專利名稱：：U形吸收區(qū)平流吸收塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種用于脫除氣體中有害成份的噴淋吸收塔，尤其是一種用于煙氣脫硫領(lǐng)域的水平氣流噴淋吸收塔。
背景技術(shù)：
：近年來，集除塵、冷卻、吸收、氧化功能為一體的單塔式濕法煙氣脫硫裝置已得到廣泛應(yīng)用，為防止設(shè)備結(jié)垢、堵塞等現(xiàn)象的發(fā)生，保證煙氣脫硫裝置及主機(jī)系統(tǒng)的正常運行，在國內(nèi)外的脫硫工程中，吸收塔多采用噴淋空塔的形式，即在吸收區(qū)僅設(shè)置由若干噴淋管道組成的槳液噴淋系統(tǒng)，通過噴淋管道上的噴嘴將吸收劑霧化成直徑極小的液滴，從而形成大量的液相反應(yīng)表面積，煙氣則通過該充滿細(xì)小液滴的吸收區(qū)域與之接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到脫除煙氣中有害成份的目的。脫除有害成份后的煙氣(通常稱為凈煙氣)中含有部分水滴，為降低其對下游設(shè)備的腐蝕，通常在吸收塔頂部設(shè)置除霧器，使凈煙氣中的水份降低到75mg/NmS左右后排出?，F(xiàn)有的吸收塔基本采用垂直逆流式噴淋空塔設(shè)計，即煙氣在噴淋區(qū)自下而上流過，吸收漿液自上而下噴淋，兩者呈180。逆流接觸。從氣液接觸的觀點看這種設(shè)計形式無疑是最好的，然而由于重力和漿液的整流作用，這種類型的吸收塔阻力較大，需要配備功率較大的增壓風(fēng)機(jī)。同時，為了達(dá)到一定的脫硫效率(通常要求95%左右)，煙氣和漿液需要保證相當(dāng)長的停留時間(通常需要4-6s),因此不得不將吸收塔設(shè)計得很高(通常達(dá)40m左右)，而將漿液從吸收塔底部提升到40米左右的位置需要較大的電耗。另一方面，這種煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔，向上與吸收劑漿液逆流接觸后從塔頂部排出的方式，由于鍋爐煙道、吸收塔以及GGH的煙氣進(jìn)出口在標(biāo)高上存在幾米到幾十米不等的差異，其間的連接煙道長且復(fù)雜，系統(tǒng)布置松散，煙氣系統(tǒng)的阻力較大，需要配備專門的脫硫風(fēng)機(jī)來克服這部分阻力，也使得造價和運行費用比較高。由于煙道截面尺寸很大，要在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)煙道系統(tǒng)及其附屬設(shè)備的合理布置往往捉襟見肘。現(xiàn)有技術(shù)中，吸收塔入口連接煙道和吸收塔出口連接煙道位于吸收塔筒體的一側(cè)，但相差近20多米的標(biāo)高，待處理的煙氣(通常稱為原煙氣)自煙氣進(jìn)口通過吸收塔入口連接煙道被弓i至吸收塔筒體內(nèi)，自下而上通過由若干層噴淋管組成的漿液噴淋系統(tǒng)，與從上而下噴出的大量被霧化的吸收劑液滴進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到脫除煙氣中有害成份的目的。脫除有害成份后的煙氣(通常稱為凈煙氣)中含有部分水滴，為降低其對下游設(shè)備的腐蝕，通常在吸收塔筒體的頂部設(shè)置由第一級除霧器和第二級除霧器組成的除霧器，使凈煙氣中的水份降低到75mg/Nm3左右后通過吸收塔出口連接煙道排出煙氣出口。這種煙氣在噴淋區(qū)自下而上流過，吸收漿液自上而下噴淋，兩者呈180°逆流接觸的設(shè)計形式，從氣液接觸的觀點看這種設(shè)計形式無疑是最好的，然而由于重力和漿液的整流作用，這種類型的吸收塔阻力較大，需要配備功率較大的增壓風(fēng)機(jī)。