一种消除吸收塔出口处强烈震动的结构和方法与流程

本发明属于igcc电站中合成气cos水解处理技术领域，特别涉及一种消除吸收塔出口处强烈震动的结构和方法。

背景技术：

在igcc电站中，气化炉出口合成气的脱硫，主要是通过水解方式吸收合成气中的羰基硫(cos)。吸收塔的高度相对直径非常大，呈柱状。在吸收塔的出口处增加烟道除雾器，可以进一步提高cos吸收效率。由于吸收塔出口的横截面积小于烟道除雾器的横截面积，所以吸收塔的出口做成了喇叭口的形状。由于喇叭口的存在，使得此处流场存在一个不稳定的合成气漩涡，从而不仅增大了吸收塔的压降，而且会引起吸收塔强烈的震动，甚至会造成严重的事故。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种消除吸收塔出口处强烈震动的结构和方法，通过在吸收塔的出口处设置导流装置，用于消除气体漩涡，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种消除吸收塔出口处强烈震动的结构，吸收塔2的出口呈喇叭口形状，出口烟道8与吸收塔2塔体呈90°布置，在出口烟道8中喇叭口位置设置有若干对气体起导流作用的导流板6。

所述导流板6采用防腐材料制成或在表面喷涂防腐材料。

所述导流板6从上到下设置3～6组，每组根据安装条件由多块组成。

所述导流板6之间以及导流板6和出口烟道8侧墙之间留有微小缝隙。

所述导流板6沿合成气流动方向分为水平段和尾翼段，水平段的长度为与出口烟道8的入口水平段相同，尾翼段长度为0.1l2～0.2l2，与出口烟道8的喇叭口侧边平行，l2是出口烟道8的入口水平段长度与喇叭口段长度之和。

所述导流板6的水平段之间的间距以及导流板6的水平段和出口烟道8的入口水平段侧墙间距为非均匀布置，上面的间距小，下面的间距大。最上面的间距，即最上层导流板6和出口烟道8上侧墙的间距，为最小间距h1，h1＝0.1l1～0.2l1，最下面的间距，即最下层导流板6和出口烟道8下侧墙的间距，为最大间距h5，h5＝0.3l1～0.4l1，l1是出口烟道8的最小直径，即喇叭口入口直径，也即出口烟道8的入口水平段直径。

所述导流板6的尾翼段延长线至出口烟道8的喇叭口出口交线之间的间距为均匀布置。

所述吸收塔2包括进口烟道1进入吸收塔，依次经过托盘3、吸收层4、塔内除雾器5、烟道除雾器7和出口烟道8，原合成气由进口烟道1进入塔体，依次经过托盘3、吸收层4、塔内除雾器5、导流板6、烟道除雾器7和出口烟道8，最终形成净合成气排向大气。

本发明消除吸收塔出口处强烈震动的方法，利用导流板6对气体的导流作用，消除气体流动的漩涡，从而解决震动问题。

与现有技术相比，本发明能够合理分配吸收塔出口处的气体流场，可以完全消除吸收塔出口处喇叭口处的气流漩涡，从而消除震动，不仅实施方便而且效果明显，同时能够提供cos水解效率，还可以降低吸收塔的整体压降，节约能耗。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是导流板的布置图。

图3是改造前喇叭口处的流场。

图4是增加导流板后喇叭口处的流场。

图5是增加导流板后的整体模拟效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，一种消除吸收塔出口处震动的结构图，原合成气由进口烟道1进入吸收塔塔体，依次经过托盘3、吸收层4、塔内除雾器5、导流板6、烟道除雾器7，最终由出口烟道8排向大气。由于出口烟道8与塔体呈90°布置，且烟道除雾器7横截面积较大，吸收塔出口处呈喇叭口形状，所以吸收塔出口处极易产生一个气体漩涡，从而引发强烈震动。

通过模拟可以看到吸收塔出口处的漩涡如图3所示。从图3可以看出气体漩涡的位置主要在喇叭口内，主要是因为气体速度分布不均匀造成的，气体在上部的流速较高，下部流速较低。

则根据气体在横截面的大小分布，设计出非均匀布置的导流板组，一般从上到下设置3～6组，每组根据安装条件可由多块组成，导流板6采用防腐材料制成或在表面喷涂防腐材料。导流板6之间以及导流板6和出口烟道8侧墙之间留有微小缝隙。

根据图3设计出的导流板6如图2所示。沿气体流动方向可分位水平段和尾翼段。水平段的长度为与相应水平烟道相同，尾翼段长度为0.1l2～0.2l2。

为使得吸收塔出口处的气体速度均匀，设置导流板水平段的间距为非均匀布置，上面的间距小，下面的间距大，最上面的间距，即最小的间距h1，一般大小设置为0.1l1～0.2l1，最下面的间距，即最大的间距h5，一般大小设置为0.3l1～0.4l1；导流板的尾翼段延长线至水平烟道除雾器入口交线之间的间距为均匀布置，即间距h0相等。

对增加了导流板的吸收塔流场进行模拟，结果如图4所示，在吸收塔出口处，导流板6合理的分配了合成气量，气体流动漩涡完全消失。

增加了导流板后的吸收塔出口处的整体流场效果图如图5所示，气体流场均匀分布，而且吸收塔的压降显著降低，同时能够提供cos水解效率，效果显著。

技术特征：

技术总结
一种消除吸收塔出口处强烈震动的结构，在IGCC电站中，原合成气中的羰基硫(COS)由水解吸收塔进行吸收，原合成气由进口烟道进入塔内，由下到上依次经过托盘、吸收层、塔内除雾器、烟道除雾器、出口烟道，最终形成净合成气。由于吸收塔出口烟道与塔体呈90°布置，且烟道除雾器横截面积较大，吸收塔出口处呈喇叭口形状，所以吸收塔出口处极易产生一个气流漩涡，从而引发强烈震动。本发明通过在出口烟道中喇叭口位置设置有若干对气体起导流作用的非均匀布置导流板，可以消除吸收塔出口处喇叭口处的气流漩涡，从而消除震动，不仅实施方便而且效果明显，同时能够提供COS水解效率，还可以降低吸收塔的整体压降，节约能耗。

技术研发人员：史绍平;穆延非;闫姝;张波;陈新明
受保护的技术使用者：中国华能集团公司;中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：2017.09.22
技术公布日：2018.01.12