一种新型吸收成套装置的制作方法

本发明属于脱硫塔烟气传质装置技术领域，具体涉及一种低压力降，传质效率高，不易结垢和堵塞，脱硫效果好、除雾效率高，维护方便，能够保证脱硫塔连续可靠运行的新型吸收成套装置。

背景技术：

热电厂、热力供暖公司、水泥厂、化工厂以及企业自备电厂的尾气脱硫装置，主体大多为脱硫吸收塔，其内部包含有格栅、鼓泡、分液柱等传质装置。分气传质装置通常包括：填料装置、多孔板结构、筛板、格栅、鼓泡结构等等。这些传统的分气传质装置结构复杂，制作工艺繁琐，气体流动的阻力大，对脱硫系统的整体压力降影响很大，使用效果差；并且，增加了对引风机输出功率的要求，严重耗损能源。

另外，随着电厂、热力供暖公司脱硫除雾装置运行时间的加长，经常出现脱水效率下降，除雾元件变形、脱落，甚至叶片破损等状况；从而导致结垢、堵塞等现象的发生。脱水装置两侧的压差不断增大，致使排出的净烟气含水率升高，影响脱硫塔的脱硫效果。出现这种情况时，生产设备需要被迫停机，以对脱水装置进行冲洗作业，严重影响生产的连续性，且存在安全隐患。而且，现有技术的脱水装置在布置结构、除雾效果和日常维护等方面都存在缺陷。故有必要对现有脱硫塔内的烟气传质装置予以改进。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，提供一种低压力降，传质效率高，不易结垢和堵塞，脱硫效果好、除雾效率高，维护方便，能够保证脱硫塔连续可靠运行的新型吸收成套装置。

本发明所采用的技术方案是：该新型吸收成套装置包括布置在吸收塔主体内的喷淋装置和脱水装置，脱水装置设置在喷淋装置的上方，其特征在于：所述喷淋装置包括沿烟气流动方向平行布置的第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层，且第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层的结构相同，均包括支撑框架、喷淋主管和喷淋支管；所述支撑框架由若干条平行布置的支撑主梁构成，支撑主梁之间设置有连接辅梁；所述喷淋主管沿与支撑主梁相平行的方向设置在支撑框架的中部，喷淋主管的一端设置有喷淋液接口，喷淋主管的另一端为封闭端；喷淋主管的两侧分别设置有若干条喷淋支管，喷淋主管和喷淋支管分别通过紧固件与支撑框架相连；喷淋主管和各喷淋支管上，分别设置有若干个出液口竖直向下布置的高效喷嘴；所述平行设置、且结构相同的第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层分别交错布置；所述设置在喷淋装置上方的脱水装置，包括沿烟气流动方向平行布置的一级脱水层和二级脱水层，二级脱水层位于一级脱水层的上方；所述一级脱水层由一级叶片支撑架构成，一级叶片支撑架内设置有若干个等间距布置的一级脱水叶片，两个相邻的一级脱水叶片之间设置有竖直布置的一级脱水通道；所述一级脱水叶片的多折向截面结构包括梯形折弯段，梯形折弯段的两端分别设置有平直连接段ⅰ，梯形折弯段的折弯处设置有一级挡片；一级脱水叶片分别通过两端的平直连接段ⅰ与一级叶片支撑架相连；所述二级脱水层由二级叶片支撑架构成，二级叶片支撑架内设置有若干个等间距布置的二级脱水叶片，两个相邻的二级脱水叶片之间设置有竖直布置的二级脱水通道；所述二级脱水叶片的多折向截面结构包括梯形双折弯段，梯形双折弯段的两端分别设置有平直连接段ⅱ，梯形双折弯段的上折弯处设置有二级挡片；二级脱水叶片分别通过两端的平直连接段ⅱ与二级叶片支撑架相连；所述一级脱水层和二级脱水层分别通过脱水层支撑架与吸收塔主体的内壁相连；一级脱水层的下方设置有一级下部反冲洗层，一级脱水层的上方设置有一级上部反冲洗层；二级脱水层的下方、一级上部反冲洗层的上方，则设置有二级下部反冲洗层，二级脱水层的上方设置有二级上部反冲洗层；所述一级下部反冲洗层、一级上部反冲洗层、二级下部反冲洗层和二级上部反冲洗层，分别由若干条反冲洗水管构成，反冲洗水管的一端设置有冲洗液接口，反冲洗水管的另一端为封闭端；每条反冲洗水管上，均设置有若干个等间距布置、且出水口朝向相应脱水层的反冲洗喷淋头；各反冲洗层的反冲洗水管分别通过反冲洗支撑架与吸收塔主体的内壁相连。

