本实用新型专利技术属于环境保护领域,公开了一种文氏棒液柱塔烟气脱硫除尘装置,其特征在于:在烟气进口上部与液柱喷射装置之间设置有一层或多层文氏棒层,该文氏棒层覆盖塔横截面,由一组或多组按设定间距排布的耐腐蚀、有足够机械强度的金属或非金属固体实心棒或空心管组件构成。当烟气通过该文氏棒层,使塔内气流分布趋于均匀、可产生“液包气”的高效鼓泡传质,且文氏棒层还有“自洁”功能,阻力小、不结垢;不仅可有效的脱除烟气中粉尘,进行一次脱硫反应,还可使烟气与喷射液柱接触的二次脱硫反应更加充分。与相同塔径尺寸的普通液柱塔相比,该装置的传质效率可提高20~30%,气体处理量可增加15~20%,液气比可降低20~30%,而压降仅增加100~300Pa,具有除尘脱硫效率高、操作液气比低、占地小,投资省、运行费用低、废水排放少等综合优势,适用于各种烟气的脱硫除尘,特别适用于石油催化裂化装置再生烟气等高温、高尘或高硫烟气的治理。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
一种文氏棒液柱塔
本专利技术涉及一种烟气除尘脱硫一体化治理装置,具体涉及一种将液柱喷流洗涤吸收与文氏棒层均化烟气分布和气液鼓泡流化强化传质协同耦合的湿法烟气除尘脱硫装置。
技术介绍
湿法烟气脱硫除尘是目前工业炉窑烟气粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放控制的主要手段,在烟气脱硫市场上约占80%以上。按所采用的脱硫剂区分,常用的工艺有石灰石/石灰-石膏法、镁法、钠法、双碱法、氨法等十多种,并且经过多年的研宄和应用开发,大部分工艺已趋于成熟。设备方面,已形成了喷淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱塔以及双循环塔、复合塔等数种各具特色的湿法烟气脱硫吸收塔。其中,喷淋空塔内部构件少、气阻低、不易结垢、运行周期长,但脱硫效率受气流分布不均的影响较大,且浆液循环泵的能耗大;填料塔传质效率高,但容易被堵塞,气阻大,需要定时清洗更新填料,维修费用高;喷射鼓泡塔传质效率高,但存在吸收过程动力消耗大、烟气温度降低多、设备需作防腐处理、占地面积也较大的缺点。液柱塔采用喷嘴由下向上喷射,形成一个个液柱喷泉,液柱顶端速度为零,液体伞形下落,下落的液滴与上喷的液滴相撞形成更细的液滴,从而增加气液接触表面;吸收液上喷时湍动,加速S02吸收与除尘;烟气被液体射流卷吸,增加气液混合;因而,脱硫效率高,循环泵数少,设备投资低,且结构简单易于维护,处理气量大,不易结垢。但实际应用显示,普通液柱塔的脱硫效率并不高,通常只有70?90%,且循环液量较大、操作费用也不低,对烟气负荷变化的适应能力也较差。 为克服普通液柱塔的缺陷,提高液柱塔的脱硫除尘效率,国内外主要从以下两方面进行改进:(I)采用双塔或单塔双循环来增加气液接触,提高脱硫效率。如日本三菱公司在开发了液柱喷射塔之后又设计了双接触、顺逆流、组合式液柱塔,使烟气先在吸收塔的左半部与吸收液液柱逆流接触,然后再在右半部与吸收液顺流接触;或先顺流接触再逆流接触。显然双塔设计将增大占地面积、设备投资和操作成本。清华大学等则提出了单塔双级液柱喷射(如中国专利CN1282625A),这也会使塔高大幅增加,增加循环泵电耗及操作成本。(2)改善塔内气、液分布,减少“短路”,增加气液接触。普通液柱塔内气液分布并不均匀。为使烟气与浆液充分均匀接触,需使各喷嘴喷射的液柱高度一致且对塔全截面覆盖均匀。故中国专利CN1795965A公开了从进口到出口管径逐渐变小并双向交错布置的喷液管道设计;CN101564641A公开了一种置于喷浆管内部用于调节液体喷射高度的均流板设计,以消除液柱喷射高度不一致对脱硫率的影响。中国专利CN202983508U则提供了一种多级多尺度喷射的液柱塔设计,即在一个液体分布器上设置若干个喷射高度不一的液柱,形成多层、液滴分级增大的喷淋。这些专利对液柱喷射作了改进,但基本未改变进塔烟气分布的不均匀性;此外,液柱喷射高度增加必然使循环泵能耗增加。为改善进塔烟气分布,中国专利CN2691692Y公开了一种液柱鼓泡式湿式烟气脱硫装置,其特征是在烟气进口与浆液喷射装置之间增设了一层多孔托盘使进塔的烟气均布并在托盘上形成鼓泡传质以去除一部分飞灰并进行一次脱硫,烟气再与喷射液柱进行二次脱硫,从而提高系统的脱硫效率。该专利方案可较好地解决进塔烟气分布不均问题,并增加一次托盘鼓泡接触提高脱硫率,但多孔托盘将增加结垢与堵塞风险,应用上将会受到一些限制。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种结构相对简单、不结垢堵塞,脱硫除尘效率高、液气比较小、且投资省、运行费用低的液柱喷射与文氏棒层相结合的湿法烟气脱硫除尘装置。 