本發(fā)明涉及一種洗滌除塵塔，尤其是涉及一種用于石油化工、煤化工、鋼鐵等領(lǐng)域用于洗滌、除塵、換熱的裝置。

背景技術(shù)：

石油化工、煤化工、鋼鐵等領(lǐng)域中，在氣體凈化過程中，對(duì)洗滌、除塵、冷卻的要求很高，如脫硫塔、煙氣洗滌塔、急冷塔等，處理的物系通常比較臟，含有大量的粉塵或焦油，要求塔器的塔內(nèi)件具有較強(qiáng)的抗堵性能。煤化工中，煤氣冷卻除塵采用空塔噴淋，冷卻效果比較差，使后序凈化工作增加了難度。

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有氣體凈化裝置中除塵、洗滌、冷卻效果不理想，溶劑消耗量大、易堵塞等問題，提出一種多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種用于洗滌除塵換熱的裝置，為一套多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置，該裝置能有效的降低氣相中粉塵的夾帶，一是節(jié)省循環(huán)洗滌劑用量，二是壓降低、同時(shí)解決塔內(nèi)件易堵的問題，三是達(dá)到良好的除塵換熱效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置，除塵塔內(nèi)由下到上依次包括：塔底部的氣體分布器、初始洗滌段塔盤、初洗段洗滌液分布管、二次沖洗段格柵填料、二次沖洗段抗堵塞液體分布器、二次沖洗段進(jìn)料分布管、新鮮洗滌液進(jìn)料分布管和旋流板除沫器。

上述氣體分布器為切向環(huán)流進(jìn)料分布器、百葉窗葉片式氣體分布器或普通的氣體分布管。

上述氣體分布器中心線與上部的最底層的人字擋板頂部距離為氣體進(jìn)料口直徑的1.4～2倍，保證氣體的均勻分布。

上述初始洗滌段塔盤為帶開孔的人字擋板塔盤，人字擋板折流板寬度為塔徑的1/8～1/15；每層人字塔盤的間距為600-900mm；人字擋板的層數(shù)為6～10層。

上述初始洗滌段進(jìn)料分布管中心線距離頂部的人字擋板頂部為進(jìn)料分布管管徑的1.2-2倍，易于液體均勻分布，進(jìn)料分布管為主管上設(shè)置支管，支管底部開分布孔的形式，每一個(gè)支管下方對(duì)應(yīng)一個(gè)人字擋板的折液板，支管長(zhǎng)度方向平行于折液板的長(zhǎng)度方向。

上述格柵填料為傳質(zhì)換熱格柵填料，格柵填料采用填料壓圈和支撐進(jìn)行行限位，頂部人字擋板頂部距格柵填料底部間距在1m～2m。

上述抗堵塞液體分布器底部距離填料上表面100mm～200mm；分布器側(cè)壁開錐形分布孔，錐形分布孔之間設(shè)置倒三角的溢流孔。

上述抗堵塞液體分布器上方設(shè)置二次沖洗段進(jìn)料分布管，該分布管底部開孔，對(duì)應(yīng)液體分布器的主槽，分布管距離液體分布器的上表面為200-400mm。

除塵塔循環(huán)液分兩部分進(jìn)塔，一部分通過泵打入人字擋板上部，另一部分通過泵打入格柵填料上方，人字擋板上方洗滌液占總循環(huán)量的2/3-4/5，格柵填料上方洗滌液占總循環(huán)量的1/3-1/5。