所述喷淋装置的高效喷嘴由喷头和连接端构成，连接端与喷头之间设置有内收段；喷头内部设置有椭球形腔体，椭球形腔体的出液口与连接端的进液口相互垂直布置。以利用高压喷淋液经由高效喷嘴内收段、在喷头椭球形腔体内的回转喷射，于出液口形成液雾，并通过液滴与烟气的充分接触，来完成传质过程。

所述脱水装置的各反冲洗层反冲洗水管上设置的反冲洗喷淋头，包括喷淋头主体；喷淋头主体的出水端，设置有若干个、可拆卸式连接的反冲洗喷嘴。以便在脱水装置上、下两侧压差偏大时，对一级脱水层和二级脱水层进行冲洗；在保证脱水装置出口液滴含量符合排放标准的同时，将脱水层上沉积的灰垢冲洗干净。

所述喷淋装置的喷淋主管和各喷淋支管的封闭端，分别通过连接支座与吸收塔主体的内壁相连。以增强喷淋主管和喷淋支管的连接稳固性。

所述脱水装置一级脱水层与一级下部反冲洗层之间、以及二级脱水层与二级上部反冲洗层之间的吸收塔主体内壁上，分别设置有差压变送器。以实时监控脱水装置上、下两侧的压差变化，并通过各反冲洗层，对一级脱水层和二级脱水层进行冲洗；从而有效地避免脱水装置堵塞现象的发生，确保烟气脱水效果。

所述喷淋装置第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层所处位置的吸收塔主体的外侧，分别设置有检修入口；所述脱水装置一级脱水层和二级脱水层所处位置的吸收塔主体的外侧，也分别设置有检修入口。以方便喷淋装置各部件、以及脱水装置脱水层和反冲洗层各部件的安装，并便于使用过程中的维护。

所述喷淋装置第一喷淋层与第二喷淋层之间的交错夹角为15度；第二喷淋层与第三喷淋层之间的交错夹角也为15度。以通过各喷淋层分开角度的安装，合理分布喷雾量，使烟气与雾滴充分、均匀地接触，提升覆盖率；并且使吸收塔主体的受力更加均衡，确保装置的稳定运行。

本发明的有益效果：由于本发明采用由结构相同的第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层构成的喷淋装置，第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层支撑框架的中部，分别设置有喷淋主管；喷淋主管的两侧分别设置有喷淋支管，喷淋主管和各喷淋支管上分别设置有若干个高效喷嘴；平行设置的第一喷淋层、第二喷淋层和第三喷淋层分别交错一定角度布置；脱水装置包括由一级叶片支撑架构成的一级脱水层，一级叶片支撑架内设置有若干个一级脱水叶片，两个相邻的一级脱水叶片之间设置有一级脱水通道；二级脱水层由二级叶片支撑架构成，二级叶片支撑架内设置有若干个二级脱水叶片，两个相邻的二级脱水叶片之间设置有二级脱水通道；一级脱水层的上方和下方，分别设置有一级上部反冲洗层和一级下部反冲洗层；二级脱水层的上方和下方，则分别设置有二级上部反冲洗层和二级下部反冲洗层；各反冲洗层若干个反冲洗水管上布置有反冲洗喷淋头的结构形式，所以其具有如下优点。

1、喷淋覆盖率大、运行稳定。本装置采用由喷淋主管、喷淋支管、高效喷嘴组成的喷淋网状系统，喷淋装置各层分开角度安装，使烟气流向与雾滴充分均匀接触，不留死角，覆盖率达220%～300%，且各层分开角度安装也让脱硫吸收塔本体的受力更加均衡化，达到稳定运行的效果；稳定性是其它吸收形式的三到五倍。

2、低压力降、节约能源。本装置经过理论计算以及多次实验测算，其阻力≤160pa；相对其他分气传质装置动辄300pa以上乃至1000pa的阻力，本装置基本不会对脱硫系统产生大耗能影响，节约水电等能源。

3、传质效率和脱硫效率高。经喷淋装置多层喷淋层喷淋下来的脱硫吸收液与进入塔内不断上升的烟气进行接触，在局部可视为通径大→小→大的文丘里式变化；从低流速变为高流速，打散薄液层，形成无数细小雾滴，大大增加气液接触的表面积，提高传质效率，并可直接从脱硫效率上的增加反映出来。可在同等条件下，提高脱硫效率到90%～95%。

