专利名称：一种设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫净化排放一体化设备，尤其涉及 从烟气中回收硫氧化物生产有用产品的脱硫塔，属于电力、冶金、环保和化工技术领域，尤 其适合烟气脱硫技术领域。
背景技术：
以煤或石油为燃料的火力发电厂排放大量锅炉烟道气，经过烟囱直接排向大气。电厂锅 炉的排放烟囱高度在120 250m之间， 一般都采用钢筋混泥土材料作为强度外壳。由于烟气 中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等酸性气态物质，尤其其中的S03气体，使得烟气表现出酸 露点腐蚀性。烟气的酸露点随烟气中S03和水汽含量增加而增加， 一般在100 150。C之间。 为了确保烟气排放过程中不出现酸露点腐蚀，从锅炉系统出口，即通常的锅炉引风机出口的 烟气温度比露点高15 25。C。但是，为了安全和设计保守起见，烟囱内壁都需要内衬保温， 尤其是防腐材料，在与烟气接触的最里层衬以耐酸胶泥，次単层衬以耐酸砖。
随着环保要求越来越严格，电厂或锅炉都需要安装烟气脱硫装置，且主流的烟气脱硫技 术都是含水浆液洗涤吸收的方法，或称为湿法，脱硫剂是碱性物质，比如天然的石灰石，即 碳酸钙，氧化镁/碳酸镁，氢氧化钠/碳酸钠，或者合成氨等，脱硫产品分别是石膏(二水硫酸 钙晶体)，七水硫酸镁晶体，硫酸钠或硫酸铵。这些方法的一个共同点都是，脱硫尾气排放温 度低于酸露点腐蚀温度，而且接近烟气水饱和的水露点温度，在40 60。C之间，尽管在脱硫 设备，通常称为脱硫塔中，S03的脱除效率也很高，但是山于S03遇水会形成酸雾，不町能 100%去除，脱硫后的尾气含有硫酸雾，仍然表现出明显的腐蚀性。
现有的方法是对锅炉原有烟囱进一歩实施防腐蚀处理，比如在原有的耐酸胶泥层再内衬 防腐材料，增强其防腐蚀能力。对于新建机组，增强性防腐使施工周期大大延长，而且增强 性防腐使烟囱建设费用增加，后续维护和防腐材料更新的难度也很大。对于老机组，如果对 原有烟囱进行新的防腐处理，施工难度大，施工周期长，更关键的是，这对机组或锅炉的生 产会造成较大影响，在实践中缺乏应用价值。
发明内容
本实用新型需要解决的技术问题是公丌一种新型的设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫排 放一体化设备，尤其公开了一种从烟气中回收硫氧化物的脱硫塔。它把烟气净化后，直接从 脱硫塔的排烟筒排放，使烟气不需再经原来的烟囱排放。因此，本实用新型提到的直立烟筒， 或者直排烟囱，或者直排烟筒，或者直排烟道，就说直接连接在烟气脱硫塔的烟气出口，直 接向大气排放尾气的构件，安装该构件的脱硫塔可以直接排放净化气体。这样，原來的烟囱 不再需要进行防腐增强处理，甚至原来的烟囱被完全废弃，克服了现有技术存在的上述缺陷， 并且其能耗低，净化效率高。
本实用新型的实质还在于，在脱硫塔内部设置了鼓泡段，使其同时具有四个作用和功能
(1)作为亚硫酸盐氧化为硫酸盐的氧化反应器，氧化剂时空气中的氧气；(2)作为溶液中的 硫酸盐结晶为固体或晶体硫酸盐的结晶设备，或称结晶槽或结品池；(3)作为脱硫原料，比 如石灰石或氧化镁的溶解设备，或称溶解槽或溶解池；(4)作为洗涤吸收液的循环储槽。因此，该鼓泡段容以上四个设备于一体，简化了工艺流程，使设备更为紧凑，节省了占地面积， 也可节省投资，还能显著降低能耗。
具体而言，本实用新型公开的烟气脱硫塔是指如下设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫塔， 为圆筒形或方形的塔，其创新性设计还包括
塔体；
塔体上的烟气进口，位置在塔体中下部或者中下部至中上部之间，优选中部；
塔体上的烟气出口，位置在塔体上部或顶部，优选顶部；
设置在烟气进口和烟气出口之间的塔体内的填料段；
设置在烟气进口和填料段之间的塔体内的喷淋段；
设置在烟气进口下部的位于塔体内的鼓泡段；
设置在净化烟气出口之上，并与烟气出口直接相连接的直立烟筒；而且，
所述塔体上的烟气进口的流通截面为矩形，或者近似矩形，并且所述矩形的短边与K:边之比在0.25-0.5之间；
喷淋段中设置有烟气分布器，吸收液喷淋器和液体壁流挡板；
直立烟筒的横截面为圆形、椭圆形、方形，或者矩形，
