脱硫吸收塔氧化空气喷枪的制作方法

本发明涉及环保设备领域，尤其涉及湿法烟气脱硫技术领域，具体涉及一种脱硫吸收塔氧化空气喷枪。

背景技术：

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国家之一，煤炭在能源在结构中的比例高达80％左右。因此，燃煤烟气中的SO₂为主要的SO₂污染源，而对于大气SO₂的治理则以湿法烟气脱硫为主。该法适用范围广，脱硫效率高，是我国主要的脱硫方法。由于目前电力煤炭市场变化较大，入炉煤硫份普遍高于脱硫设计值，随着国家对大气污染物排放标准的提高，现有脱硫系统很难满足电力运行和环保要求。

而在湿法脱硫中，氧化空气的设置非常重要，如果氧化空气量不足，则会造成CaSO₃超标，造成结晶困难，影响石膏脱水效果，且容易造成管道及设备堵塞，最终会降低脱硫效率。

目前石灰石湿法烟气脱硫系统氧化空气风管布置主要有喷枪式和管网式两种，这两种布置工艺各有利弊。

(1)喷枪式氧化风管，结构简单，对施工安装工艺要求不高，运行、维护较为简单，不易发生喷枪堵塞和断裂，故障率较低。但是，喷枪式氧化空气管道布置，存在氧化吸收盲区，且鼓入气泡较大，吸收率偏低。喷枪式氧化风管布置的原理是：氧化空气经由喷枪喷射入吸收塔浆液池中，形成翻滚的大气泡，在氧化喷枪口处被快速扰动的搅拌器部分切碎并推入吸收塔中心区域，对吸收塔浆液中的亚硫酸钙进行氧化。

可知，喷枪式氧化风管布置工艺最大的缺陷是：1)产生氧化空气泡较大，不利用浆液亚硫酸钙吸收；2)存在较为严重的氧化吸收盲区。

(2)管网式氧化风管，相对于喷枪式，结构复杂，施工安装工艺要求较高、维护工作量大，费用高；并且管网喷嘴容易堵塞，由于管网跨度大，振动经常断裂，导致氧化效果骤减，石膏跑稀，脱硫效率下降，严重影响电力环保设施的安全运行。

综上，现有氧化空气装置均存在一些缺陷，不利于氧化空气与浆液的混合及扩散，并且，上述两种布置方式均需要求氧化空气的风机处于较高功率，使得能耗居高不下。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种脱硫吸收塔氧化空气喷枪。通过氧化空喷枪结构的局部改造，提高氧化空气利用率，从而提升脱硫效率，借此降低氧化风机功耗，适用于对现有设备进行改造获得，使电力企业投入较少改造费用的同时，就可以满足节能运行和环保排放标准的要求。

为达上述目的，本发明采取的具体的技术方案是：

一种脱硫吸收塔氧化空气喷枪，包括：

一喷枪管道，具有位于管道端部的一主喷口及开设于喷枪管道侧壁的多个辅助喷孔；

设置于喷枪管道内的一螺旋搅拌装置，包括一安装轴及设置于安装轴上的一螺旋桨叶，所述安装轴的两端固定于所述喷枪管道的内壁。

进一步地，所述脱硫吸收塔氧化空气喷枪安装于一脱硫吸收塔内，其喷枪管道附近布置有一螺旋搅拌器；所述螺旋桨叶的轴线方向与所述螺旋搅拌器的搅拌轴线方向一致。

进一步地，所述安装轴的两端通过设置于喷枪管道侧壁的两侧的两个辅助喷孔固定。

进一步地，所述螺旋桨叶的中心距离主喷口的距离为所述喷枪管道的管径的0.6～1.2倍。

进一步地，所述辅助喷孔开设于一开孔段，该开孔段起始于喷枪管道主喷口，长度为喷枪管道的管径的1.5～2倍。

进一步地，所述开孔段的开孔率为15～30％，开孔孔径为10～20mm。

进一步地，所述开孔段上的辅助喷孔在开孔段的外圆周面均布。

进一步地，所述开孔段上的各辅助喷孔的孔径一致。

进一步地，所述开孔段上的开孔率沿主喷口的氧化空气喷射方向逐渐降低。

进一步地，所述开孔段上的辅助喷孔的孔径沿主喷口的氧化空气喷射方向逐渐减小。

通过采取上述技术方案，加装螺旋搅拌装置，螺旋桨叶自身无需配置动力驱动，在氧化空气压力和脱硫吸收塔的螺旋搅拌器搅动双重作用力下，自由被动旋转，由此充分破碎较大的气泡，加强氧化空气与浆液的气液接触，使得氧化空气更有效利用，同时对在喷枪管道的侧壁开设辅助喷孔，让氧化空气从单一出口变成多个开孔出口，能形成更好的氧化空气分配，提高氧化空气的吸收反应效率，一定程度上降低氧化风机设计风量，从而降低因氧化风机产生的电耗。

附图说明

图1为本发明一实施例中脱硫吸收塔氧化空气喷枪的结构示意图。

图2为图1中I部放大示意图。

附图标记说明：

1-脱硫吸收塔；2-喷枪管道；3-螺旋搅拌器；4-辅助喷孔；5-螺旋桨叶；6-安装轴。

具体实施方式

工作原理：

脱硫吸收塔所配置的传统氧化空气喷枪，氧化空气通常由一个出口喷出，鼓入气泡较大，吸收率偏低，即使通过在氧化空气喷枪的出口配置螺旋搅拌器将大气泡绞碎，氧化空气与脱硫吸收塔浆液的接触反应面积仍然没有达到最大化，无法实现氧化空气与脱硫吸收塔浆液的最佳接触反应效果，为了确保氧化效果，就需要增大氧化空气风机的功率，这样一来将会提高电能消耗，不符合节能减排的初衷。