所谓文氏棒层,即由按一定间距排布的固体实心棒或空心管构成的覆盖流体流通截面的棒排或管排(本说明书以下不再区分棒与管,统一称为棒)。由于棒排中棒间隙通道是减缩渐扩的,流体流过该棒排层时,会产生文丘里过流效应,故称这种覆盖塔横截面的棒排为文氏棒层。 为实现此目的,本专利技术的技术方案是:在液柱塔内设置文氏棒层,构成一种液柱喷射与文氏棒层协同耦合的烟气脱硫除尘装置(简称文氏棒液柱塔脱硫除尘装置),从下向上依次为吸收液循环氧化池、烟气进口段、烟气净化段和除雾段。其特征在于:烟气净化段底部内设置有至少一层文氏棒层和中部设置至少一层液柱喷射装置; 其中所述及的一层文氏棒层为由一块或多块按设定间距排布的耐腐蚀、有足够机械强度的金属或非金属固体实心棒或空心管排构成,覆盖塔全部横截面的棒层。该文氏棒层至少一层,优选为两层,设置在位于烟气进口段上部与液体喷射装置之间; 其中所述及的液柱喷射装置至少有一层可覆盖塔全截面的液柱喷头,优选为两层液柱喷头,通过液体分配管路与循环液泵、吸收液循环氧化池相连。 本专利技术的液柱喷射与文氏棒层协同耦合的烟气除尘脱硫装置的工作流程及工作原理是: 热烟气从烟气入口管道进入脱硫塔,与按照设定棒间距排列的文氏棒层相遇,烟气受到棒的阻挡,从减缩渐扩的两园棒间隙通道通过,产生所谓的“文氏管”过流效应:一使棒层后烟气重新分布,接近均匀的“平推流”,减少烟气“短路”,改善气液接触;二由于棒层处烟气对下落液体的托举,可在棒层上表面形成高湍动的液体薄层,产生高效的“液包气”鼓泡流化传质;三由于棒间隙气速高、湍动大,对棒层有“自清洁”作用,加之棒截面为光滑园形,不易结垢;从而大大提高烟气降温、除尘及一次脱硫、脱酸等效果。同时液柱喷射回落的液体在棒层处被烟气托举,形成鼓泡流化,从而大大延长气液接触时间和吸收液的利用率。烟气离开棒层后进一步上行与喷射液柱完成二次液柱塔脱硫除尘,由于已经过了文氏棒层的一次处理,烟气湿度已接近饱和、温度低,含尘少,因而该二次脱硫反应比普通液柱塔中更接近最佳反应条件,反应更加充分,故可获得更高的装置脱硫除尘效率,净化后的烟气最终经除雾后从净化烟气出口排出。 [0011 ] 与现有技术相比,本专利技术的优点及有益效果在于:本专利技术在烟气进口段上部设置至少一层的文氏棒层,利用文丘里效应使进气流接近均布,减少气体“短路”、提高了气液接触;在文氏棒层上表面形成高湍动的液体薄层,在一个塔内引入了 “液包气”的高效鼓泡流态化接触,使液柱喷射吸收与鼓泡流化吸收有机结合,实现了协同耦合,从而大大提高了脱硫除尘效率。同时由于吸收液停留时间延长、利用率提高,还可降低操作液气比、降低塔高,有效减少运行费用。另外,文氏棒层结构简单,安装维修方便,操作中具有“自洁”作用,不结垢和堵塞。本专利技术较好的克服了液柱喷射塔的缺点,且保留并发扬了液柱喷射塔的优点,具有优良的综合性能。实验表明,与普通液柱喷射塔相比,在相同塔径尺寸下,本专利技术的传质效率可提高20?30%,气体处理量可增加15?20%,液气比可降低20?30%,而压降仅增加100?300Pa。 【附图说明】 为更加清楚表达本专利技术的目的、技术方案和优点,下面将结合附图对本专利技术作进一步的描述,其中: 图1为本专利技术的液柱喷射与文氏棒层耦合的烟气脱硫除尘装置示意图。 图中的标记与其指代的部件的对应关系为:1、吸收液循环池,2、烟气进口管道,3、烟气进口段,4、文氏棒层,5、烟气净化段,6、液柱喷射装置,7、除雾段,8、净化烟气出口,9、液柱喷头,10、循环液泵 图2为整体式文氏棒层示意图。 图3为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种文氏棒液柱塔,从下向上依次为吸收液循环氧化池、烟气进口段、烟气净化段和除雾段,其特征是:在烟气净化段的底部设置有一层或多层文氏棒层;在烟气净化段中,文氏棒层上方设置有液柱喷射装置;该文氏棒层由一块或多块按设定间距排布的耐腐蚀、有足够机械强度的金属或非金属固体实心棒或空心管排构成,覆盖塔全截面。
【技术特征摘要】
1.一种文氏棒液柱塔,从下向上依次为吸收液循环氧化池、烟气进口段、烟气净化段和除雾段,其特征是:在烟气净化段的底部设置有一层或多层文氏棒层;在烟气净化段中,文氏棒层上方设置有液柱喷射装置;该文氏棒层由一块或多块按设定间距排布的耐腐蚀、有足够机械强度的金属或非金属固体实心棒或空心管排构成,覆盖塔全截面。2.按照权利要求1所述的文氏棒液柱塔,其特征在于,文氏棒层由一块或多块水平布置的文氏棒组件构成,每块文氏棒组件中棒间距可以相同,也可以不同,棒间距按棒层的通气率确定;棒层的通气率为...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙建辰,
申请(专利权)人:孙建辰,
类型:新型
国别省市:北京;11
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