专利名称：一种废气脱硫塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种从废气脱硫塔顶直接排放脱硫废气的脱硫排放一体化设备，尤其涉 及从含有二氧化硫的废气中回收二氧化硫生产硫酸盐产品的环保和化工设备，适用领域包括 电厂或锅炉，以及钢铁、有色或建材行业的排放废气的脱硫。
背景技术：
以煤或石油为燃料的火力发电厂和锅炉，以及钢铁或有色冶金，以及建材行业排放大量 烟道气，经过烟闺直接排向大气。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。由于废气中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等酸性气态物质，尤其其中的 S03气体，使得废气表现出酸露点腐蚀性。废气的酸露点随废气中S03和水汽含量增加而增 加， 一般在100 150。C之间。为了确保废气排放过程中不出现酸露点腐蚀，通常的输送废气 的风机出口的废气温度比露点高15 25°C。
随着环保要求越来越严格，都需要安装废气脱硫装置，且主流的废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，而且接近废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，但是由于S03遇水会形成酸雾，不可能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。
消除脱硫尾气酸雾不能采用加热的办法，因为硫酸的沸点大于320°C，不可能消耗巨大 的能量将尾气加热到超过硫酸的沸点。
现有的方法是对原有烟囱进一歩实施防腐蚀处理，在烟囪内壁内衬一层防腐材料，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开一种新型的废气脱硫排放一体化设备，尤其公开 了一种从废气中回收硫氧化物的设备。它把废气脱硫后，直接从脱硫塔顶部设置的排放烟道 排放，使废气不需再经原来的烟囱排放。这样，原来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。
本实用新型的实质在于，使脱硫后尾气可以不经过原烟囱排放，而直接从顶排烟囱排放。 本实用新型的主要技术创新在于，顶排烟囱连接在设置在脱硫塔塔顶的废气出口之上，使得 设备的整体结构简单，造价降低，设备阻力和能耗都可以降低。因此，本实用新型提到的顶 排烟囱，或者顶排烟管，或者顶排烟道，或者顶排烟筒，就是与脱硫塔相连接的，可以直接 向大气排放净化废气的构件，安装该构件的脱硫设备可以直接排放脱硫气体，完全废弃原来 使用的烟囱。
具体而言，本实用新型公开的废气脱硫塔包含如下顶排式废气脱硫排放一体化设备，该设备为圆筒形的塔，该塔的创新性设计还包括
塔体；
所述塔体内部由下至上依次设置的鼓泡段，喷淋段和填料段；
在所述鼓泡段和喷淋段之间的塔体上设置的废气进口；
设置在所述填料段之上的塔顶；
在所述塔顶的中部位置或者近似中部位置直接连接有废气出口；在所述废气出口上方连接有顶排烟囱。
而且，所述废气出口与所述顶排烟闺通过法兰方式，或者焊接方式，或者插接方式连接; 所述顶排烟囱的高度在20 100m之间，优选在在30 70m之间；所述顶排烟闺的横截面为圆形，或近似圆形，横截面的直径是塔体直径的0.25-0.50倍，优选为0.30~0.40倍。
填料段中设置了两段填料，并且每段填料之上都布置有喷水器，填料段用波纹状塑料板 片平行排列而成，片间距20 50mm，所选塑料为聚丙烯或者它与玻璃纤维的复合材料，塑料 板片的厚度介于1.0mm 5.0mm之间，优选在2.0mm 3.5mm之间。填料段的功能是气-液分离，将从喷淋段上來的被洗涤净化的废气中夹带的液沫或液滴，也称为雾滴，利用惯性撞击原理 除去，使离开净化塔的净化废气中的液滴或雾滴含量达到某一标准，比如小于50mg/Nm3废气。被除去液滴的废气称为净化废气，向上通过净化塔出口离开净化塔，液滴向下返回到喷 淋段。
喷淋段中设置有废气分布器，吸收液喷淋器和液体壁流挡板。喷淋段的功能是洗涤吸收 废气中的污染物质，包括SCb、 S03，和其他酸性物质，比如NOx、 HC1禾BHF等，它们与吸收液中含有的碱性物质，比如氨等反应为相应的盐，特别是亚硫酸盐，而且废气中含有的烟尘也被洗涤下來，一起向下进入位于喷淋段下部，或称净化塔底部的鼓泡段。洗涤净化后的 废气向上进入填料段。因此，喷淋段是净化塔中最关键的部分，可以同时高效地去除多种污 染物质。
喷淋段中的废气分布器是一个重要的构件，它可以使废气沿着净化塔的横截面均匀分布，防止气体短路，对于保证净化效率起着重要的作用。吸收液喷淋器由母管、支管和喷嘴构成， 吸收液tid母管，或称总管送到净化塔内，再经过支管，或称分管沿塔的横截面初级分布。吸收液均匀分布和细密雾化的关键在于连接在分管上的喷嘴。吸收液一般由鼓泡段取出，通过塔外布置的循环泵增压输送到喷淋器的母管。此外，特别设计的克服液体壁流的挡板可以消除或削弱吸收液的短路，提高吸收效率。
鼓泡段中设置有空气鼓泡器，和搅拌器。鼓泡段的功能有四(1)通过净化塔外鼓入的 空气氧化从喷淋段落入的亚硫酸盐，使其变为硫酸盐，称为氧化功能；(2)硫酸盐在过饱和 的情况下结晶为固体硫酸盐，称为结晶功能；(3)溶解吸收剂，或称脱硫原料的功能，称为溶解功能；(4)作为循环槽的功能，用以储存循环吸收液，称为储存功能。以上四个功能中最重要的是氧化功能，其明显特征是空气鼓泡，因此称为鼓泡段。
因此，鼓泡段特别设置了空气鼓泡器，和搅拌器。鼓泡器的目的是空气的分布或鼓泡，促进气-液传质，搅拌器的目的包括空气分布、鼓泡，也是促进气-液传质；还包括液-固传质，促进硫酸盐结晶；其第三个功能是促进气-液和液-固混合，防止固体沉积在净化塔底部，或称为固体悬浮。
此外，所述废气进口是指使废气进入所述脱硫塔的一个开口，包括与所述丌口相连接的构件，也称为进口短接，或进口短管，或进口接管，而且， 一般情况下，进口短接与塔体以小于90度的角度连接；所述废气出口是指使净化废气排出所述脱硫塔的一个开口，包括与所述开口相连接的构件，也称为出口短接，或出口短管，或出口接管。