整體工藝流程說明如下：

首先氣體進(jìn)料分布：塔釜?dú)庀噙M(jìn)料S1采用百葉窗式氣體分布器對(duì)進(jìn)塔氣體進(jìn)行均勻分布，該氣體分布器不僅起到對(duì)氣體進(jìn)行初始分布的作用，而且將部分固體顆粒或者粉塵進(jìn)行有效去除；初始洗滌段：氣體經(jīng)過初始分布后繼續(xù)上升，來到初始洗滌段，此段設(shè)置6-10層帶有導(dǎo)向舌孔的人字擋板，一部分初始洗滌油或者洗滌水S8通過泵P1送入人字擋板上方，采用人字擋板可充分保證氣相與擋板間的有效碰撞，從而有利于氣相中夾帶的顆粒物聚集沉降。同時(shí)經(jīng)過人字擋板間布簾區(qū)和窗口區(qū)的液體噴淋和洗滌，大部分的粉塵或者顆粒被洗滌沖刷下來；二次沖洗段：氣體經(jīng)過初始洗滌段后，來到二次洗滌段，此段設(shè)置格柵填料和抗堵塞液體分布器，另一部分二次洗滌油或者洗滌水S9通過泵P2送入抗堵塞液體分布器上方，經(jīng)過初始洗滌后的氣體經(jīng)過此段格柵填料的碰撞以及上部液體的洗滌沖刷，將剩余少量的粉塵或者固體顆粒被洗滌下來。新鮮液洗滌段：經(jīng)過格柵填料的二次洗滌和換熱后，氣相繼續(xù)上升，被新鮮液S10噴淋洗滌，此處采用噴淋管設(shè)置噴嘴對(duì)液相霧化，保證氣液兩相的充分接觸，將氣相中可能夾帶的急少量的粉塵清洗下來；旋風(fēng)捕液分離段：經(jīng)過新鮮液洗滌后的氣相會(huì)夾帶少量的液滴，而細(xì)小的粉塵可能包裹在液滴中，通過在塔的頂部設(shè)置具有旋風(fēng)捕液作用的旋流板式除沫器將氣相中夾帶的液滴捕集下來，保證出塔氣體S2滿足工藝要求。

塔釜液S3為大量的洗滌油或洗滌水，經(jīng)分流器SP1僅排出少量的洗滌油或者洗滌水S4，排出的液相S4中含有大量洗滌下來的粉塵或者固體顆粒，其余大部分的塔釜洗滌油或洗滌水S5被循環(huán)利用。

塔釜循環(huán)油或者循環(huán)水經(jīng)分流器SP2分成兩股S6、S7，分別經(jīng)泵P1、P2增壓進(jìn)入塔內(nèi)分別作為初始洗滌油或洗滌水S8和二次洗滌油或洗滌水S9，對(duì)氣相進(jìn)行洗滌換熱，底部循環(huán)流股S8在帶開孔的人字擋板塔盤組上方，通過初洗段洗滌液分布管進(jìn)塔，上部循環(huán)流股S9在格柵填料上方，通過二次沖洗段進(jìn)料分布管進(jìn)塔。從而實(shí)現(xiàn)洗滌油或洗滌水的循環(huán)利用。

塔頂需要補(bǔ)充一股新鮮的洗滌油或洗滌水S10，通過新鮮洗滌液進(jìn)料分布管進(jìn)入塔內(nèi)，用于清洗氣相中可能夾帶的極少量粉塵以凈化出塔氣體S2。

塔頂部設(shè)置旋流板除沫器，將上升氣相中夾帶的液滴捕集下來，防止液滴中包裹的粉塵或者固體顆粒帶出。

設(shè)置在塔底部的氣體分布器可以根據(jù)塔徑及氣量大小選擇用切向環(huán)流進(jìn)料分布器、百葉窗式氣體分布器、普通的氣體分布管。

氣體分布器中心線與上部的最底層的人字擋板頂部距離為氣體進(jìn)料口直徑的1.4～2倍。

初始洗滌段塔盤所采用的帶開孔的人字擋板塔盤，可以采用為本課題組的專利帶開孔的人字擋板及塔內(nèi)排布方式ZL200910068619.5。本發(fā)明對(duì)人字擋板做了一定的改進(jìn)，折流板寬度為塔徑的1/8～1/15，不僅增加了擋液板與上升氣體的碰撞機(jī)會(huì)，同時(shí)也使布簾面積增加，這樣增加了汽液接觸面積，使氣相更充分被洗滌。其與塔壁的連接方式是擋板的兩端的兩個(gè)支座和塔壁支持圈焊接在塔內(nèi)壁上。同時(shí)在折液板上開導(dǎo)向舌形孔來提高氣液接觸面積，加快液體流動(dòng)，減少停留時(shí)間，防止結(jié)焦堵塞，并降低氣體阻力降。每層人字塔盤的間距為600-900mm。人字擋板的層數(shù)為6～10層。

