一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，包括主管、安装在主管上的支管、所述支管通过连接管连接碳化硅陶瓷喷嘴，所述支管垂直均布于主管两侧、通过法兰连接主管，所述连接管垂直均布于支管两侧，所述连接管通过法兰与碳化硅陶瓷喷嘴固连；所述主管与支管均为分段结构的变径管道，所述变径管道为三层复合结构。本实用新型有效地消除目前氨法脱硫塔分布器易磨损、堵塞、不耐腐蚀的现状，减少损失；并且显著的提高了刚度及足够的耐蚀性；同时本实用新型结构合理，便于安装和维修。通过使用本实用新型可大大延长氨法脱硫的运行周期，减少运行成本，提高实际脱硫效率。
【专利说明】一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种脱硫塔分布器，具体的说是一种用于烟道气氨法脱硫的耐蚀防堵的脱硫塔分布器，属于环保设备与材料领域。
【背景技术】
[0002]燃煤电厂排放的大量的SO2,是我国最主要的大气污染源之一，传统的钙法脱硫技术因劣质CaSO4滞销，以及脱硫过程中产生的CO2和废水等污染问题，日益凸显其不足。近年来，氨法脱硫技术因其具有脱硫效率高，基本不排放三废，同时产出的(NH4)#04也是一种容易销售的肥料等优势，在国内中小电厂得以迅速的发展。硫铵浆液分布器是脱硫塔内最重要的部件，但是分布器工作环境复杂，管外是以水汽、烟尘、以及SO2等为主的气液固三相共存环境，流速大，温度高；管内是为高速流动的液固两相共存的硫铵浆液酸性环境，温度4(T70°C，固相主要是过饱和的硫铵晶体和灰分，是产生材料磨损腐蚀主要因素，液相中的Cr和F—会不断积累增加，分别可达到40000mg/L和20000mg/L，C1_、F_是引起金属材料晶间腐蚀、小孔腐蚀等局部腐蚀的重要因素。在氨法脱浆液中，碳钢的平均腐蚀速率>8mm/a，普通致钝膜型不锈钢也不宜使用。现行的氨法脱硫工艺中的分布器多用乙烯基不饱和聚酯玻璃钢管道型材，在塔内用乙烯基不饱和聚酯树脂和玻璃纤维以手糊法整体成型，不带法兰，内壁用上述聚酯树脂的玻璃鳞片(有的混入碳化硅粉末)的胶泥或涂层作保护层。经过多年的运行发现，高速且含有固相的硫铵浆液对管道内壁冲刷严重，经常有鳞片和粉末脱落，起毛。内壁连接缝口、冲刷痕、起毛等处、是硫酸铵结晶点，混杂着灰分易堵塞管道。由于灰分和硫酸铵结晶体在分布器中堵塞，极易导致分布器工作失效，事故屡屡发生。分布器一旦堵塞，则需立即停车，装置降温，寻找堵塞点，通堵，再次开车等，致使工序复杂化，降低生产效率。另外，上述浓缩段的玻璃钢分布器经常因管道的刚度不足而变形或被顶部的大块硫酸铵晶体砸断，增加生产成本。
实用新型内容
[0003]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提出一种烟道气氨法脱硫塔的耐蚀防堵分布器，有效地消除目前氨法脱硫塔分布器易磨损、堵塞、不耐腐蚀的现状，减少损失；同时通过分布器结构的改进，使分布器安装、维修方便。
[0004]本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现:一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，包括主管、安装在主管上的支管、所述支管通过连接管连接碳化硅陶瓷喷嘴，所述支管垂直均布于主管两侧、通过法兰连接主管，所述连接管垂直均布于支管两侧，所述连接管通过法兰与碳化硅陶瓷喷嘴固连；所述主管与支管均为分段结构的变径管道，所述变径管道为三层复合结构。
[0005]本实用新型进一步限定的技术方案是:前述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，所述变径管道由外至内依次为玻璃钢层、金属管层及热塑性塑料层。
[0006]进一步的，前述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，所述玻璃钢层为手糊酚醛树脂玻璃钢层、环氧树脂玻璃钢层或乙烯基不饱和聚酯玻璃钢层，厚度为4?8 mm。
[0007]进一步的，前述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，所述热塑性塑料层为带有铆接结构的热滚涂聚三氟氯乙烯层、乙烯-四氟乙烯共聚物层或聚烯烃层，厚度为I?5mmD
[0008]进一步的，前述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，所述变径管的管壁上均布有铆接结构的预留锥形孔，所述锥形孔小孔口端的直径等于壁厚，锥形孔间的中心距等于管道外径。
