專利名稱：一種設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫凈化排放一體化設(shè)備，尤其涉及 從煙氣中回收硫氧化物生產(chǎn)有用產(chǎn)品的脫硫塔，屬于電力、冶金、環(huán)保和化工技術(shù)領(lǐng)域，尤 其適合煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以煤或石油為燃料的火力發(fā)電廠排放大量鍋爐煙道氣，經(jīng)過煙囪直接排向大氣。電廠鍋爐的排放煙囪高度在120 250m之間， 一般都采用鋼筋混泥土材料作為強(qiáng)度外殼。由于煙氣 中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等酸性氣態(tài)物質(zhì)，尤其其中的S03氣體，使得煙氣表現(xiàn)出酸 露點(diǎn)腐蝕性。煙氣的酸露點(diǎn)隨煙氣中S03和水汽含量增加而增加， 一般在100 15(TC之間。 為了確保煙氣排放過程中不出現(xiàn)酸露點(diǎn)腐蝕，從鍋爐系統(tǒng)出口，即通常的鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的 煙氣溫度比露點(diǎn)高15 25°C。但是，為了安全和設(shè)計(jì)保守起見，煙囪內(nèi)壁都需要內(nèi)襯保溫， 尤其是防腐材料，在與煙氣接觸的最里層襯以耐酸膠泥，次里層襯以耐酸磚。
隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，電廠或鍋爐都需要安裝煙氣脫硫裝置，且主流的煙氣脫硫技 術(shù)都是含水漿液洗滌吸收的方法，或稱為濕法，脫硫劑是堿性物質(zhì)，比如天然的石灰石，即 碳酸鈣，氧化鎂/碳酸鎂，氫氧化鈉/碳酸鈉，或者合成氨等，脫硫產(chǎn)品分別是石膏(二水硫酸 鈣晶體)，七水硫酸鎂晶體，硫酸鈉或硫酸銨。這些方法的一個(gè)共同點(diǎn)都是，脫硫尾氣排放溫 度低于酸露點(diǎn)腐蝕溫度，而且接近煙氣水飽和的水露點(diǎn)溫度，在40 60。C之間，盡管在脫硫 設(shè)備，通常稱為脫硫塔中，S03的脫除效率也很高，但是由于S03遇水會(huì)形成酸霧，不可能 100%去除，脫硫后的尾氣含有硫酸霧，仍然表現(xiàn)出明顯的腐蝕性。
現(xiàn)有的方法是對(duì)鍋爐原有煙囪進(jìn)一步實(shí)施防腐蝕處理，比如在原有的耐酸膠泥層再內(nèi)襯 防腐材料，增強(qiáng)其防腐蝕能力。對(duì)于新建機(jī)組，增強(qiáng)性防腐使施工周期大大延長(zhǎng)，而且增強(qiáng) 性防腐使煙囪建設(shè)費(fèi)用增加，后續(xù)維護(hù)和防腐材料更新的難度也很大。對(duì)于老機(jī)組，如果對(duì) 原有煙囪進(jìn)行新的防腐處理，施工難度大，施工周期長(zhǎng)，更關(guān)鍵的是，這對(duì)機(jī)組或鍋爐的生 產(chǎn)會(huì)造成較大影響，在實(shí)踐中缺乏應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是公開一種新型的設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫排 放一體化設(shè)備，尤其公開了一種從煙氣中回收硫氧化物的脫硫塔。它把煙氣凈化后，直接從 脫硫塔的煙氣出口連接的直立煙筒排放，使煙氣不需再經(jīng)原來的煙囪排放。因此，本實(shí)用新 型提到的直立煙筒，或者直排煙囪，或者直排煙筒，或者直排煙道，就是直接連接在煙氣脫 硫塔的煙氣出口，直接向大氣排放尾氣的構(gòu)件。安裝該構(gòu)件的脫硫塔可以直接排放凈化氣體。 這樣，原來的煙囪不再需要進(jìn)行防腐增強(qiáng)處理，甚至原來的煙囪被完全廢棄，克服了現(xiàn)有技 術(shù)存在的上述缺陷，并且其能耗低，凈化效率高。