人字塔盤上方的初始洗滌段進(jìn)料分布管中心線距離頂部的人字擋板頂部為進(jìn)料分布管管徑的1.2-2倍，進(jìn)料分布管為主管上設(shè)置支管，支管底部開分布孔的形式，每一個(gè)支管下方對(duì)應(yīng)一個(gè)人字擋板的折液板，支管長(zhǎng)度方向平行于折液板的長(zhǎng)度方向，保證人字擋板上液體分布均勻。

初始洗滌段進(jìn)料分布管的上部設(shè)置格柵填料，格柵填料采用填料壓圈和支撐進(jìn)行行限位，

頂部人字擋板頂部距格柵填料底部間距在1m～2m，中間有人孔，便于安裝和檢修。

格柵填料為專門用于洗滌除塵裝置的傳質(zhì)換熱格柵填料，其壓降低，通量大，抗堵，除塵、洗滌、換熱效果良好。該填料是以金屬波形板片作為主要傳質(zhì)構(gòu)件，波形板每個(gè)折邊與塔截面呈一定的角度，整體塔內(nèi)氣流和液流逆向流動(dòng)，如圖5所示，該格柵填料包括多個(gè)平行設(shè)置的波形板，波形板的每個(gè)折峰上設(shè)有多個(gè)尺寸一致、方向相同的穿孔，波形板上每一個(gè)折峰上的穿孔均在同一水平面上，通過連接板穿過穿孔后，將若干波形板串聯(lián)固定構(gòu)成一個(gè)波形填料塊。

格柵填料上方設(shè)置抗堵塞液體分布器，液體分布器底部距離填料上表面100mm～200mm，避免粉塵和固體顆粒在液體分布器與填料之間沉積，此不同于常規(guī)的分布器，為提高分布器的抗堵性能，分布器側(cè)壁開錐形分布孔，錐形分布孔之間設(shè)置倒三角的溢流孔，防止分布器被固體顆粒堵塞而影響分布效果。

抗堵塞液體分布器上方設(shè)置二次沖洗段進(jìn)料分布管，該分布管底部開孔，對(duì)應(yīng)液體分布器的主槽，分布管距離液體分布器的上表面為200-400mm，可減緩液體分布器液面的波動(dòng)。

二次沖洗段進(jìn)料分布管上方設(shè)置新鮮液進(jìn)料分布管，該分布管設(shè)置噴頭對(duì)液體進(jìn)行均勻分布。

塔的頂部設(shè)置旋流板除沫器對(duì)上升氣相中夾帶的液滴進(jìn)行捕集。

該多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置，能夠有效的降低氣相中的粉塵和固體顆粒，并且能夠降低氣相出口溫度。

相對(duì)于傳統(tǒng)的洗滌除塵裝置，本方法有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)通過此多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置處理含塵氣體，可以有效減少新鮮洗滌液的用量，節(jié)省能耗和物耗；

2)通過此多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置處理含塵氣體，洗滌液為塔釜液相循環(huán)利用，液體基本密閉循環(huán)，環(huán)境友好。

3)通過此多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置處理含塵氣體，塔釜循環(huán)液分兩部分進(jìn)塔，能有效的提高洗滌換熱效果。

4)此多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置壓降很低，全塔壓降不到3kPa，抗堵性能強(qiáng)，換熱洗滌除塵效果好。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-a：氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖；