[0009]进一步的，前述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，所述变径管的每段变径口之间均采用法兰连接。
[0010]本实用新型的突出效果为:本实用新型通过用法兰连接代替现有的手糊法整体成型技术，并采用多层复合管材，有效地消除目前氨法脱硫塔分布器易磨损、堵塞、不耐腐蚀的现状，减少损失；并且显著的提高了刚度及足够的耐蚀性；同时本实用新型结构合理，便于安装和维修。通过使用本实用新型可大大延长氨法脱硫的运行周期，减少运行成本，提高实际脱硫效率。
[0011]以下便结合实施例附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1本实用新型的结构示意图。
[0013]图2本实用新型的变径管结构示意图。
[0014]图3本实用新型的管道铆接结构图。
[0015]图4为图2的剖面图。
【具体实施方式】
[0016]本实施例提供的一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，包括主管1、支管2、连接管3及碳化硅陶瓷喷嘴4，支管通过法兰5连接，垂直均布于主管两侧，连接管垂直均布于支管两侧，连接管通过法兰与碳化硅陶瓷喷嘴固连；主管与支管均为复合结构的三段变径管；法兰之间设有垫片6，通过螺栓7紧固。
[0017]其中，主管的尺寸为:三段变径Φ200ι?πιΧ4000 mm、Φ150ι?πιΧ3000 mm、Φ IOOmmX 2500 mm。支管的尺寸为:三段变径Φ80ι?πι、Φ65ι?πι、Φ50mm,管段长度根据圆周
的各弧段的弦长而定。金属管和法兰采用Q235碳钢，壁厚按照1.0MP选用。
[0018]如图2所示，变径管为三层复合结构，由内而外依次包括玻璃钢层8、金属管层9及热塑性塑料层10。其中，金属管道外用手糊法缠绕玻璃钢层8，根据烟道气的温度高低、流速大小以及含尘量多少，可选用酚醛树脂玻璃钢层，环氧树脂玻璃钢层或乙烯基不饱和聚酯玻璃钢层，本实施例中选用乙烯基不饱和聚酯玻璃钢4道，厚度为5mm。金属管内滚涂低表面能的热塑性塑料层10，根据硫铵浆液的温度和对材料的磨损(流速、固含量)情况，可选用聚三氟氯乙烯层、乙烯-四氟乙烯共聚物层或聚烯烃层，本实施例中选用乙烯-四氟乙烯共聚物层或聚烯烃层，厚度为1mm。如图3和图4所示，制作时，管道内表面首先在滚涂前通过喷砂进行表面处理，去除表面氧化物，管道接口焊缝需去除毛刺，为了增大管道内表面与热塑性塑料涂层的结合力(克服冷热收缩和压力变化而产生剪应力和垂向应力)，滚涂前需在金属管壁上均匀打出6 O °锥形孔11，锥形孔小孔口端的直径Φ等于壁厚δ，锥形孔间的中心距L约等于管道外径D，让滚涂时热塑性塑料的熔体流过锥形孔，形成铆接结构。然后以喷砂法除去表面氧化物。金属管道外缠绕玻璃钢之前首先将外壁的塑料铆接头切平，并通过喷砂进行表面处理，再通过手糊法缠绕乙烯基不饱和聚酯玻璃钢于金属管壁外。
[0019]将上述材料运至脱硫塔内，按照附图1并根据本实用新型内容安装连接好。本实用新型实施于某热电厂烟气氨法脱硫装置。脱硫塔分为吸收段，浓缩段，氧化段，吸收段与浓缩段分别设置有分布器。运行时，高温烟气由浓缩段进入脱硫塔，先与浓缩段分布器喷淋雾化的浓硫铵浆液逆向接触，吸收掉部分SO2，接着通过浓缩段和吸收段之间的烟气分布器进入吸收段，与吸收段分布器喷淋的雾化稀硫铵浆液进一步逆向接触，除掉大部分的so2。本实用新型实施于环境较为恶劣的一个脱硫塔中浓缩段分布器。所述分布器如附图1所示。
[0020]该热电厂共有四个工况一致的脱硫塔。
[0021]脱硫塔内径:9895mm
[0022]塔高:H40000mm
[0023]烟气量:约75万Nm3/h，烟气进口温度(12(Tl50°C )
[0024]S02 浓度:约 2100mg/Nm3
[0025]烟气含尘量400mg/Nm3
[0026]进入浓缩段的浓硫铵浆液的主要参数为:流速4.2m/s，温度(6(T70°C)硫铵含固量(5%~?Ο%)，灰分大于2.0%，Cl—和F_平均每天分别增加160mg/L和70mg/L。本实用新型安装开始运行时，灰分2.0%，Cl—和F_分别为10000mg/L和6000mg/L。
[0027]本实施例涉及某电厂烟气氨法脱硫系统四个脱硫塔的一个脱硫塔内的浓缩段分布器。其它三个脱硫塔是国内大多数氨法脱硫工艺的通用方案作为对比。
