中的流態(tài)示意圖，煙氣自煙氣入口 11進(jìn)入塔體18內(nèi)， 自下而上運(yùn)動，液體自噴淋層13噴入塔體18內(nèi)，自上而下落到Y(jié)型隔離器上并形成一定高度的液層17，部分液體經(jīng)集液斗3收集后由降液管4尾部呈傘狀排下形成自流洗滌層16， 自流洗滌層16對入口空間11內(nèi)的煙氣進(jìn)行降溫與一次接觸，煙氣經(jīng)一次接觸后上升至各個條形孔板2下方，由于條形孔板2過流面積遠(yuǎn)小于塔體18截面積，煙氣流速增大并高速穿過條形孔板2上的圓孔，托住液層17防止液體從圓孔下落，煙氣與液層17進(jìn)行二次接觸反應(yīng)后進(jìn)入噴淋空間12，并在噴淋空間12與噴淋液體進(jìn)行三次接觸反應(yīng)后上升至出口空間15，最后由煙氣出口排出。
運(yùn)行過程中根據(jù)實際工況需求對液層17的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，由液層高度控制器進(jìn)行控制，旋轉(zhuǎn)控制手輪7調(diào)節(jié)控制插板6的高度，液體需跨過控制插板6的上沿進(jìn)行溢流， 控制插板6高度越高，液層17高度越高，反之既降低，溢流液體進(jìn)入溢流管8后導(dǎo)入塔體18 的塔釜底部。應(yīng)用例
某電廠1父130^11燃煤鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)，標(biāo)況煙氣量為17萬^113/11，入口煙氣溫度130°C，入口二氧化硫濃度4000 5000mg/Nm3，采用本發(fā)明吸收塔，塔截面為方形，面積11m2，塔高16m，采用單層噴淋，噴淋量為680m3/h，滿負(fù)荷狀態(tài)下全塔阻力1500Pa，運(yùn)行近一年，平均脫硫效率為98. 5嘛檢修周期為6000h，運(yùn)行費(fèi)用較常規(guī)噴淋空塔技術(shù)降低9 16%。權(quán)利要求
1.一種Y型吸收板塔，包括塔體、位于塔體頂部的煙氣出口、位于煙氣出口下方的噴淋層和位于塔體下部的煙氣入口，其特征在于，所述噴淋層與煙氣入口之間設(shè)有覆蓋所述塔體的橫截面的Y型隔離器，所述Y型隔離器包括若干個緊鄰布置的基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元包括兩塊橫跨所述塔體橫截面且底部相向傾斜的條形孔板、與兩塊所述條形孔板底邊相連且沿條形孔板長度方向緊鄰布置的若干個集液斗、以及與所述集液斗底部連通的降液管，所述塔體外壁上且與Y型隔離器位置對應(yīng)處設(shè)有至少一個與塔體連通的液層高度控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述降液管的底部開口為喇叭□。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述條形孔板與水平面的夾角為45 60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述條形孔板的寬度為80 150mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述條形孔板的開孔孔徑為10 15mm，開孔率為10 20 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的Y型吸收板塔，其特征在于，兩塊所述條形孔板的底邊間距為15 50mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述噴淋層與Y型隔離器之間的距離為I 3m，設(shè)置數(shù)量為單層或多層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任一權(quán)利要求所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述液層高度控制器包括與Y型隔離器頂面處的塔體連通的水平分流管、設(shè)置在水平分流管底部用于控制水平分流管內(nèi)腔開度的控制插板、以及連通水平分流管尾部與塔體下部的溢流管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的Y型吸收板塔，其特征在于，所述水平分流管的上方設(shè)有控制手輪，所述控制手輪通過螺桿與所述控制插板連接。
10.一種利用權(quán)利要求I所述的Y型吸收板塔進(jìn)行煙氣脫硫的方法，其特征在于，包括由噴淋層噴淋的漿液富集在條形孔板處，一部分從降液管流出，在降液管的出口處形成洗滌層，與由煙氣入口通入的煙氣接觸反應(yīng)，一部分沉積在條形孔板上形成液層與穿過條形孔板的煙氣進(jìn)行吸收反應(yīng)，液層的高度由液層高度控制器調(diào)節(jié)；所述煙氣由煙氣入口通入塔體內(nèi)，與Y型隔離器的降液管流下的漿液進(jìn)行初步反應(yīng)，然后穿過Y型隔離器的條形孔板進(jìn)入條形孔板處的液層內(nèi)與液層進(jìn)行吸收反應(yīng)，最后穿過液層進(jìn)入噴淋層下方，繼續(xù)與噴淋層噴淋下的漿液吸收進(jìn)行吸收反應(yīng)，最后經(jīng)煙氣出口排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Y型吸收板塔及用其進(jìn)行煙氣脫硫的方法，Y型吸收板塔包括塔體、位于塔體頂部的煙氣出口、位于煙氣出口下方的噴淋層和位于塔體下部的煙氣入口，噴淋層與煙氣入口之間設(shè)有覆蓋塔體橫截面的Y型隔離器，Y型隔離器包括若干個緊鄰布置的基礎(chǔ)單元，基礎(chǔ)單元包括兩塊橫跨塔體橫截面且底部相向傾斜的條形孔板、與兩塊條形孔板底邊相連且沿條形孔板長度方向緊鄰布置的若干個集液斗、以及與集液斗底部連通的降液管，塔體外壁上且與Y型隔離器位置對應(yīng)處設(shè)有至少一個與塔體連通的液層高度控制器。本發(fā)明的吸收塔較常規(guī)吸收塔占地面積小、高度低、脫硫效率高且脫硫能耗低。
文檔編號B01D53/50GK102921288SQ201210426269
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者莫建松, 夏純潔, 程常杰, 吳忠標(biāo) 申請人:浙江天藍(lán)環(huán)保技術(shù)股份有限公司