同時，為了達(dá)到一定的脫硫效率(通常要求95%左右)，煙氣和漿液需要保證相當(dāng)長的停留時間(通常需要4-6s)，因此不得不將吸收塔設(shè)計得很高(通常達(dá)40m左右)，而將漿液從吸收塔底部提升到40米左右的位置需要較大的電耗。另一方面，由于煙氣脫硫系統(tǒng)一般是后加于鍋爐主機(jī)系統(tǒng)的設(shè)施，需要從主機(jī)系統(tǒng)的原有煙道系統(tǒng)中引出原煙氣，經(jīng)噴淋塔洗滌后再將煙氣引回原有的煙道系統(tǒng)，由于原有的主機(jī)系統(tǒng)煙道和噴淋吸收塔的煙氣進(jìn)出口在標(biāo)高上存在幾米到幾十米不等的差異，其間的連接煙道長且復(fù)雜，系統(tǒng)布置松散，煙氣系統(tǒng)的阻力較大，需要配備專門的脫硫風(fēng)機(jī)來克服這部分阻力，也使得造價和運行費用比較高。由于煙道截面尺寸很大，要在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)煙道系統(tǒng)及其附屬設(shè)備的合理布置往往捉襟見肘。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種脫硫效率高、投資和運行費用低、操作維護(hù)方便、能同時兼顧裝置和系統(tǒng)的U形吸收區(qū)平流吸收塔。技術(shù)方案本實用新型的U形吸收區(qū)平流吸收塔包含由煙氣進(jìn)口、吸收塔筒體和與之相接并連通的入口連接煙道和出口連接煙道、出口煙道和放置在出口煙道中的除霧器、煙氣出口、漿液噴淋系統(tǒng)，入口連接煙道和出口連接煙道均位于吸收塔筒體的同側(cè)，煙氣進(jìn)口和煙氣出口等高；吸收塔筒體內(nèi)設(shè)置有隔板，該隔板包括一個與入口連接煙道相接的隔板入口段，一個和出口連接煙道相接的隔板出口段，以及連接隔板入口段以及隔板出口段的隔板中間段，隔板的上端面與吸收塔筒體的上表面相接，隔板的下端面處于吸收塔漿液池最低液位以下；入口連接煙道、吸收塔筒體、出口連接煙道順序相連接，與隔板和吸收塔漿液池液面圍成U形空間，在該U形空間內(nèi)設(shè)置由若干層噴淋層構(gòu)成的漿液噴淋系統(tǒng)。所述吸收塔筒體的截面為圓形、或橢圓形、或長方形、或多邊形。出口煙道內(nèi)設(shè)有除霧器，該除霧器與出口煙道的中心線呈30W0。角。煙氣在該U形空間內(nèi)與經(jīng)漿液噴淋系統(tǒng)霧化后的吸收劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并實現(xiàn)換向，基本沒有垂直高度方向上的變化。通過改變吸收塔進(jìn)出口的開孔位置，使其位于吸收塔同側(cè)等高的位置，且其進(jìn)出口和電廠原有煙道系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)的接口處于一個基本等高的水平，省卻了現(xiàn)有技術(shù)垂直逆流式噴淋塔由于吸收塔進(jìn)出口和外界裝置標(biāo)髙差異所必需的大量連接煙道，同時兼顧了裝置和系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)阻力大為降低，運行費用也隨之縮減；采用該U形吸收區(qū)平流吸收塔后，吸收塔的筒體部分仍是圓柱體形狀，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且有利于吸收劑漿液的攪拌和均勻混合，有助于提高脫硫效率和副產(chǎn)物的品質(zhì)；與現(xiàn)有技術(shù)的垂直逆流式噴淋空塔相比，U形吸收區(qū)平流吸收塔的直徑略大，漿液池容積大致相當(dāng)，而吸收區(qū)由于采用了水平U形折轉(zhuǎn)的方式，吸收區(qū)的高度大為降低，總體塔高僅為現(xiàn)有技術(shù)垂直逆流式噴淋空塔的50%左右，制造成本大為降低由于吸收塔高度較小，吸收區(qū)處于一個較低的水平位置，用于將吸收劑漿液提升至吸收區(qū)的漿液循環(huán)泵的揚程也大為降低，降低了運行電耗；同時，吸收區(qū)處于一個較低的水平位置有利于噴淋管道、噴嘴、除霧器等塔內(nèi)件進(jìn)行的操作和維護(hù)。