烟塔合一脱硫烟气除雾系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烟塔合一脱硫烟气除雾系统，属于烟气净化技术领域。该装置包括吸收塔筒体、锥形封头和塔顶烟囱入口环形烟道，其中锥形封头套设在吸收塔筒体的上端，塔顶烟囱入口环形烟道的下端套设在吸收塔筒体上端以及锥形封头的外部；塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在锥形封头的下边沿与吸收塔筒体的外侧壁之间设置有若干除雾装置，塔顶烟囱入口环形烟道的底部设置有冷凝浆液排放口；除雾装置包括竖向设置的筒体，筒体内自上而下设置有分别包括第一级和第二级固定叶片的第一级和第二级旋流板除雾器，第一级固定叶片和第二级固定叶片均为逆时针旋转。本实用新型可以提高烟气净化程度、消除二次污染。
【专利说明】
烟塔合一脱硫烟气除雾系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及烟气净化技术领域，特别是指一种烟塔合一脱硫烟气除雾系统。
【背景技术】
[0002]我国火电厂、钢铁行业烧结机烟气脱硫的主流技术是石灰石-石膏法。结合中国国情，为了降低工程造价、避免热的原烟气与冷的脱硫后烟气换热用的旋转蓄热式换热器GGH的腐蚀、密封泄漏和堵塞，在消化吸收引进国外技术的基础上加以改进，多采用吸收塔前不设GGH，吸收塔内顶部不设湿式电除尘器，改设折流板式除雾器。这一技术脱硫效率较高，运行也很稳定，但在削减了大量二氧化硫的同时，由于脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶析出，产生了众所周知的“石膏雨”，即产生大量形成雾霾天气的PM2.5因子，从而助长了雾霾的发生。可以说，这个装置也是一个PM2.5发生器和大型空气加湿器。
[0003]目前国内现有大型燃煤机组大多采用石灰石-石膏法脱硫工艺，目前常采用的湿法脱硫净烟气的除尘除雾工艺路线为“除雾器+湿式静电”，采用该工艺路线，可以达到脱硫塔出口烟气烟尘含量<5mg/Nm3的效果，但是，湿式静电除尘器造价高昂，运行电耗巨大，运行维护复杂。现有产品在使用过程中，会产生“石膏雨”，造成二次污染。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种提高烟气净化程度、消除二次污染的烟塔合一脱硫烟气除雾系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下:
[0006]—种烟塔合一脱硫烟气除雾系统，包括吸收塔筒体、锥形封头和塔顶烟囱入口环形烟道，其中:
[0007]所述锥形封头套设在所述吸收塔筒体的上端，所述塔顶烟囱入口环形烟道的下端套设在所述吸收塔筒体上端以及所述锥形封头的外部；
[0008]所述塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在所述锥形封头的下边沿与所述吸收塔筒体的外侧壁之间设置有若干除雾装置，所述塔顶烟囱入口环形烟道的底部设置有冷凝浆液排放口 ；
[0009]所述除雾装置包括竖向设置的筒体，所述筒体的上方设置有入口，下方设置有出口，所述筒体内自上而下设置有第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，所述第一级旋流板除雾器包括第一级固定叶片，所述第二级旋流板除雾器包括第二级固定叶片，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均为顺重力场逆时针旋转。
[0010]进一步的，所述第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，所述第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，所述第二级固定叶片与设备水平面的夹角为22±1°。
[0011]进一步的，所述筒体内在所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器之间设置有第一级净化烟气通道，所述筒体内在所述第二级旋流板除雾器的下方设置有第二级净化烟气通道，所述第一级净化烟气通道和第二级净化烟气通道均为上面直径小、下面直径大的圆锥体。
[0012]进一步的，所述筒体的下方设置有汇液收缩截面斜筒管，所述汇液收缩截面斜筒管连接有竖向的降液管。
[0013]进一步的，所述吸收塔筒体的上端为吸收塔圆形筒体顶部收缩段，所述锥形封头为顶角为90°的折边锥形封头，所述塔顶烟囱入口环形烟道为空瓶形烟气出口烟囱外壳体。
[0014]进一步的，所述锥形封头的内部上端与所述吸收塔筒体的上端出气口之间设置有脱硫烟气稳流锥。
[0015]进一步的，所述锥形封头的侧壁与所述吸收塔筒体的侧壁之间设置有烟气导流板。
[0016]进一步的，所述除雾装置均匀分布在所述吸收塔筒体外部的两个同心圆上。
[0017]进一步的，塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在所述锥形封头的下边沿设置有连接所述吸收塔筒体外侧壁的密封板，所述密封板上设置有圆孔，所述除雾装置穿设在所述密封板上。
[0018]本实用新型具有以下有益效果:
[0019]本实用新型在使用时，向上流动的携带脱硫石膏浆液的烟气从吸收塔筒体的入口进入，由于锥形封头套设在吸收塔筒体的上端，当烟气流至吸收塔筒体的上端时，烟气会沿着吸收塔筒体和锥形封头之间的腔室进入除雾器，依次通过第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，烟气经过两级固定叶片时均为逆时针方向旋转，通过第一级旋流板除雾器时，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力的联合作用，雾滴所受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的大部分的浆液夹带，脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中的其余部分的浆液夹带，使得脱硫烟气进一步得到净化，冷凝浆液从冷凝浆液排放口排出，净化后的烟气从塔顶烟囱入口环形烟道上部的出口排出，从而彻底消除了石灰石-石膏法产生的“石膏雨”，达到气固、气液分离的目的，消除了二次污染。本实用新型中，分离净化后的烟气直接从塔顶烟囱入口环形烟道上部的出口排至大气中。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的烟塔合一脱硫烟气除雾系统的整体结构示意图；