圖2-b：氣體分布器結(jié)構(gòu)示意圖-俯視圖；

圖3-a：帶開孔的人字擋板結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖；

圖3-b：帶開孔的人字擋板結(jié)構(gòu)示意圖-俯視圖；

圖4：初洗段洗滌液分布管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：格柵填料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6-a：抗堵塞液體分布器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6-b：抗堵塞液體分布器側(cè)壁開孔結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖；

圖7-a：二次沖洗段進(jìn)料分布管結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖；

圖7-b：二次沖洗段進(jìn)料分布管結(jié)構(gòu)示意圖-俯視圖；

圖8-a：新鮮洗滌液進(jìn)料分布管結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖；

圖8-b：新鮮洗滌液進(jìn)料分布管結(jié)構(gòu)示意圖-俯視圖；

圖9-a：旋流板除沫器結(jié)構(gòu)示意圖-主視圖。

圖9-b：旋流板除沫器結(jié)構(gòu)示意圖-俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明：

實(shí)施例：見附圖1，本發(fā)明為一種多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置。

本發(fā)明多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置，由下到上設(shè)置的塔內(nèi)件依次包括：(1)設(shè)置在塔底部的百葉窗氣體分布器1(如圖2-a、2-b)，氣體分布器中心線與上部的最底層的人字擋板頂部距離為氣體進(jìn)料口直徑的1.4～2倍；(2)初始洗滌段設(shè)置6～10層帶開孔的人字擋板2(如圖3-a、3-b)，人字擋板的折流板寬度為塔徑的1/8～1/15，每層人字塔盤的間距為600-900mm；(3)人字擋板上方設(shè)置初洗段洗滌液分布管3(如圖4)，初始洗滌段進(jìn)料分布管中心線距離頂部的人字擋板頂部為進(jìn)料分布管管徑的1.2-2倍，進(jìn)料分布管的主管上設(shè)置支管，支管底部開分布孔的形式，每一個(gè)支管下方對(duì)應(yīng)一個(gè)人字擋板的折液板；(4)二次沖洗段設(shè)置格柵填料4(如圖5)，格柵填料為專門用于洗滌除塵裝置的傳質(zhì)換熱格柵填料，該填料是以金屬波形板片作為主要傳質(zhì)構(gòu)件，比表面積大、碰撞次數(shù)多等特點(diǎn)，提高了氣體除塵、洗滌的效果；(5)二次沖洗段格柵填料上方設(shè)置抗堵塞液體分布器5(如圖6-a)，為提高分布器的抗堵性能，分布器側(cè)壁開錐形分布孔k1(如圖6-b)，錐形分布孔之間設(shè)置倒三角的溢流孔k2(如圖6-b)，防止分布器被固體顆粒堵塞而影響分布效果；(6)液體分布器5的上方從下至上依次設(shè)置二次沖洗段進(jìn)料分布管6(如圖7-a、7-b)及新鮮洗滌液進(jìn)料分布管7(如圖8-a、8-b)，分布管6底部開孔，對(duì)應(yīng)液體分布器的主槽，分布管距離液體分布器的上表面為200-400mm，而分布管7設(shè)置噴頭對(duì)液體進(jìn)行均勻分布；(7)塔頂設(shè)置旋流板除沫器8(如圖9-a、9-b)，旋流板式除沫器具有旋風(fēng)捕液作用，將氣相中夾帶的液滴捕集下來，保證出塔氣體滿足工藝要求。塔體內(nèi)壁焊有相應(yīng)塔內(nèi)件的支撐件，每個(gè)塔內(nèi)件與支撐件的固定方式采用焊接或螺栓連接。