本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)還在于，在脫硫塔內(nèi)部設(shè)置了填料段，用以高效去除經(jīng)過吸收液噴淋 洗滌和吸收凈化的煙氣中所夾帶的液沫，以確保凈化煙氣的排放指標(biāo)，尤其是保護(hù)排放煙氣 的直立煙筒中不結(jié)垢，因此，該填料段的主要功能是除沫，或除霧，也可稱為除沫器或除霧 器。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是在塔頂排放式脫硫塔體內(nèi)耦合設(shè)置了除沫器，簡(jiǎn)化了工藝流程，使設(shè)備更為緊湊，節(jié)省了占地面積，也可節(jié)省投資。
具體而言，本實(shí)用新型公開的煙氣脫硫塔是指如下設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫塔， 為圓筒形或方形的塔，其創(chuàng)新性設(shè)計(jì)還包括
塔體；
塔體上的煙氣進(jìn)口，位置在塔體中下部或者中下部至中上部之間，優(yōu)選中部； 塔體上的煙氣出口，位置在塔體上部或頂部，優(yōu)選頂部； 設(shè)置在煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間的塔體內(nèi)的填料段； 設(shè)置在煙氣進(jìn)口和填料段之間的塔體內(nèi)的噴淋段； 設(shè)置在煙氣進(jìn)口下部的位于塔體內(nèi)的鼓泡段；
設(shè)置在凈化煙氣出口之上，并與煙氣出口直接相連接的直立煙筒；而且， 所述塔體上的煙氣進(jìn)口的流通截面為矩形，或者近似矩形，并且所述矩形的短邊與長(zhǎng)邊 之比在0.25-0.5之間;
噴淋段中設(shè)置有煙氣分布器，吸收液噴淋器和液體壁流擋板；
鼓泡段中設(shè)置有空氣鼓泡器，和側(cè)進(jìn)軸攪拌器；
直立煙筒的橫截面為圓形、橢圓形、方形，或者矩形，
直立煙筒的橫截面積是塔體橫截面積的0.10~0.25倍，較好地在0.125 0.175m之間； 直立煙筒的高度在20~100m之間，較好地在30~70m之間； 其創(chuàng)新性特征還在于，
所述填料段包括兩層填料，填料層的下方或者下方設(shè)置有工藝水沖洗噴淋器，噴淋器包 括分布管和噴嘴，分布管與噴嘴相連接，分布管分為主管和支管，主管與支管相連接，主管 的內(nèi)徑為0.1 0.3m，支管的內(nèi)徑為0.05 0.15mm;
所述噴嘴數(shù)量為，在所述塔體的橫截面上，每0.5 2.0平方米布置1個(gè)噴嘴，噴嘴的噴 口內(nèi)徑為5 20mm，優(yōu)選為7 12mm;
所述填料層使用波紋狀塑料板片平行排列而成，片間距10~50mm，優(yōu)選為2(K35mm， 并且所述板片的厚度為1.0mm 5.0mm，優(yōu)選2.0mm 3.5mm，并且所述塑料板片采用玻璃纖 維增強(qiáng)的塑料制作。
本實(shí)用新型公開的煙氣凈化裝置按照如下方式操作
含有S02 (含量一般在500-15000mg/Nm3)， S03 (含量一般在10-300 mg/Nm3)， NOx (含 量一般在100-1000 mg/Nm3 )， HC1/HF (含量一般在10-100 mg/Nm3 )，塵(含量一般在50-500 mg/Nm3)等污染物，且溫度為100-160°C的煙氣，從煙氣進(jìn)口進(jìn)入脫硫塔，向上流經(jīng)噴淋段， 與從噴淋器噴淋下來的洗滌吸收液逆流接觸，發(fā)生氣-液兩相的傳質(zhì)、傳熱和液相中的化學(xué)反 應(yīng)，脫出以上污染物。在噴淋段，煙氣中的S02變?yōu)閬喠蛩猁}，S03變?yōu)榱蛩猁}，HC1變?yōu)?氯化物。這些強(qiáng)酸性污染物的脫出效率可達(dá)到95%。煙氣中的粉煤灰(塵)的脫出效率大于 60%-90%。煙氣被洗滌吸收液冷激，溫度降低到40-60°C。