4、脱水效率高。经喷淋装置喷淋下来的脱硫吸收液，随脱硫后的烟气、以一定的速度依次通过脱水装置一级脱水层和二级脱水层上的多折向脱水叶片。由于烟气被快速、连续地改变运动方向，故因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到脱水装置的多折向脱水叶片上、进而被捕集下来；在上一折弯处、未被除去的液滴，在下一个折弯处经过相同的作用而被捕集，进而增加了雾沫被捕集的机会，有效提高了除雾效率。被捕集的雾滴汇集成水流，依靠重力的作用、下落至浆液池内，从而实现气液的分离，使流经脱水装置的烟气达到除雾要求后排出。气体通过脱水装置后，基本上不含雾沫；可在同等条件下，提高脱水效率40%～50%。

5、脱水装置不易结垢和堵塞。各反冲洗层反冲洗水管上设置的反冲洗喷淋头，能够在脱水装置上、下两侧压差偏大时，对一级脱水层和二级脱水层进行冲洗，从而将脱水层上沉积的灰垢冲洗干净，并保证脱水装置出口液滴含量符合排放标准。

6、设计合理，结构紧凑，操作简便，系统阻力小，使用可靠性高；另外，由于各部分组件均采用方便拆卸的模块化结构，所以维护简便，运行费用低。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1中的喷淋装置的一种结构示意图。

图3是图2沿a-a线的剖视图。

图4是图3中的支撑框架的一种结构示意图。

图5是图3中的高效喷嘴的一种结构示意图。

图6是图5的d向视图。

图7是图2沿b-b线的剖视图。

图8是图2沿c-c线的剖视图。

图9是图1中的脱水装置的一种结构示意图。

图10是图9沿e-e线的剖视图。

图11是图9沿f-f线的剖视图。

图12是图11中的反冲洗喷淋头的一种结构示意图。

图13是图9中g处的局部结构放大视图。

图14是图13中的一级脱水叶片的一种结构示意图。

图15是图9中h处的局部结构放大视图。

图16是图15中的二级脱水叶片的一种结构示意图。

图中序号说明：1吸收塔主体、2进烟口、3喷淋装置、4脱水装置、5出烟口、6第一喷淋层、7第二喷淋层、8第三喷淋层、9支撑框架、10检修入口、11喷淋液接口、12喷淋主管、13喷淋支管、14高效喷嘴、15紧固件、16支撑主梁、17连接辅梁、18连接支座、19连接端、20内收段、21喷头、22椭球形腔体、23出液口、24一级下部反冲洗层、25一级脱水层、26一级上部反冲洗层、27二级下部反冲洗层、28二级脱水层、29二级上部反冲洗层、30差压变送器、31反冲洗水管、32冲洗液接口、33反冲洗支撑架、34反冲洗喷淋头、35脱水层支撑架、36喷淋头主体、37反冲洗喷嘴、38一级叶片支撑架、39一级脱水叶片、40一级脱水通道、41平直连接段ⅰ、42梯形折弯段、43一级挡片、44二级叶片支撑架、45二级脱水叶片、46二级脱水通道、47平直连接段ⅱ、48梯形双折弯段、49二级挡片。

具体实施方式

根据图1～16详细说明本发明的具体结构。该新型吸收成套装置包括布置在吸收塔主体1内的喷淋装置3和脱水装置4，其中，脱水装置4布置在喷淋装置3的上方。喷淋装置3包括沿烟气流动方向、相互平行布置在吸收塔主体1内部的第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8；并且，平行布置的第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8的结构相同，均包括用于支撑喷淋管路的支撑框架9、用于输送含有脱硫剂的喷淋液的喷淋主管12，以及用于形成网状喷淋系统的喷淋支管13。喷淋层的支撑框架9由若干条平行布置的支撑主梁16构成，支撑主梁16的两端分别与吸收塔主体1的内壁相连，且各支撑主梁16之间，分别设置有若干个、用于增加支撑框架9结构强度的连接辅梁17。