為了使煙氣系統(tǒng)布置更為緊湊，除霧器也可采用斜置式，以增加除霧器斷面面積，降低除霧器內(nèi)的通流速度，提高除霧效率。前述U形吸收區(qū)平流吸收塔的筒體截面形狀可以是圓形，也可以是橢圓、長方形或是多邊形，只要外表面和吸收塔隔板構(gòu)成U形吸收區(qū)通道即可。為防止煙氣未與漿液噴淋系統(tǒng)接觸而從隔板入口段的一側(cè)直接流向隔板出口段的另一側(cè)，從而導(dǎo)致吸收效率的降低，甚至下游設(shè)備的損壞，隔板應(yīng)當(dāng)沒入漿液池最低液位以下。通常提高氣液相對速度可以增強傳質(zhì)，從而提高脫硫效率；而除霧器存在臨界流速的限制，即當(dāng)除霧器通流速度到達(dá)一定的極限時，液滴的二次夾帶現(xiàn)象就會大量發(fā)生，被除去的液滴會再次破碎為小液滴隨煙氣流出系統(tǒng)，造成除霧能力的降低，因此將吸收塔出口的煙氣流速控制在除霧器的臨界流速內(nèi)將有助于提高除霧器的整體效能。作為上述技術(shù)的一種改進(jìn)，將隔板設(shè)計成中心線偏離于吸收塔筒體的中心線，隔板入口段與入口連接煙道的外側(cè)板的間距小于隔板出口段與出口連接煙道外側(cè)板的間距。這樣就使得吸收塔入口煙道的尺寸較小而速度較高，有利于增強傳質(zhì);而吸收塔出口煙道的尺寸較大而速度較低，有利于增強除霧器的整體效能。作為上述技術(shù)的另一種改進(jìn)，隔板入口段與入口連接煙道的外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸縮小，隔板中間段與吸收塔筒體外側(cè)面的間距，以及隔板出口段與出口連接煙道外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸增大。這樣煙氣自U形吸收區(qū)的入口流向出口的過程中，流速先逐漸增大，通過U形端部時速度逐漸降低，同時滿足了吸收傳質(zhì)和除霧效能的兩種不同訴求。對于吸收區(qū)內(nèi)的噴淋層布置，可以采取多種不同的形式，吸收劑漿液既可以和煙氣同方向(順流)，也可以和煙氣反方向(逆流)，還可以和煙氣呈一定的角度(叉流)，只要其布置能達(dá)到一定的氣液接觸即可。有益效果這種U形吸收區(qū)平流吸收塔具有脫硫效率高、投資和運行費用低、操作維護(hù)方便、能同時兼顧裝置和系統(tǒng)的特點。以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的俯視圖。圖2為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的正視圖。圖3為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的左視圖。圖4為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第二實施例的俯視圖。圖5為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第三實施例的俯視圖。圖中有煙氣進(jìn)口l;入口連接煙道2;吸收塔筒體3;出口連接煙道4;除霧器5;第一級除霧器51;第二級除霧器52;出口煙道6;煙氣出口7;槳液噴淋系統(tǒng)8;第一層噴淋層81;第二層噴淋層82;第三層噴淋層83;第四層噴淋層84;隔板9;隔板入口段91;隔板中間段92;隔板出口段93;吸收塔漿液池10。