CN105169924A - 一种带提效栅板的湿法脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带提效栅板的湿法脱硫装置，包括塔体，塔体上设置有锥形烟气出口、除雾器、喷淋层、烟气入口、浆池、氧化设备以及搅拌泵，锥形烟气出口下方设置有除雾器，除雾器下方设置有均匀开孔方式的均匀开孔提效栅板，均匀开孔提效栅板下方为喷淋层，喷第一层喷淋层下方1.5m处，设置有边壁非均匀开孔布置的非均匀开孔提效栅板，第三层喷淋层下方设置有左右侧非均匀开孔布置的左右侧非均匀开孔提效栅板，提效栅板下方为烟道入口，烟道入口下方设有浆池，浆池中部设有氧化设备，浆池一侧下部设有搅拌泵。相对现有技术，本发明能强制均匀塔内流场、强化气液湍动、强化吸收，脱硫效率高，除尘效率高；提高吸收剂的溶解速率，降低液气比，降低电耗，操作弹性强，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种穿流式栅板，具体涉及一种带提效栅板的湿法脱硫装置。
背景技术
我国雾霾现象频发，燃煤电站排放的二氧化硫、烟尘等污染物是造成雾霾现象的主要因素之一。环保部提出了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》(发改能源[2014]2093号文)，要求燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限制，即基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫排放浓度分别不高于10mg/Nm3、35mg/Nm3。其中，部分重点区域及地方政府按照最新环保要求，进一步提出了超低排放改造要求，即要求燃煤发电机组大气污染排放浓度限值，烟尘不高于5mg/Nm3，二氧化硫不高于35mg/Nm3的要求。
在国内80％以上燃煤发电机组采用石灰石-石膏法湿式装置去除烟气中的二氧化硫，该装置以空塔喷淋方式为主的湿法脱硫吸收塔。该装置烟气进入吸收塔后直接与喷淋层喷出的浆液进行接触、反应，烟气在空塔中由于单入口的原因，会在塔内形成不均匀的低速区和高速区，低速区烟气量小，浆液量大，浆液吸收不完全；高速区，烟气量大、浆液量小，容易产生烟气中二氧化硫、尘等污染物逃逸，同时高速烟气能将液滴携带更高，会冲刷除雾器，造成除雾器堵塞和腐蚀。同时，该装置气液接触面积小，需通过提高液气比来实现较高的脱硫效率。同时，该装置的除尘效率仅为50％，尤其是PM2.5去除效率小于40％；同时，该装置脱硫效率仅为95％，难以达到97％以上，在实际工程运行中未有超低排放要求的成功案例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强制均匀塔内流场、强化气液湍动、强化吸收，提高吸收剂的溶解速率，降低液气比，降低电耗，操作弹性强，适用范围广的带提效栅板的湿法脱硫装置。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带提效栅板的湿法脱硫装置，包括塔体，塔体采用空塔喷淋脱硫塔，塔体上设置有锥形烟气出口、除雾器、喷淋层、烟气入口、浆池、氧化设备以及搅拌泵，锥形烟气出口下方连接除雾器，除雾器下方500mm处，设置有均匀开孔方式的均匀开孔提效栅板，均匀开孔提效栅板下方为喷淋层，喷淋层分为第一层喷淋层、第二层喷淋层以及第三层喷淋层，第一层喷淋层下方1.5m处，设置有边壁非均匀开孔布置的非均匀开孔提效栅板，第三层喷淋层下方设有设置有左右侧非均匀开孔布置的左右侧非均匀开孔提效栅板，提效栅板下方为烟道入口，烟道入口下方设有浆池，浆池中部设有氧化设备，浆池一侧下部设有搅拌泵。
作为上述技术的进一步改进，所述提效栅板包括栅板和承液挡板，栅板的开孔率为20％～70％；承液挡板为100～500mm，持液高度为0～500mm。
作为上述技术的进一步改进，所述栅板开孔方式为栅缝或栅孔，栅缝由扁钢条焊制而成，栅缝的宽度为不小于15mm，长度不小于40mm，缝端间距不小于10mm，栅缝直径不小于15mm；栅孔为由钢板冲出的条型缝隙。
作为上述技术的进一步改进，所述的栅板加固方式包括使用筋板或支撑梁进行加固的方式。
作为上述技术的进一步改进，所述提效栅板采用防磨损耐腐蚀强度高的材料制成，制作材料包括但不限于合金或玻璃钢或FRP材料。