喷淋装置3输送喷淋液的喷淋主管12，沿与支撑主梁16相平行的方向设置在支撑框架9的中部位置（沿吸收塔主体1截面的直径布置）；喷淋主管12的一端，设置有用于与输送管路相连的喷淋液接口11，喷淋主管12的另外一端为封闭端。喷淋主管12的两侧，分别设置有若干条、用于形成网状喷淋系统的喷淋支管13，且喷淋主管12和各个喷淋支管13分别通过紧固件15、与支撑框架9的支撑主梁16和连接辅梁17相连接。喷淋主管12两端部的两侧、以及各喷淋支管13的两侧，分别设置有若干个出液口23竖直向下布置的高效喷嘴14。高效喷嘴14包括相互垂直布置的喷头21和连接端19，连接端19与喷头21之间还设置有用于增加液体流压的内收段20。高效喷嘴14的喷头21内部，设置有能够使液体在其内部加速回旋的椭球形腔体22；椭球形腔体22的出液口23与连接端19的进液口相互垂直布置，便于喷淋液流出过程中、与椭球形腔体22内壁的接触。以利用含有脱硫剂的高压喷淋液经由高效喷嘴14内收段20、在喷头21椭球形腔体22内的回转喷射，于出液口23形成液雾；再通过液滴与烟气的高效混合接触，脱除so2等酸性气体。

为了合理分布喷淋装置3的喷雾量，使烟气与雾滴充分、均匀地接触，平行设置、且结构相同的第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8分别交错一定角度布置。根据具体的使用需要，第一喷淋层6与第二喷淋层7之间的交错夹角，以及第二喷淋层7与第三喷淋层8之间的交错夹角，均为15度。以通过各喷淋层分开角度的安装，提升覆盖率；并且使吸收塔主体1的受力更加均衡，确保装置的稳定运行。

出于增强喷淋装置3喷淋主管12和喷淋支管13连接稳固性的目的，喷淋主管12和各喷淋支管13的封闭端，分别通过连接支座18与吸收塔主体1的内壁相连接。另外，为了方便第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8各部件的安装，各个喷淋层所处位置的吸收塔主体1的外侧，分别设置有便于操作人员进入的检修入口10，以利于使用过程中的维护。

设置在喷淋装置3上方的脱水装置4包括一级脱水层25和二级脱水层28，一级脱水层25和二级脱水层28沿烟气流动方向、平行布置在吸收塔主体1内，且二级脱水层28位于一级脱水层25的上方。一级脱水层25的下方设置有用于冲洗一级脱水层25下侧的一级下部反冲洗层24，一级脱水层25的上方设置有用于冲洗一级脱水层25上侧的一级上部反冲洗层26；二级脱水层28的下方、位于一级上部反冲洗层26上方的位置，则设置有用于冲洗二级脱水层28下侧的二级下部反冲洗层27，二级脱水层28的上方设置有用于冲洗二级脱水层28上侧的二级上部反冲洗层29。

出于实时监控脱水装置4上、下两侧压差变化的目的，一级脱水层25与其下方一级下部反冲洗层24之间的吸收塔主体1内壁上，设置有用于监控脱水装置4下侧压力的差压变送器30；二级脱水层28与其上方二级上部反冲洗层29之间的吸收塔主体1内壁上，设置有用于监控脱水装置4上侧压力的差压变送器30。以通过差压变送器30返回的压力数据，利用各反冲洗层、分别对一级脱水层25和二级脱水层28进行冲洗，从而有效地避免脱水装置4堵塞现象的发生，确保烟气脱水效果。为了方便脱水层和反冲洗层各部件的安装、便于使用过程中的维护，一级脱水层25和二级脱水层28所处位置的吸收塔主体1的外侧，分别设置有检修入口10。

脱水装置4的一级脱水层25由用于布置脱水叶片的一级叶片支撑架38构成，一级叶片支撑架38内设置有若干个等间距布置的一级脱水叶片39；两个相邻的一级脱水叶片39之间，设置有竖直布置、用于烟气流动的一级脱水通道40。一级脱水叶片39的多折向截面结构由梯形折弯段42构成，梯形折弯段42的两端分别设置有平直连接段ⅰ41，梯形折弯段42的折弯处设置有利于大颗粒雾滴汇集成流的一级挡片43；每个一级脱水叶片39分别通过两端的平直连接段ⅰ41与一级叶片支撑架38相连接。