洗滌吸收液為含有堿性脫硫劑、硫酸鹽及其結(jié)晶固體的漿狀水溶液，而且一般都是被硫 酸鹽飽和或過飽和的漿狀水混合物。
對(duì)于機(jī)組或鍋爐容量大，或者煙氣中S02濃度高的情況，如果采用溶解度極低的鈣原料 (鈣法)或鎂原料(鎂法)，洗滌液流量將十分巨大，現(xiàn)有的泵技術(shù)難以滿足大流量的要求， 通常采用多臺(tái)循環(huán)泵并聯(lián)的方法。尤其是，每一臺(tái)循環(huán)泵都對(duì)應(yīng)一套洗滌液進(jìn)口和洗滌液噴
淋器。因此，這種情況下，煙氣必須經(jīng)過多組噴淋器，再進(jìn)入填料段。
煙氣從噴淋段繼續(xù)向上進(jìn)入填料段，目的是除去從噴淋段帶來的液滴，或稱液沫，除沫 效率大于95%。填料段有兩層填料，每層填料上方都有一組噴水器，用以沖洗除沫填料上粘 附的同體，比如石膏，硫酸釹或硫酸鎂等，防止持續(xù)累積堵塞填料中的氣體通道。連續(xù)運(yùn)行 狀態(tài)卜'，卜'層填料的噴水器運(yùn)行，停車時(shí)，必須運(yùn)行上層填料的噴水器一段時(shí)間，優(yōu)選上、 下層填料的噴水器同時(shí)運(yùn)行1~5分鐘。
經(jīng)過填料段后的煙氣稱為凈化煙氣，通過凈化煙氣出口直接從直立煙筒排入大氣。
從噴淋段下來的洗滌吸收液，直接進(jìn)入位于脫硫塔底部的鼓泡段。在鼓泡段，吸收液經(jīng) 過空氣氧化后，亞硫酸鹽變?yōu)榱蛩猁}，并在過飽和情況下析出硫酸鹽品體。鼓泡段還充當(dāng)了 脫硫劑溶解槽的功能。 一般情況下，新鮮的脫硫劑比如粒度在250-325目以上的石灰石粉末 漿液，氧化鎂/碳酸鎂漿液，或液化氨/氣化氨/氨水，直接加到鼓泡段，與吸收液混合、溶解、 稀釋。鼓泡段還充當(dāng)了吸收液循環(huán)槽的作用，經(jīng)過脫硫塔外的循環(huán)泵不斷將含有脫硫劑的吸 收液輸送到噴淋段，不斷吸收煙氣中的污染物，尤其S02，再回到脫硫塔底部的鼓泡段。
同時(shí)也必須從鼓泡段不斷排除吸收液，進(jìn)入后續(xù)的硫酸鹽同體分離和加工設(shè)備，以獲得 脫硫產(chǎn)品，固體硫酸鹽。
由上述公開的技術(shù)方案可見，本實(shí)用新型的設(shè)有填料段的煙氣脫硫凈化排放一體化脫硫 塔包括了四個(gè)部分從下至上分別為鼓泡段、噴淋段、填料段和直立煙筒，使在脫硫塔脫出 煙氣中的污染物質(zhì)，尤其S02之后，凈化尾氣不經(jīng)過原來的鍋爐煙囪排放，從而避免了現(xiàn)有 技術(shù)需要對(duì)鍋爐煙囪增強(qiáng)防腐，進(jìn)而也不影響鍋爐或電力^常生產(chǎn)的問題，還節(jié)約了投資， 縮短了工期，并且可在較低的能耗下獲得較高的脫硫和凈化效率。


圖1為設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的塔頂排放式煙氣脫硫塔，為圓筒形的塔，包括
塔體(1);設(shè)置在塔體(1)下部的位于塔體內(nèi)的鼓泡段(2)，鼓泡段(2)屮設(shè)置有空 氣鼓泡器，和側(cè)進(jìn)軸攪拌器設(shè)置在塔體(1)中部的煙氣進(jìn)口 (3)，煙氣進(jìn)口 (3)的流通 截面為矩形，并目.所述矩形的短邊與長(zhǎng)邊之比在0.35;設(shè)置在塔體(1)中h部的位于塔體內(nèi) 的噴淋段(4)，噴淋段(4)中設(shè)置有煙氣分布器，吸收液噴淋器和液體壁流擋板，所述吸收 液噴淋器為2組；設(shè)置在塔體(1)頂部的凈化煙氣出口 (6);
設(shè)賈在凈化煙氣出口 (6)之上，并與煙氣出n (6)直接相連接的直立煙筒(7)，直立 煙筒(7)的橫截面積是圓形，并且從其進(jìn)氣口到其排氣口，橫截面積不斷減小，與塔體橫截 面積的比例從0.25減小到0.125倍，直立煙筒(7)的高度是55米；