作为上述技术的进一步改进，所述提效栅板在塔体内安装在烟气入口上方不低于500mm，第一层喷淋层下方不低于1.5m处，至少安装一层，提效栅板开孔方式为均匀开孔，或为非均匀开孔方式，非均匀开孔方式为远离烟道入口区域开孔率较密为20％～40％，靠近烟道入口区域开孔率较疏为40％～70％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、提效栅板的功能在于可采用栅缝或栅孔开孔，开孔率范围可为20％～70％，可适应脱硫装置入口二氧化硫浓度为不大于6000mg/Nm3、烟尘浓度不大于100mg/Nm3的烟气，操作弹性强；2、采用适流场开孔方式，即根据流场分布差异性进行开孔，可强制均布塔内速度分布至速度离散偏差不大于15％，尤其能消除塔壁的偏流或高速区；3、该装置能承载0～500mm的浆液量，能增加不小于2S的浆液停留时间，提高吸收剂的溶解速率，从而降低液气比，降低电耗；4、该装置能使烟气通过栅缝时加速，能强制分散浆液，使浆液形成高速小液滴，强化气液湍动，提高气液接触面积，脱硫效率为97％～99％；能提高气固接触面积和气固接触的惯性碰撞动能，提高除尘效率，尤其可使PM2.5去除效率达到60％～100％；5、该装置能适用于二氧化硫小于35mg/Nm3，烟尘小于5mg/Nm3的超低排放项目的新建或改造，能适用于燃煤电厂、工业锅炉、化工行业等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的提效栅板三维效果图A；
图3是本发明的提效栅板三维效果图B；
图4是本发明的提效栅板栅缝开孔方式示意图；
图5是本发明的提效栅板栅孔开孔方式示意图；
图6是本发明的左右侧非均匀开孔提效栅板的左右侧非均匀开孔布置示意图；
图7是本发明的非均匀开孔提效栅板的边壁非均匀开孔布置示意图；
图8是本发明的均匀开孔提效栅板的均匀开孔布置示意图。
附图中，1-烟气出口；2-除雾器；3-均匀开孔提效栅板；4-喷淋层；5-边壁非均匀开孔提效栅板；6-左右侧非均匀开孔提效栅板；7-烟气入口；8-浆池；9-氧化设备；10-搅拌泵、11-提效栅板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
如图1所示，一种带提效栅板的湿法脱硫装置，包括塔体，塔体采用空塔喷淋脱硫塔，塔体上设置有锥形烟气出口1、除雾器2、喷淋层4、烟气入口7、浆池8、氧化设备9以及搅拌泵10，锥形烟气出口1下方连接除雾器2，除雾器2下方500mm处，设置有均匀开孔方式的均匀开孔提效栅板3，均匀开孔提效栅板3下方为喷淋层4，喷淋层4分为第一层喷淋层、第二层喷淋层以及第三层喷淋层，第一层喷淋层下方1.5m处，设置有边壁非均匀开孔布置的非均匀开孔提效栅板5，第三层喷淋层下方设有设置有左右侧非均匀开孔布置的左右侧非均匀开孔提效栅板6，左右侧非均匀开孔提效栅板6下方为烟道入口7，烟道入口7下方设有浆池8，浆池8中部设有氧化设备9，浆池8一侧下部设有搅拌泵10，其中，均匀开孔提效栅板3、非均匀开孔提效栅板5以及左右侧非均匀开孔提效栅板6组构成提效栅板11。
本发明工作时，经过除尘的不低于85℃的原烟气由脱硫装置的烟道入口7进入，在脱硫装置中自下向上运动，用于吸收烟气中二氧化硫、捕集烟尘的浆液通过喷淋层4，自上向下喷出，与原烟气逆流接触，左右侧非均匀开孔方式的左右侧非均匀开孔提效栅板6能承载0～500mm的浆液，原烟气经过左右侧非均匀开孔提效栅板6的栅缝或栅孔时，烟气速度变高，此时能使浆液激起大量液滴并形成液泡，一方面较小的液滴随着烟气向上运动，形成喷射层，喷射高度一般不小于1m，另一方面较重的液滴落到栅板上，在此过程中，浆液形成了具有一定速度的小液滴，增大了烟气与浆液接触的湍动能，提高了气液接触面积，增大了脱硫效率；形成的小液滴和液泡，提高了气固接触面积和气固接触的惯性碰撞动能，同时能提高除尘效率，尤其是PM2.5的烟尘颗粒，左右侧非均匀开孔的左右侧非均匀开孔提效栅板6可适应该脱硫装置的单烟道入口进气流场偏差，使原烟气通过左右侧非均匀开孔提效栅板6后，塔内截面的烟气速度离散偏差值小于15％，以保证均匀的烟气与喷淋层4的浆液匹配接触，烟气继续向上运动通过喷淋层4到达边壁非均匀开孔的非均匀开孔提效栅板5，该装置采用边壁非均匀开孔方式，可将边壁流速大、携带浆液量高烟气向中心聚拢，以防止污染物边壁逃逸；还可增加浆液的停留时间不小于2S，吸收二氧化硫的浆液pH不大于4.5，有利于提高吸收剂的溶解率，从而能在同等液气比下吸收更多的二氧化硫，从而降低液气比，降低电耗。