含塵氣體S1從雙列葉片氣體分布器1進(jìn)塔，很快在塔截面積上得到均布，部分大顆粒粉塵碰撞到葉片后，被甩到塔釜，同時(shí)氣相得到均勻分布，為后續(xù)除塵做好準(zhǔn)備。均勻分布的含塵氣體繼續(xù)上升進(jìn)入初始洗滌段帶開孔的人字擋板2處，初始洗滌油S8通過泵P1送入人字擋板2上方，氣體與人字擋板2間發(fā)生有效碰撞，并經(jīng)過初洗段洗滌液分布管3分布的洗滌液的噴淋洗滌，使氣體中的粉塵在與洗滌液接觸并碰撞的過程中，得到有效沉降和捕集。氣體中較大顆粒的塵得到有效沉降和捕集后繼續(xù)上升，進(jìn)入到二次沖洗段格柵填料4處，該格柵填料結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了優(yōu)化，保證氣體與格柵填料間有效碰撞的同時(shí)，壓降小，且此格柵填料的除塵效率更高，能夠除去粒徑更小的粉塵。格柵填料4為氣液兩相有效接觸提供場(chǎng)所，氣液的充分接觸對(duì)除塵效果至關(guān)重要，在二次沖洗段，氣體中顆粒較小的塵得到了進(jìn)一步的沉降和捕集。二次沖洗段抗堵塞液體分布器5在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化，抗堵性能更好，分布點(diǎn)密度更大，有效保證了洗滌液的均勻分布，其設(shè)置的好壞將直接影響到除塵效果。二次洗滌油S9通過泵P2送入抗堵塞液體分布器上方。塔頂需要補(bǔ)充一股新鮮的洗滌油或洗滌水S10，通過新鮮洗滌液進(jìn)料分布管進(jìn)入塔內(nèi)，用于清洗氣相中可能夾帶的極少量粉塵以凈化出塔氣體S2。氣體經(jīng)過二次洗滌和沖洗后繼續(xù)上升，同補(bǔ)充的新鮮洗滌液S10進(jìn)料分布管7噴淋的新鮮洗滌液進(jìn)一步接觸，該處新鮮洗滌液S10不含塵，能夠有效降低氣體中的含塵量，以保證在初洗段和二次沖洗段未完全脫除的固體顆粒的進(jìn)一步有效脫除。該新鮮洗滌液S10的均勻分布至關(guān)重要，新鮮洗滌液S10進(jìn)料分布管7上設(shè)置的噴嘴將新鮮洗滌液S10分散為小液滴，將新鮮洗滌液S10有效均勻分布，保證上升氣相與噴淋液相的充分接觸，被充分洗滌。氣相經(jīng)過初洗段、二次沖洗段、新鮮液洗滌段除塵后，含塵量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，該凈化的氣相在出塔前為了避免夾帶液滴，在塔頂設(shè)置了旋流板除沫器8，該旋流板除沫器作為氣液分離設(shè)備，可有效將氣相中夾帶的小液滴甩脫，進(jìn)而來防止液滴中包裹的粉塵或者固體顆粒從塔頂凈化氣體S2出口9帶出。

塔釜液S3為大量的洗滌油，經(jīng)分流器SP1僅排出少量的洗滌油S4，排出的液相S4中含有大量洗滌下來的粉塵或者固體顆粒，其余大部分的塔釜洗滌油S5被循環(huán)利用。塔釜循環(huán)油經(jīng)分流器SP2分成兩股S6、S7，分別經(jīng)泵P1、P2增壓進(jìn)入塔內(nèi)分別作為初始洗滌油S8和二次洗滌油S9，對(duì)氣相進(jìn)行洗滌換熱，底部循環(huán)流股S8在帶開孔的人字擋板塔盤組上方，通過初洗段洗滌液分布管進(jìn)塔，上部循環(huán)流股S9在格柵填料上方，通過二次沖洗段進(jìn)料分布管進(jìn)塔。從而實(shí)現(xiàn)洗滌油的循環(huán)利用。

本實(shí)施例產(chǎn)品應(yīng)用于某廠急冷塔裝置中，采用此多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置，洗滌除塵換熱效果良好，進(jìn)料氣體的除塵率達(dá)96％，達(dá)到并超過工藝指標(biāo)要求。

本發(fā)明提出的多級(jí)組合式高效換熱除塵裝置已通過較佳實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)和設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。