本实用新型公开的废气脱硫塔按照如下方式操作
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℃的废气，从废气进口进入脱硫设备，向上流经喷淋段，与从喷淋器喷淋下来的洗涤吸收液逆流接触，发生气-液传质和液相中的化学反应，脱出以上污染物。在喷淋段，废气中的S02变为亚硫酸盐，S03变为硫酸盐，HC1变为氯化物，比如氯化钙，氯化铵，氯化镁或氯化钠等，由不同的方法而定。这些强酸性污染物的脱出效率可达到95%。废气中的粉煤灰(尘)的脱出效率大于60%-90%。废气被洗涤吸收液冷激，温度降低到40-60℃。
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溶液。
对于机组或锅炉容量大，或者废气中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，通常苯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，废气必须经过多级喷淋器，再进入填料段。
废气从喷淋段向上进入填料段，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。
经过填料段后的废气称为脱硫废气，通过脱硫废气出口从顶排烟囱直接排入大气。
从喷淋段下来的洗涤吸收液，直接进入位于脱硫设备底部的鼓泡段。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晶体。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，不断吸收废气中的污染物，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，以维持洗涤吸收液中硫酸盐固体的含量。
由上述公丌的技术方案可见，本实用新型的废气脱硫排放一体化设备包括了四个部分从下至上分别为鼓泡段、喷淋段、填料段和顶排烟囱，使在脱硫设备中脱出废气中的污染物质，尤其S02之后，脱硫尾气不经过原来的烟囱排放，从而避免了现有技术需要对烟囱增强防腐，进而影响锅炉或电力正常生产的问题。
图1为顶排式废气脱硫塔的结构示意图。
具体实施方式
参见图l，本实用新型的顶排式废气脱硫塔，为圆筒形或方形的塔，包括
塔体(1);
塔体(1)内部由下至上依次设置的鼓泡段(2)，喷淋段(4)和填料段(5);
在鼓泡段(2)和喷淋段(4)之间的塔体(i)上设置的废气进口 (3);
设置在填料段(5)之上的塔顶(8);
在塔顶(8)的中部位置直接连接有废气出口 (6);
在废气出口 (6)上方连接有顶排烟闺(7);
废气出口 (6)与顶排烟囱(7)通过插接方式连接；
顶排烟囱(7)的高度为55m;
顶排烟囱的横截面为圆形，横截面的直径是塔体(1)的直径的0.375倍。
而且，填料段(5)中设置两段填料，每段填料之上都布置有喷水器；
在喷淋段(4)中设置有一个废气分布器，两个吸收液喷淋器和两个液体壁流挡环;
在鼓泡段(2)中设置了一组空气鼓泡器，和三个搅拌器。
权利要求1、一种废气脱硫塔，包括塔体(1)；所述塔体(1)内部由下至上依次设置的鼓泡段(2)，喷淋段(4)和填料段(5)；在所述鼓泡段(2)和喷淋段(4)之间的塔体(1)上设置的废气进口(3)；设置在所述填料段(5)之上的塔顶(8)；在所述塔顶(8)的中部位置或者近似中部位置直接连接有废气出口(6)；其特征在于，在所述废气出口(6)上方连接有顶排烟囱(7)。
2、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述废气出口 (6)与所述顶排烟 囱(7)通过法兰方式连接。
3、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述废气出口 (6)与所述顶排烟 囱(7)通过焊接方式连接。
4、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述废气出口 (6)与所述顶排烟 囱(7)通过插接方式连接。
5、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述顶排烟囱(7)的高度在20~100m 之间。
6、 根据权利要求5所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述顶排烟囱(7)的高度在30~70m 之I、日J。
7、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述顶排烟肉(7)的横截面为圆 形，或近似圆形。
8、 根据权利要求1所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述顶排烟囪(7)的横截面的直 径是塔体(1)的直径的0.25 0.50倍。
9、 根据权利要求8所述的废气脱硫塔，其特征在于，所述顶排烟囱(7)的横截面的直 径是塔体(1)的直径的0.30 0.40倍。
专利摘要本实用新型涉及一种新型的废气脱硫塔，包括塔体(1)，废气进口(3)，塔顶(8)，以及塔体(1)内部由下至上依次设置的鼓泡段(2)，喷淋段(4)和填料段(5)，而且，塔顶(8)直接连接有废气出口(6)，废气出口(6)上方直接连接有顶排烟管(7)，其创新在于，脱硫后的废气可以不经过原烟囱排放，而直接从顶排烟管(7)排放到大气，尤其是，顶排烟管(7)与塔顶(8)上的废气出口(6)直接相连接，使得整体结构简单，降低设备造价、设备阻力和能耗。
文档编号B01D53/78GK201179420SQ20082005759
公开日2009年1月14日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者娄爱娟 申请人:娄爱娟