烟气经过浆液洗涤后通过喷淋层4继续向上运动，到达均匀开孔方式的均匀开孔提效栅板3，该装置能强制均匀因烟气与液滴强烈扰动后的烟气流场，烟气通过该装置后，塔内截面的烟气速度离散偏差可小于15％，符合除雾器的入射流场要求，有利于除雾器2发挥最大的去液滴能力，以保证22微米以上的液滴95％去除，使脱硫装置出口的烟气携带量小于30mg/Nm3。通过净化后的烟气从锥形烟道出口1排出，锥形烟气出口1能有效的减缓90°弯头产生的流场偏流，以减缓烟道出口对除雾器流场的影响。
如图2、3、4所示，栅板的开孔率为20％～70％，承液挡板为100～500mm，持液高度为0～500mm。所述的栅板开孔方式可为栅缝，栅缝由扁钢条焊制。栅缝的宽度为不小于15mm，长度不小于40，缝端间距不小于10mm。所述的栅板开孔方式可为栅孔，栅孔由钢板冲出条型缝隙，栅缝的宽度不小于15mm，长度不小于40，缝端间距不小于10mm，栅缝直径不小于15mm。
如图5所示，为左右侧非均匀开孔方式的左右侧非均匀开孔提效栅板6，远离烟道入口区域开孔率较密为20％～40％，靠近烟道入口区域开孔率较疏为40％～70％；能有效消除烟气偏流效益，离散浆液，强化湍动能，强化传质、传热。
如图6所示，为边壁侧非均匀开孔方式的非均匀开孔提效栅板5，远离烟道入口区域开孔率较密为20％～40％，靠近烟道入口区域开孔率较疏为40％～70％。能增加浆液停留时间，能有效的消除边壁偏流效应，替代聚气环作用。
如图7所示，为均匀开孔方式，开孔率50％～70％；能强制均布塔内截面速度离散偏差小于15％。
左右侧非均匀开孔提效栅板6采用耐酸防腐的材料制作，由于采用优质材料，具有耐酸性、防腐蚀性，避免了以往的小部件发生点腐蚀现象的产生。
烟气入口二氧化硫浓度为不大于6000mg/Nm3、烟尘浓度不大于100mg/Nm3，入口烟温90～120℃，脱硫装置采用三层提效栅板，4层喷淋层，三级屋脊式除雾器2，液气比不大于15L/m3，塔内流速不大于4m/s，阻力不大于2500Pa，脱硫装置出口二氧化硫浓度不大于35mg/Nm3、烟尘不大于5mg/Nm3。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种带提效栅板的湿法脱硫装置，包括塔体，塔体采用空塔喷淋脱硫塔，塔体上设置有锥形烟气出口、除雾器、喷淋层、烟气入口、浆池、氧化设备以及搅拌泵，其特征在于，锥形烟气出口下方设置有除雾器，除雾器下方500mm处，设置有均匀开孔方式的均匀开孔提效栅板，均匀开孔提效栅板下方为喷淋层，喷淋层分为第一层喷淋层、第二层喷淋层以及第三层喷淋层，第一层喷淋层下方1.5m处，设置有边壁非均匀开孔布置的非均匀开孔提效栅板，第三层喷淋层下方设有设置有左右侧非均匀开孔布置的左右侧非均匀开孔提效栅板，提效栅板下方为烟道入口，烟道入口下方设有浆池，浆池中部设有氧化设备，浆池一侧下部设有搅拌泵。
2.如权利要求1所示的带提效栅板的脱硫装置，其特征在于，所述提效栅板包括栅板和承液挡板，栅板的开孔率为20％～70％；承液挡板为100～500mm，持液高度为0～500mm。
3.根据权利要求1所述的带提效栅板的湿法脱硫装置，其特征在于，所述栅板开孔方式为栅缝或栅孔，栅缝由扁钢条焊制而成，栅缝的宽度为不小于15mm，长度不小于40mm，缝端间距不小于10mm，栅缝直径不小于15mm；栅孔为由钢板冲出的条型缝隙。
4.根据权利要求1所述的带提效栅板的湿法脱硫装置，其特征在于，所述的栅板加固方式包括使用筋板或支撑梁进行加固的方式。
5.根据权利要求1所述的带提效栅板的湿法脱硫装置，其特征在于，所述提效栅板采用防磨损耐腐蚀强度高的材料制成，制作材料包括但不限于合金或玻璃钢或FRP材料。
6.根据权利要求1所述的带提效栅板的湿法脱硫装置，其特征在于，所述提效栅板在塔体内安装在烟气入口上方不低于500mm，第一层喷淋层下方不低于1.5m处，至少安装一层，提效栅板开孔方式为均匀开孔，或为非均匀开孔方式，非均匀开孔方式为远离烟道入口区域开孔率较密为20％～40％，靠近烟道入口区域开孔率较疏为40％～70％。
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