脱水装置4的二级脱水层28由二级叶片支撑架44构成，二级叶片支撑架44内设置有若干个等间距布置的二级脱水叶片45；两个相邻的二级脱水叶片45之间，设置有竖直布置、用于烟气流动的的二级脱水通道46，且二级脱水通道46的宽度比一级脱水通道40的宽度要小。二级脱水叶片45的多折向截面结构由连续折弯的梯形双折弯段48构成，梯形双折弯段48的两端分别设置有平直连接段ⅱ47，梯形双折弯段48的上折弯处设置有利于小颗粒雾滴汇集成流的二级挡片49；每个二级脱水叶片45分别通过两端的平直连接段ⅱ47与二级叶片支撑架44相连接。一级脱水层25和二级脱水层28，分别通过与一级叶片支撑架38和二级叶片支撑架44相连的脱水层支撑架35、与吸收塔主体1的内壁相连接。能够理解的是，根据具体的使用需要，一级脱水层25和二级脱水层28上设置的若干个一级脱水叶片39和二级脱水叶片45，均可以采用方便拆卸的模块化布置结构，以便于维护。

用于冲洗一级脱水层25的一级下部反冲洗层24和一级上部反冲洗层26，以及用于冲洗二级脱水层28的二级下部反冲洗层27和二级上部反冲洗层29，分别由四条等间距布置的反冲洗水管31构成；反冲洗水管31的一端，设置有用于与冲洗液管路相连的冲洗液接口32，反冲洗水管31的另外一端为封闭端。每条反冲洗水管31上，均设置有若干个等间距布置、且出水口朝向相应脱水层的反冲洗喷淋头34。反冲洗喷淋头34由喷淋头主体36构成，喷淋头主体36的出水端，设置有三个沿同一圆周、等夹角布置的反冲洗喷嘴37；各个反冲洗喷嘴37可拆卸式连接在喷淋头主体36的出水端。以便在脱水装置4上、下两侧压差偏大时，对脱水装置4一级脱水层25和二级脱水层28进行冲洗。脱水装置4各反冲洗层的反冲洗水管31，分别通过反冲洗支撑架33与吸收塔主体1的内壁相连接。

该新型吸收成套装置使用时，首先，将喷淋装置3分别交错一定角度布置的第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8，沿烟气流动方向、平行设置在吸收塔主体1内部进烟口2上方的位置。然后，再将脱水装置4一级脱水层25、二级脱水层28，以及一级下部反冲洗层24、一级上部反冲洗层26和二级下部反冲洗层27、二级上部反冲洗层29，分别按照前述的布置方式和位置，安装于吸收塔主体1内部、喷淋装置3的上方。

经由输送管路将含有脱硫剂的喷淋液，分别输送到喷淋装置3第一喷淋层6、第二喷淋层7和第三喷淋层8的喷淋主管12；之后，喷淋液通过设置在喷淋主管12和各喷淋支管13上的高效喷嘴14，在各喷淋层形成网状喷淋系统。从进烟口2进入到吸收塔主体1内的烟气，在塔内匀速上升，通过与各喷淋层液滴的高效混合接触，形成良好的气液接触反应界面，从而脱除烟气中的so2等酸性气体。

随后，经喷淋装置3喷淋下来的脱硫吸收液，随脱硫后的烟气、以一定的速度通过脱水装置4一级脱水层25的一级脱水通道40；由于烟气在一级脱水通道40内，被快速、连续地改变运动方向，故因离心力和惯性的作用，烟气内大颗粒雾滴撞击到一级脱水层25的多折向一级脱水叶片39上、进而被捕集下来。之后，在一级脱水层25内、未被除去的小颗粒雾滴继续上升，经过二级脱水层28的二级脱水通道46；由于二级脱水层28的二级脱水通道46具有双折弯结构、且间距较小，所以利于对小颗粒雾滴的捕集，有效提高除雾效率。

经过脱水装置4的一级脱水层25和二级脱水层28后，烟气中大部分液滴都会被除掉，只有极少部分液滴会继续随烟气经出烟口5排入大气，且这部分液滴也符合现有行业排放标准。并且，在新型吸收成套装置的运行过程中，根据具体使用需要，脱水装置4用于冲洗一级脱水层25下侧的一级下部反冲洗层24，可每间隔30分钟进行1分钟的连续冲洗；用于冲洗一级脱水层25上侧的一级上部反冲洗层26，可每间隔60分钟进行1分钟的连续冲洗。用于冲洗二级脱水层28下侧的二级下部反冲洗层27，可每间隔90分钟进行1分钟的连续冲洗；而用于冲洗二级脱水层28上侧的二级上部反冲洗层29，可结合巡检情况进行手动冲洗。以在脱水装置4上、下两侧压差偏大时，对一级脱水层25和二级脱水层28进行冲洗，以将各层脱水层上沉积的灰垢冲洗干净，防止脱水层堵塞现象的发生，提升装置的使用可靠性。