直立烟筒的横截面积是塔体横截面积的0.10~0.25倍，较好地在0.125 0.175m之间；
直立烟筒的高度在20~100m之间，较好地在30~70m之间；
其创新性特征还在于，
所述鼓泡段包括有空气鼓泡器和搅拌器；
所述空气鼓泡器由空气分布管组成，所述分布管包括主管和分管，所述分管与所述主管相连接，并且所述主管的管径为0.2 0.8m，所述分管的管径为0.02-0.2m;
所述空气分布管上丌又空气喷射孔，并且所述丌孔的孔径为3 30mm之间，优选5 15mm之间，所述开孔的朝向可以向下，向上，或者其他任何方向，优选向下，所述开孔的 数量以鼓泡段的横截面积为基准为每平方米2 20个；
所述搅拌器固定安装在所属鼓泡段的侧面塔体上，叶轮在塔体内侧，其轴线下偏5 15 度角，侧偏5 15度角，或者侧偏16 35度角，而且，其安装位置距离脱硫塔底板的高度为 0.75 2.5m，在同一个安装高度的圆周上安装2 4台搅拌器，并布置在所述空气鼓泡器的下 方，距离为1.0 3.0m。
本实用新型公开的烟气净化装置按照如下方式操作
含有S02 (含量一般在500-15000mg/Nm3)， S03 (含量一般在10-300 mg/Nm3)， NOx (含 量一般在100-1000 mg/Nm3 )， HC1/HF (含量一般在10-100 mg/Nm3 )，尘(含量一般在50-500 mg/Nm3)等污染物，且温度为100-160。C的烟气，从烟气进口进入脱硫塔，向上流经喷淋段， 与从喷淋器喷淋下來的洗涤吸收液逆流接触，发生气-液两相的传质、传热和液相中的化学反 应，脱出以上污染物。在喷淋段，烟气中的S02变为亚硫酸盐，S03变为硫酸盐，HC1变为 氯化物。这些强酸性污染物的脱出效率可达到95%。烟气中的粉煤灰(尘)的脱出效率大于 60%-90%。烟气被冼涤吸收液冷激，温度降低到40-60°C。
洗涤吸收液为含有碱性脱硫剂、硫酸盐及其结晶固体的浆状水溶液，而且一般都是被硫 酸盐饱和或过饱和的浆状水混合物。
对于机组或锅炉容量大，或者烟气中S02浓度高的情况，如果采用溶解度极低的钙原料(钙法)或镁原料(镁法)，洗涤液流量将十分巨大，现有的泵技术难以满足大流量的要求， 通常采用多台循环泵并联的方法。尤其是，每一台循环泵都对应一套洗涤液进口和洗涤液喷 淋器。因此，这种情况下，烟气必须经过多组喷淋器，再进入填料段。
烟气从喷淋段继续向上进入填料段，目的是除去从喷淋段带来的液滴，或称液沫，除沫 效率大于95%。填料段有两层填料，每层填料上方都有一组喷水器，用以冲洗除沫填料上粘 附的固体，比如石膏，硫酸铵或硫酸镁等，防止持续累积堵塞填料中的气体通道。连续运行 状态下，下层填料的喷水器运行，停车时，必须运行上层填料的喷水器一段时间，优选上、 下层填料的喷水器同时运行1~5分钟。
经过填料段后的烟气称为净化烟气，通过净化烟气出口直接从直立烟筒排入大气。
从喷淋段下来的洗涤吸收液，直接进入位于脱硫塔底部的鼓泡段。在鼓泡段，吸收液经 过空气氧化后，亚硫酸盐变为硫酸盐，并在过饱和情况下析出硫酸盐品体。鼓泡段还充当了 脱硫剂溶解槽的功能。 一般情况下，新鲜的脱硫剂比如粒度在250-325目以上的石灰石粉末 浆液，氧化镁/碳酸镁浆液，或液化氨/气化氨/氨水，直接加到鼓泡段，与吸收液混合、溶解、 稀释。鼓泡段还充当了吸收液循环槽的作用，经过脱硫塔外的循环泵不断将含有脱硫剂的吸 收液输送到喷淋段，不断吸收烟气中的污染物，尤其S02，再回到脱硫塔底部的鼓泡段。
同时也必须从鼓泡段不断排除吸收液，进入后续的硫酸盐固体分离和加工设备，以获得 脱硫产品，固体硫酸盐。
由上述公开的技术方案B了见，本实用新型的设有鼓泡段的烟气脱硫净化排放一体化脱硫 塔包括了四个部分从下至上分别为鼓泡段、喷淋段、填料段和直立烟筒，使在脱硫塔脱出 烟气中的污染物质，尤其S02之后，净化尾气不经过原来的锅炉烟囱排放，从而避免了现有 技术需要对锅炉烟囱增强防腐，进而也不影响锅炉或电力lH常生产的问题，还节约了投资， 縮短了工期，并且可在较低的能耗下获得较高的脱硫和净化效率。
图1为设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫塔的结构示意图。
具体实施方式
参见图l，本实用新型的塔顶排放式烟气脱硫塔，为圆筒形的塔，包括
塔体(1);设置在塔体(1)下部的位于塔体内的鼓泡段(2);设置在塔体(1)中部的
