沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件、其设计方法、和脱硫除尘装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，该构件包含多个模块区，多个模块区中的至少两个的孔隙均匀度是不同的。通过上述模块化设计，可以灵活地调节非均匀流场，最终实现烟气中二氧化硫和粉尘的充分脱除，达到超低排放目标。放目标。

【技术实现步骤摘要】
沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件、其设计方法、和脱硫除尘装置


[0001]本专利技术涉及烟气净化领域，具体涉及一种沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件、其设计方法、和一种脱硫除尘装置。

技术介绍

[0002]在用于燃煤烟气净化处理的喷淋式脱硫吸收塔中，使脱硫浆液与烟气相遇并混合反应，实现烟气的脱硫除尘。
[0003]已经使用了沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件来促进烟气与脱硫浆液的混合和反应。沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件是多孔的传质构件。当烟气通过沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件时，将自激发形成沸腾式泡沫层，增加了气液接触面积和湍流强度，增强了二氧化硫与浆液的传质效果。通过泡沫对其内部颗粒的惯性和扩散捕集作用，提高了粉尘颗粒与液相表面碰撞粘附几率，实现对细颗粒粉尘的高效脱除。
[0004]目前，对燃煤烟气污染物治理的要求不断提高，超低排放已逐渐成为主流。由于超低排放推广时间短，已应用机组多为优质煤，同时机组实际运行煤种与设计煤种相差大，因此传统传质构件在高硫高灰劣质煤机组上应用时投资大、运行成本高，而且超低排放效果不明显。为尝试实现超低排放，已提出的方案包括增加吸收塔喷淋层数，加大浆液循环量；增设壁环，减少烟气走廊；增加传质构件层数等。增加吸收塔喷淋层数和加大浆液循环量的缺点为运行成本高。增设壁环和减少烟气走廊的缺点为效果不明显。增加传质构件层数的缺点包括增大了吸收塔内烟气阻力，运行成本高；而且不同机组内流场分布不同，均质的传质构件整流作用较差，适用性不强。
[0005]已提出了一种双孔型传质构件，其采用两种不同孔径的间隔周期设置的孔来组成传质构件中的孔阵列，并且通过在吸收塔中多层堆叠这样的孔阵列来形成传质构件。
[0006]对于沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，仍存在发展的需要。