具體實施方式圖1為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的俯視圖，圖2為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的正視圖，圖3則為采用本發(fā)明U形吸收區(qū)平流吸收塔的第一實施例的左視圖。U形吸收區(qū)平流吸收塔包含由煙氣進(jìn)口1、吸收塔筒體3和與之相接并連通的入口連接煙道2和出口連接煙道4、出口煙道6和放置在出口煙道6中的除霧器5、煙氣出口7、漿液噴淋系統(tǒng)8，入口連接煙道2和出口連接煙道4均位于吸收塔筒體3的同側(cè)，煙氣進(jìn)口l和煙氣出口7等高；吸收塔筒體3內(nèi)設(shè)置有隔板9，該隔板9包括一個與入口連接煙道2相接的隔板入口段91，一個和出口連接煙道4相接的隔板出口段92,以及連接隔板入口段91以及隔板出口段92的隔板中間段92，隔板9的上端面與吸收塔筒體(3)的上表面相接，隔板9的下端面處于吸收塔漿液池10最低液位以下；入口連接煙道2、吸收塔筒體3、出口連接煙道4順序相連接，與隔板9和吸收塔漿液池10液面圍成U形空間，在該U形空間內(nèi)設(shè)置由若干層噴淋層構(gòu)成的漿液噴淋系統(tǒng)8。煙氣在該U形空間內(nèi)與經(jīng)漿液噴淋系統(tǒng)8霧化后的吸收劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并實現(xiàn)換向，基本沒有垂直高度方向上的變化。實際運行時，煙氣自電廠原有的主體系統(tǒng)煙道中引出，水平進(jìn)入煙氣進(jìn)口1，在入口連接煙道2、吸收塔筒體3、出口連接煙道4、隔板9和吸收塔槳液池10液面圍成的U形空間內(nèi)進(jìn)行流動換向，基本沒有垂直高度方向上的變化。通過改變吸收塔進(jìn)出口的開孔位置，使其位于吸收塔同側(cè)等高的位置，且其進(jìn)出口和電廠原有煙道系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)的接口處于一個基本等高的水平,省卻了現(xiàn)有技術(shù)垂直逆流式噴淋塔由于吸收塔進(jìn)出口和外界裝置標(biāo)高差異所必需的大量連接煙道，同時兼顧了裝置和系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)阻力大為降低，運行費用也隨之縮減;采用該U形吸收區(qū)平流吸收塔后，吸收塔的筒體部分仍是圓柱體形狀，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且有利于吸收劑漿液的攪拌和均勻混合，有助于提高脫硫效率和副產(chǎn)物的品質(zhì);與現(xiàn)有技術(shù)的垂直逆流式噴淋空塔相比,U形吸收區(qū)平流吸收塔的直徑略大，漿液池容積大致相當(dāng)，而吸收區(qū)由于采用了水平U形折轉(zhuǎn)的方式，吸收區(qū)的高度大為降低，總體塔高僅為現(xiàn)有技術(shù)垂直逆流式噴淋空塔的50%左右，制造成本大為降低；由于吸收塔高度較小，吸收區(qū)處于一個較低的水平位置，用于將吸收劑漿液提升至吸收區(qū)的漿液循環(huán)泵的揚程也大為降低，降低了運行電耗;同時，吸收區(qū)處于一個較低的水平位置有利于噴淋管道、噴嘴、除霧器等塔內(nèi)件進(jìn)行的操作和維護(hù)。以一臺300MW機(jī)組為例，本發(fā)明技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的主要性能指標(biāo)的對比結(jié)果如表1所示，其中增加以"+"表示，減少以"一"表示?？梢?