[0028]其它三个脱硫塔的浓缩段分布器的方案大致如下:
[0029]主管、支管的内径和变径情况与本实施相似，但变径管之间，主管与支管之间，及其与碳化硅陶瓷喷嘴之间均不用法兰连接，均为乙烯基不饱和聚酯玻璃钢管在塔内手糊缠绕连接。
[0030]运行两年来对比如下:
[0031]1.耐蚀防堵效果
[0032]本实施例使用两年尚未出现的堵塞，塔浓缩段分布器的主管、支管管道的玻璃钢、碳钢管以及滚涂层之间紧密粘合，外壁包裹的不饱和聚酯玻璃钢没有出现裂纹、脱落和显著磨损现象，管道内壁的ETFE涂层没有鼓泡、变形，以及任何磨损痕迹，光滑如新。
[0033]而其他三个脱硫塔中的脱硫塔浓缩段分布器，经常发生堵塞，堵塞频率随着时间的增加而增加，第一年平均每I个月需要通堵一次，第二年平均每半个月就需要通堵一次；内壁表面磨损严重，已变得非常毛糙，部分玻璃鳞片脱落下来，能够看到凹凸不平之处。
[0034]由于浓缩段顶部，即分布器的上方存在大块的硫铵晶体经常落在分布器上，本实施例因刚性好且牢固，大块硫铵晶体砸在其上时，整个分布器完好无损。但是其他三个脱硫塔中的脱硫塔用乙烯基不饱和聚酯玻璃钢制作的浓缩段分布器常常被砸断或砸坏。
[0035]2.现场安装快捷比较[0036]本实用新型在现场实施安装时，快捷方便，仅通过扳手紧固即可。安装工作只需4名工人的半天的工作量。
[0037]而其他三个脱硫塔中的脱硫塔浓缩段分布器，在现场安装时，安装过程复杂。需经过四个步骤，且每个步骤需固化72小时，安装工作需要4名工人5天以上的工作量。
[0038]3.维修方便比较
[0039]本实施例运行到一年半的时曾发现其中一个碳化硅陶瓷喷嘴出现雾化不均匀现象，在维修时，从喷嘴的连接法兰处拧下螺母，取下碳化硅陶瓷喷嘴发现有一块玻璃钢片卡在喷嘴内影响了喷嘴的雾化，只需一名工人I个小时的工作量。
[0040]而其他三个脱硫塔中的脱硫塔浓缩段分布器一旦堵塞，首先要在主管和支管上各处钻孔打眼寻找堵塞处，在堵塞处打管径三分之二的方孔，运用清理工具清理，由于管道末端是封闭的，一般杂质难以去除干净，清理完毕后，打开的方孔用玻璃钢缠绕包裹，固化72小时。从找堵、通堵、缠绕包裹到固化完成，一般需要2名工人5天以上的工作量。
[0041]4.其他三个分布器安装和维修显著弊端
[0042]①安装或维修完成后，接管或通堵的玻璃钢缠绕包裹处，由于无法做到内壁的平整光滑，易成为下一次堵塞的诱发点。
[0043]②停车维修时间长，脱硫系统不能及时运行，导致环境和经济效益受损。
[0044]因此，本实施例能够有效地消除目前氨法脱硫塔分布器易磨损、堵塞、不耐腐蚀的现状，减少损失；并且显著的提高了刚度及足够的耐蚀性；同时本实用新型结构合理，便于安装和维修。通过使用本实用新型可大大延长氨法脱硫的运行周期，减少运行成本，提高实际脱硫效率。
[0045]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，包括主管、安装在主管上的支管、所述支管通过连接管连接碳化硅陶瓷喷嘴，其特征在于:所述支管垂直均布于主管两侧、通过法兰连接主管，所述连接管垂直均布于支管两侧，所述连接管通过法兰与碳化硅陶瓷喷嘴固连；所述主管和支管均为分段的变径管道，所述变径管道为三层复合结构。
2.根据权利要求1所述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，其特征在于:由外至内依次为玻璃钢层、金属管层及热塑性塑料层。
3.根据权利要求2所述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，其特征在于:所述玻璃钢层为酚醛树脂玻璃钢层、环氧树脂玻璃钢层或乙烯基不饱和聚酯玻璃钢层，厚度为4 ?8 mm。
4.根据权利要求2所述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，其特征在于:所述热塑性塑料层为带有铆接结构的聚三氟氯乙烯层、乙烯-四氟乙烯共聚物层或聚烯烃层，厚度为I?5 mm。
5.根据权利要求1所述的用于烟道气氨法脱硫的脱硫塔分布器，其特征在于:所述变径管的金属管层的管壁上均布有铆接结构的锥形孔，所述锥形孔小孔口端的直径等于壁厚，锥形孔间的中心距等于管道外径。
【文档编号】B01D53/80GK203540326SQ201320633278
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】袁礼锐, 连洲洋, 魏无际, 陶汉忠, 章炳华, 唐明辉, 周清 申请人:南京工业大学