技术实现思路

[0007]在一个方面，本专利技术提供一种沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，所述传质构件为板状体，包括多个沿板厚度方向延伸的通孔，其特征在于，
[0008]所述传质构件在板平面中包含多个模块区，每个模块区由多个相同的正方形区组成，每个所述通孔在一个正方形区内，
[0009]其中，所述多个模块区中的至少两个的孔隙均匀度是不同的，
[0010]每个模块区的所述孔隙均匀度由下式计算：
[0011][0012]在式(I)中，X表示模块区的孔隙均匀度，n表示模块区中的正方形区的个数且为大于1的整数，ε
i
表示第i个正方形区的通孔覆盖率，ε表示模块区中的平均通孔覆盖率。
[0013]优选地，所述孔隙均匀度的范围为0.85≤X≤0.95。
[0014]优选地，所述正方形区的边长a为28mm至42mm。
[0015]优选地，每个模块区的面积范围为1m2至2m2。
[0016]优选地，所述板状体的厚度范围为3mm至5mm。
[0017]优选地，所述通孔为与所述正方形区同心的圆形通孔。
[0018]在另一个方面，本专利技术提供一种设计上述传质构件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0019]步骤1：模拟地在吸收塔内设置一层传质构件；
[0020]步骤2：进行吸收塔内的流场分布的模拟计算；
[0021]步骤3：将步骤2中模拟计算得到的流场与目标流场比较，若达标则结束设计，若未达标则进行步骤4；
[0022]步骤4：模拟地调节流场不达标区域的模块区的孔隙均匀度，随后再次进行步骤2。
[0023]优选地，在步骤1中，模拟设置的一层传质构件的各模块区的孔隙均匀度均为1。
[0024]优选地，在步骤4中，在模拟调节过程中设定平均通孔覆盖率恒定。
[0025]在又一个方面，本专利技术提供一种脱硫除尘装置，其特征在于，所述脱硫除尘装置包括：
[0026]脱硫吸收塔；和
[0027]仅一个设置在所述脱硫吸收塔中的传质构件，所述传质构件是上述传质构件。
附图说明
[0028]图1示意性地示出了一个模块区中不均匀的通孔分布。
[0029]图2示出了在吸收塔内不同模块区的分布。
具体实施方式
[0030]现有的沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，无论是单孔型还是周期排布的双孔型，在吸收塔内的同一横截面内都是均质的。换言之，在该横截面的不同区域中，传质构件的通孔布置方式都是相同的。然而，吸收塔横截面内不同区域的流场差别可能很大。因此，均质的传质构件适用性不强。
[0031]另外，现有的沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件的设计参数包括：通孔孔径、孔分布图案和间距、传质构件的层数等。然而，专利技术人发现，工程实际中，当使用上述设计参数进行传质构件结构设计时，针对吸收塔内的不同的非均匀流场，需对每个参数进行调节，调节原则以试凑为主，因此设计过程复杂，导致对沸腾效果进行优化变得困难。
[0032]本专利技术提供一种非均质沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，根据不同机组流场分布，分区设置非均质沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，采用单层非均质沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件实现高硫高灰劣质煤高效低成本超低排放。本专利技术还提出了适用于本专利技术传质构件的非均质结构表征参数以便于进行设计。
[0033]具体地，本专利技术提供一种沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，所述传质构件为板状体，包括多个沿板厚度方向延伸的通孔，其特征在于，
[0034]所述传质构件在板平面中包含多个模块区，每个模块区由多个相同的正方形区组成，每个所述通孔在一个正方形区内，
[0035]其中，所述多个模块区中的至少两个的孔隙均匀度是不同的，
[0036]每个模块区的所述孔隙均匀度由下式计算：
[0037][0038]在式(I)中，X表示模块区的孔隙均匀度，n表示模块区中的正方形区的个数且为大于1的整数，ε
i
表示第i个正方形区的通孔覆盖率，ε表示模块区中的平均通孔覆盖率。
[0039]本专利技术的传质构件为一板状体，并且包括多个沿板厚度方向延伸的通孔。正如常规的传质构件，在使用时，板状体安装在脱硫吸收塔中，并且板平面与塔的横截面平行。烟气从塔底通入，吸收浆液则从传质构件上方通入，例如向下喷淋。这样，在传质构件的通孔处，上升的烟气将形成沸腾式泡沫层。
[0040]与常规的传质构件不同，本专利技术的传质构件在板平面中包含多个构造有区别的模块区。常规的传质构件在同一吸收塔横截面内都具有相同的构造并且因此是均质的。本专利技术的传质构件则可以划分为多个模块区，并且每个模块区具有自己的构造并且因此是非均质的。具体地，构造不同是指下文详述的参数孔隙均匀度不同。本专利技术中，不包括所有模块区的孔隙均匀度都相同的情况，但可以包括部分模块区的孔隙均匀度相同的情况。换言之，多个模块区中的至少两个的孔隙均匀度是不同的。
[0041]本专利技术的参数孔隙均匀度通过计算得出。孔隙均匀度是对具有本专利技术的构造的传质构件的中各个模块区的孔隙均匀性的描述参数。本专利技术的构造的特点为，每个模块区由多个相同的正方形区组成，且每个通孔在一个正方形区内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沸腾式泡沫脱硫除尘传质构件，所述传质构件为板状体，包括多个沿板厚度方向延伸的通孔，其特征在于，所述传质构件在板平面中包含多个模块区，每个模块区由多个相同的正方形区组成，每个所述通孔在一个正方形区内，其中，所述多个模块区中的至少两个的孔隙均匀度是不同的，每个模块区的所述孔隙均匀度由下式计算：在式(I)中，X表示模块区的孔隙均匀度，n表示模块区中的正方形区的个数且为大于1的整数，ε
i
表示第i个正方形区的通孔覆盖率，ε表示模块区中的平均通孔覆盖率。2.根据权利要求1所述的传质构件，其特征在于，所述孔隙均匀度的范围为0.85＜X＜0.95。3.根据权利要求1所述的传质构件，其特征在于，所述正方形区的边长a为28mm至42mm。4.根据权利要求1所述的传质构件，其特征在于，每个模块区的面积范围为1m2至2m2。5.根据权利要求1所述的传质构件，其特征在于，所述板状体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王济平，
申请(专利权)人：国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司，
类型：发明
国别省市：