烟气进口 (3)，其流通截面为矩形，并且所述矩形的短边与长边之比在0.35;设置在塔体(l) 中上部的位于塔体内的喷淋段(4)，喷淋段(4)中设置有烟气分布器，吸收液喷淋器和液体
壁流挡板，所述吸收液喷淋器为2组；设置在塔体(1)顶部的净化烟气出口 (6);
设置在净化烟气出口 (6)之上，并与烟气出口 (6)直接相连接的直立烟筒(7)，直立 烟筒(7)的横截面积是圆形，并且从其进气口到其排气口，横截面积不断减小，与塔体横截 面积的比例从0.25减小到0.125倍，直立烟筒(7)的高度是55米；
此外，所述鼓泡段包括有空气鼓泡器和搅拌器，空气鼓泡器由空气分布管组成，分布管 包括主管和分管，分管与主管相连接，主管管径为0.3m，分管管径为0.05m;空气喷射孔的 孔径为10mm，全部向下，其数量以鼓泡段的横截面积为基准为每平方米5个，搅拌器安装 在侧面塔体上，叶轮在塔体内侧，其轴线下偏8度角，侧偏10度角，距离底板高度为1.0m， 共安装3台搅拌器，距空气鼓泡器下方2.5m。
权利要求1、一种设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫塔，包括塔体，塔体上的烟气进口和烟气出口，以及烟气出口连接的直立烟筒，其特征在于，所述塔体内部设置有鼓泡段，并且所述鼓泡段位于所述烟气进口下方的塔体内。
2、 根据权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述鼓泡段包括有空气鼓泡器。
3、 根据权利要求1所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述鼓泡段包括有搅拌器。
4、 根据权利要求2所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述空气鼓泡器由空气分布管组成， 所述分布管包括主管和分管，所述分管与所述主管相连接，并且所述主管的管径为0.2 0.8m， 所述分管的管径为0.02-0.2m。
5、 根据权利要求4所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述空气分布管上开有空气喷射孔， 并且所述开孔的孔径为3 30mm之间，所述开孔的朝向可以向下或者向上，所述开孔的数量 以鼓泡段的横截面积为基准为每平方米2 20个。
6、 根据权利要求3所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述搅拌器固定安装在所属鼓泡段 的侧面塔体上，叶轮在塔体内侧，其轴线下偏5 15度角。
7、 根据权利要求6所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述搅拌器的轴线侧偏5 15度角。
8、 根据权利要求6所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述搅拌器的轴线侧偏16 35度角。
9、 根据权利要求6所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述搅拌器的安装位置距离脱硫塔 底板的高度为0.75 2.5m，并且在同一个安装高度的圆周上安装2 4台搅拌器。
10、 根据权利要求2所述的烟气脱硫塔，其特征在于，所述搅拌器布置在所述空气鼓泡 器的下方，距离为1.0 3.0m。
专利摘要本实用新型涉及一种设有鼓泡段的塔顶排放式烟气脱硫塔，包括塔体，设置在塔体上的烟气进口和烟气出口，及在烟气出口上方的直立烟筒，可以使烟气在脱硫塔体内脱硫净化后，尤其回收其中的硫氧化物生产硫酸盐产品后直接从直立烟筒排放，其明显创新性特征是，还设置了具有四个作用和功能的鼓泡段(1)作为亚硫酸盐氧化为硫酸盐的氧化反应器；(2)作为硫酸盐结晶为固体的结晶池；(3)作为脱硫原料，比如石灰石或氧化镁的溶解池；(4)作为洗涤吸收液的循环储槽。因此，它简化了工艺流程，使设备更为紧凑，节省了占地面积，也可节省投资，还能降低能耗。
文档编号B01D53/50GK201179412SQ20082005548
公开日2009年1月14日 申请日期2008年2月14日 优先权日2008年2月14日
发明者娄爱娟 申请人:娄爱娟