所述填料段包括兩層填料，填料層的下方和上方都設(shè)置有工藝水沖洗噴淋器，噴淋器包 括分布管和噴嘴，分布管與噴嘴相連接，分布管分為主管和支管，主管與支管相連接，主管 的內(nèi)徑為0.2m，支管的內(nèi)徑為0.065mm;噴嘴數(shù)量為，在所述塔體的橫截面上，每1.0平方 米布置l個(gè)噴嘴，噴嘴的噴口內(nèi)徑為8mm;填料層使用波紋狀塑料板片平行排列而成，片間 距25mm，板片厚度為3.0mm，采用玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯塑料制作。
權(quán)利要求1、一種設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫塔，包括塔體，塔體上的煙氣進(jìn)口和煙氣出口，以及煙氣出口連接的直立煙筒，其特征在于，所述塔體內(nèi)部設(shè)置有填料段，并且所述填料段位于所述煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間的塔體內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述填料段包括兩層填料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述填料層的下方設(shè)置有工藝水沖 洗噴淋器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述填料層的上方設(shè)置有工藝水沖 洗噴淋器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述噴淋器包括分布管和噴嘴， 分布管與噴嘴相連接，噴嘴為螺旋噴嘴。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述分布管分為主管和支管，主管 與支管相連接，主管的內(nèi)徑為0.1 0.3m，支管的內(nèi)徑為0.05 0.15mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述噴嘴的數(shù)量為，在所述塔體的 橫截面上，每0.5 2.0平方米布置1個(gè)噴嘴。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述噴嘴的噴口內(nèi)徑為5 20mm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述填料層使用波紋狀塑料板片平 行排列而成，片間距10 50mm，并且所述板片的厚度為2.0mm 3.5mm。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的煙氣脫硫塔，其特征在于，所述塑料板片采用玻璃纖維增強(qiáng) 的塑料制作。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種設(shè)有填料段的塔頂排放式煙氣脫硫塔，包括塔體，設(shè)置在塔體上的煙氣進(jìn)口和煙氣出口，及在煙氣出口上方的直立煙筒，可以使煙氣在脫硫塔體內(nèi)脫硫凈化后，尤其回收其中的硫氧化物生產(chǎn)硫酸鹽產(chǎn)品后直接從直立煙筒排放，其創(chuàng)新特征在于塔體內(nèi)設(shè)置的用以高效去除煙氣夾帶的液沫，以確保凈化煙氣的排放指標(biāo)，尤其是保護(hù)直立煙筒中不結(jié)垢的填料段，即除沫器。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是在塔頂排放式脫硫塔體內(nèi)耦合設(shè)置了除沫器，簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)省了占地面積，也節(jié)省了投資。
文檔編號(hào)B01D53/78GK201179413SQ20082005548
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者婁愛娟 申請(qǐng)人:婁愛娟