而采用本发明的氧化空气喷枪，氧化空气不仅从一个主出口喷出，还从多个辅助喷孔喷出，同时配置螺旋桨叶，在氧化空气压力和吸收塔搅拌器搅动双重作用力下，螺旋桨叶进行被动旋转扰动，使得氧化空气泡在脱硫吸收塔浆液中破裂为非常小的氧化空气泡，使氧化空气充分与脱硫吸收塔浆液接触反应，从而加速其在脱硫吸收塔浆液中的扩散速率，达到增强氧化作用的效果，同时降低了系统电耗。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1：

如图1及图2所示，在本实施例中提供的脱硫吸收塔氧化空气喷枪，包括：

喷枪管道2，具有位于管道端部的一主喷口及开设于喷枪管道侧壁的多个辅助喷孔4；

设置于喷枪管道2内的螺旋搅拌装置，包括安装轴6及设置于安装轴上的螺旋桨叶5，安装轴6的两端固定于喷枪管道2的内壁。

以某2×300MW机组脱硫为例，采用若干传统氧化空气喷枪，只有一个氧化空气喷口，氧化空气在吸收塔搅拌器作用下分散程度低，需要的氧化风机流量为10300Nm³/h，压头为96kPa，电耗为556kw。而布置同样数量的上述实施例描述的脱硫吸收塔氧化空气喷枪，具体地，开设辅助喷孔，辅助喷孔开设于一开孔段，该开孔段起始于喷枪管道主喷口，长度为喷枪管道的管径的1.8倍，辅助喷孔的规格孔径均为15mm，开孔率20％左右，设置螺旋浆叶的直径为喷枪管道直径的60％、螺旋桨叶的轴线方向与吸收塔中配置在主喷口处的螺旋搅拌器3轴线方向一致，叶片数量为3个，螺旋桨叶的中心距离主喷口的距离为喷枪管道的管径的0.9倍。由于氧化作用更加充分，提升了喷淋浆液氧化吸收率约15％，氧化风机流量可降低为8250Nm³/h，能够将风机的风量降低20％，压头为96kPa，电耗为445kw；单台电耗降低111kw，2台合计减少222kw的电耗，节省电耗约20％。

实施例2：

以同一2×300MW机组脱硫为例，脱硫吸收塔氧化空气喷枪开设辅助喷孔，辅助喷孔开设于一开孔段，该开孔段起始于喷枪管道主喷口，长度为喷枪管道的管径的1.5倍，辅助喷孔的规格孔径均为30mm，开孔率15％左右，设置螺旋浆叶的直径为喷枪管道直径的55％、螺旋桨叶的轴线方向与吸收塔中配置在主喷口处的螺旋搅拌器轴线方向一致，叶片数量为4个，螺旋桨叶的中心距离主喷口的距离为喷枪管道的管径的1.2倍。由于氧化作用更加充分，提升了喷淋浆液氧化吸收率约16％，氧化风机流量可降低为8150Nm³/h，能够将风机的风量降低22％，压头为96kPa，电耗为435kw；单台电耗降低121kw，2台合计减少242kw的电耗，节省电耗约21％。

实施例3：

以同一2×300MW机组脱硫为例，脱硫吸收塔氧化空气喷枪开设辅助喷孔，辅助喷孔开设于一开孔段，该开孔段起始于喷枪管道主喷口，长度为喷枪管道的管径的2倍，辅助喷孔的规格孔径均为15mm，开孔率10％左右，设置螺旋浆叶的直径为喷枪管道直径的60％、螺旋桨叶的轴线方向与吸收塔中配置在主喷口处的螺旋搅拌器轴线方向一致，叶片数量为3个，螺旋桨叶的中心距离主喷口的距离为喷枪管道的管径的0.6倍。由于氧化作用更加充分，提升了喷淋浆液氧化吸收率约13％，氧化风机流量可降低为7850Nm³/h，能够将风机的风量降低18％，压头为96kPa，电耗为412kw；单台电耗降低94kw，2台合计减少188kw的电耗，节省电耗约17％。

上述实施例中，开孔段上的辅助喷孔在开孔段的外圆周面均布，并且，开孔段上的各辅助喷孔的孔径一致。

在另外的一些实施例中，通过调整辅助喷孔的布置方式和开孔率，能够进一步地提高氧化空气与浆液的反应效率，具体做法是：开孔段上的开孔率沿主喷口的氧化空气喷射方向逐渐降低。开孔段上的辅助喷孔的孔径沿主喷口的氧化空气喷射方向逐渐减小。随着氧化空气压力的逐渐降低，减小辅助喷空的孔径和/或降低开孔率，适应压力变化，氧化空气的压力变化趋于稳定，通过螺旋桨叶的扰动、绞碎作用，氧化空气气泡更加微小、尺寸均一，有利于充分接触反应，通过工程实际验证，将上述调整方式应用于前述的三个实施例中，均能进一步降低电耗，降低幅度约为5％。

显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。