，本發(fā)明技術(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，煙氣流速大為提高，吸收塔的直徑以及漿液池的容積和現(xiàn)有技術(shù)大致相當(dāng)，吸收塔高度和壓力損失大幅降低,投資運行費用由此縮減。吸收區(qū)的容積比現(xiàn)有技術(shù)略小，停留時間有所縮短，為了提高脫硫效率，采用提高液氣比(即提高漿液循環(huán)泵的流量)的方式。表1本發(fā)明技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)主要性能指標(biāo)對比<table>tableseeoriginaldocumentpage8</table為了使整個煙氣系統(tǒng)布置更為緊湊，流道更為順暢，除霧器5也可采用斜置式，即除霧器5和出口煙道6的內(nèi)側(cè)板呈一定的角度，以迎著煙氣來流的方向的夾角來計，該角度以30°-60°為宜。角度太大，則除霧器截面積過小，通流速度過大，除霧效率不易保證；角度太小，則氣流易產(chǎn)生向尖角頂部聚集的趨勢，造成速度分布不均，同樣導(dǎo)致除霧效率的降低，同時使得沿著氣流方向的距離過大，增大連接煙道的長度。圖1給出了夾角為45°的布置在吸收塔出口煙道6中的除霧器5,該除霧器5包括第一級除霧器51和第二級除霧器52。通常提高氣液相對速度可以增強傳質(zhì)，從而提高脫硫效率；而除霧器存在臨界流速的限制，即當(dāng)除霧器通流速度到達(dá)一定的極限時，液滴的二次夾帶現(xiàn)象就會大量發(fā)生，被除去的液滴會再次破碎為小液滴隨煙氣流出系統(tǒng)，造成除霧能力的降低，因此將吸收塔出口的煙氣流速控制在除霧器的臨界流速內(nèi)將有助于提高除霧器的整體效能。作為上述技術(shù)的一種改進(jìn)，將隔板9設(shè)計成中心線偏離于吸收塔筒體3的中心線，隔板入口段91與入口連接煙道2的外側(cè)板的間距小于隔板出口段93與出口連接煙道4外側(cè)板的間距。由于煙氣進(jìn)口l和煙氣出口7的高度大致相同，這就使得吸收塔入口煙道2的截面尺寸較小而速度較高，有利于增強傳質(zhì)；而吸收塔出口煙道4的截面尺寸較大而速度較低，有利于增強除霧器的整體效能。圖4為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第二實施例的俯視圖。在這個設(shè)計方案中，隔板入口段91與入口連接煙道2的外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸縮小，隔板中間段92與吸收塔筒體3外側(cè)面的間距，以及隔板出口段93與出口連接煙道4外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸增大。這樣煙氣自U形吸收區(qū)的入口流向出口的過程中，流速先逐漸增大，通過U形端部時速度逐漸降低，同時滿足了吸收傳質(zhì)和除霧效能的兩種不同訴求。圖5為采用本實用新型U形吸收區(qū)平流吸收塔的第三實施例的俯視圖。在這個實施例中，吸收塔筒體3的截面形狀為橢圓形，同樣的煙氣水平進(jìn)入煙氣進(jìn)口1，在入口連接煙道2、吸收塔筒體3、出口連接煙道4、隔板9和吸收塔漿液池IO液面圍成的U形空間內(nèi)進(jìn)行流動換向，基本沒有垂直高度方向上的變化。只是此時U形吸收區(qū)通道的外沿截面形狀由半個橢圓和其端部延長線構(gòu)成。同樣,前述U形吸收區(qū)平流吸收塔筒體3截面形狀除了圓形或橢圓形外還可以是其他的形狀，如長方形或是多邊形等，只要外表面和吸收塔隔板構(gòu)成U形吸收區(qū)通道即可，此種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍。為防止煙氣未與漿液噴淋系統(tǒng)接觸而從隔板入口段的一側(cè)直接流向隔板出口段的另一側(cè)，從而導(dǎo)致吸收效率的降低，甚至下游設(shè)備的損壞，隔板應(yīng)當(dāng)沒入漿液池最低液位以下。對于吸收區(qū)內(nèi)的噴淋層布置，可以采取多種不同的形式，吸收劑槳液既可以和煙氣同方向(順流)，也可以和煙氣反方向(逆流)，還可以和煙氣呈一定的角度(叉流)，只要其布置能達(dá)到一定的氣液接觸即可。權(quán)利要求1.一種U形吸收區(qū)平流吸收塔，包含煙氣進(jìn)口(1)、吸收塔筒體(3)和與之相接并連通的入口連接煙道(2)和出口連接煙道(4)、出口煙道(6)和放置在出口煙道(6)中的除霧器(5)、煙氣出口(7)、漿液噴淋系統(tǒng)(8)，其特征在于所述入口連接煙道(2)和出口連接煙道(4)均位于吸收塔筒體(3)的同側(cè)，煙氣進(jìn)口(1)和煙氣出口(7)等高；吸收塔筒體(3)內(nèi)設(shè)置有隔板(9)，該隔板(9)包括一個與入口連接煙道(2)相接的隔板入口段(91)，一個和出口連接煙道(4)相接的隔板出口段(92)，以及連接隔板入口段(91)以及隔板出口段(92)的隔板中間段(92)，隔板(9)的上端面與吸收塔筒體(3)的上表面相接，隔板(9)的下端面處于吸收塔漿液池(10)最低液位以下；入口連接煙道(2)、吸收塔筒體(3)、出口連接煙道(4)順序相連接，與隔板(9)和吸收塔漿液池(10)液面圍成U形空間，在該U形空間內(nèi)設(shè)置由若干層噴淋層構(gòu)成的漿液噴淋系統(tǒng)(8)。2.按照權(quán)利要求1所述的U形吸收區(qū)平流吸收塔,其特征在于所述吸收塔筒體(3)的截面為圓形、或橢圓形、或長方形、或多邊形。3.按照權(quán)利要求1所述的U形吸收區(qū)平流吸收塔，其特征在于出口煙道(6)內(nèi)設(shè)有除霧器(5),該除霧器(5)與出口煙道(6)的中心線呈30°-60°角。4.按照權(quán)利要求1所述的U形吸收區(qū)平流吸收塔，其特征在于所述隔板(9)的截面為U形，其中心線偏離于吸收塔筒體(3)的中心線，隔板入口段(91)與入口連接煙道(2)的外側(cè)板的間距小于隔板出口段(93)與出口連接煙道(4)外側(cè)板的間距。5.按照權(quán)利要求1所述的U形吸收區(qū)平流吸收塔，其特征在于所述隔板入口段(91)與入口連接煙道(2)的外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸縮小，隔板中間段(92)與吸收塔筒體(3)外側(cè)面的間距，以及隔板出口段(93)與出口連接煙道(4)外側(cè)板的間距隨煙氣流向逐漸增大。專利摘要U形吸收區(qū)平流吸收塔涉及一種用于脫除氣體中有害成份的噴淋吸收塔，入口連接煙道(2)和出口連接煙道(4)均位于吸收塔筒體(3)的同側(cè)，煙氣進(jìn)口(1)和煙氣出口(7)等高；吸收塔筒體(3)內(nèi)設(shè)置有隔板(9)，該隔板包括一個與入口連接煙道(2)相接的隔板入口段(91)，一個和出口連接煙道(4)相接的隔板出口段(92)，以及連接隔板入口段以及隔板出口段(92)的隔板中間段，隔板的上端面與吸收塔筒體(3)的上表面相接，下端面處于吸收塔漿液池(10)最低液位以下，在入口連接煙道、吸收塔筒體、出口連接煙道、隔板和吸收塔漿液池(10)液面圍成的U形空間內(nèi)設(shè)置由若干層噴淋層構(gòu)成的漿液噴淋系統(tǒng)(8)，該塔具有脫硫效率高、投資和運行費用低、操作維護(hù)方便的特點。文檔編號B01D53/78GK201023021SQ200720033348公開日2008年2月20日申請日期2007年1月17日優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日發(fā)明者孫克勤申請人:孫克勤;江蘇蘇源環(huán)保工程股份有限公司;徐海濤