[0021]图2为本实用新型的烟塔合一脱硫烟气除雾系统的除雾装置的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型的烟塔合一脱硫烟气除雾系统的脱硫烟气稳流锥壳体的剖视图；
[0023]图4为本实用新型的烟塔合一脱硫烟气除雾系统的除雾器的第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器的结构示意图；
[0024]图5为本实用新型的烟塔合一脱硫烟气除雾系统的除雾器的烟气导流板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0026]—种烟塔合一脱硫烟气除雾系统，如图1-5所示，包括吸收塔筒体1、锥形封头4和塔顶烟囱入口环形烟道5，其中:
[0027]锥形封头4套设在吸收塔筒体I的上端，塔顶烟囱入口环形烟道5的下端套设在吸收塔筒体I上端以及锥形封头4的外部；
[0028]塔顶烟囱入口环形烟道5的下端内部在锥形封头4的下边沿与吸收塔筒体I的外侧壁之间设置有若干除雾装置3，塔顶烟囱入口环形烟道5的底部设置有冷凝浆液排放口 2;
[0029]除雾装置3包括竖向设置的筒体12，筒体12的上方设置有入口，下方设置有出口，筒体12内自上而下设置有第一级旋流板除雾器15和第二级旋流板除雾器13，第一级旋流板除雾器包括第一级固定叶片18，第二级旋流板除雾器包括第二级固定叶片21，第一级固定叶片15和第二级固定叶片13均为顺重力场逆时针旋转。
[0030]本实用新型在使用时，向上流动的携带脱硫石膏浆液的烟气从吸收塔筒体的入口进入，由于锥形封头套设在吸收塔筒体的上端，当烟气流至吸收塔筒体的上端时，烟气会沿着吸收塔筒体和锥形封头之间的腔室进入除雾器，依次通过第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，两级旋流板除雾器的旋转方向均为逆时针方向旋转，通过第一级旋流板除雾器时，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力的联合作用，雾滴所受到的离心力增大至其重力的数十至数百倍，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的大部分的浆液夹带，脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中的其余部分的浆液夹带，使得脱硫烟气进一步得到净化，冷凝浆液从冷凝浆液排放口排出，净化后的烟气从塔顶烟囱入口环形烟道上部的出口排出，从而彻底消除了石灰石-石膏法产生的“石膏雨”，达到气固、气液分离的目的，消除了二次污染。
[0031]本实用新型中的冷凝浆液排放口可以为4根沿圆周均匀分布的无缝钢管，其作用是将除雾装置脱除的含有脱硫石膏的冷凝浆液送至吸收塔底部的氧化池，并继续处理。
[0032]作为本实用新型的一种改进，第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角优选为20±1°，第一级固定叶片与设备水平面的夹角可以为28±1°，第二级固定叶片与设备水平面的夹角可以为22±1°。这种角度的设置可以使得烟气通过第一固定板叶片和第二级固定叶片产生的离心力尽可能的达到更大，使得筒体内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除脱硫烟气中的绝大部分的浆液夹带，使得脱硫烟气的净化效果达到最优。在具体设计时，一种优选的设计方式如下:第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，这种设计可以使得除雾器在高效工作的同时，烟气受到的阻力较小，达到初步分离烟气的作用。第二级旋流板叶片与设备水平面的夹角为22±1°。
[0033]作为本实用新型的另一种改进，筒体12内在第一级旋流板除雾器15和第二级旋流板除雾器13之间优选设置有第一级净化烟气通道14，筒体12内在第二级旋流板除雾器13的下方优选设置有第二级净化烟气通道11，第一级净化烟气通道14和第二级净化烟气通道11均可以为上面直径小、下面直径大的圆锥体。具体的，第二级净化烟气通道的下出口可以向一侧弯曲。
[0034]为了脱除脱硫烟气中的冷凝浆液，筒体12的下方可以设置有汇液收缩截面斜筒管10,汇液收缩截面斜筒管10可以连接有竖向的降液管9，汇液收缩截面斜筒管汇集第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器分离出来的冷凝浆液，使其从降液管排出。经过浆液管后的冷凝浆液可以被送至吸收塔底部的氧化池，做进一步的净化处理，达到较彻底的消除“石膏雨”的目的。净化后的烟气再向上流动，通过烟囱排至大气。本实用新型中的降液管可以为无缝钢管。
[0035]烟气通过第一级旋流板除雾器的流速可以大于等于20m/s，通过第二级旋流板除雾器的流速可以大于等于25m/s。
[0036]为了提高脱硫烟气的流速，吸收塔筒体的上端可以为吸收塔圆形筒体顶部收缩段;为了为脱硫烟气流动提高导向，锥形封头可以为顶角为90°的折边锥形封头;塔顶烟囱入口环形烟道可以为空瓶形烟气出口烟囱外壳体，是收集冷凝浆液的容器，也是净化后的烟气通过烟囱排放至大气的过渡段。
[0037]本实用新型中，锥形封头4的内部上端与吸收塔筒体I的上端出气口之间可以设置有脱硫烟气稳流锥7。脱硫烟气稳流锥为旋压制作，可以起到为脱硫烟气导向和稳流的作用，引导携带冷凝浆液的脱硫烟气进入除雾器。
[0038]为了使脱硫烟气向圆周斜下方均匀分布并逆时针转流动，实现脱硫烟气与冷凝浆液的初步分离，如图5所示，锥形封头4的侧壁与吸收塔筒体的侧壁之间优选设置有烟气导流板6。烟气导流板可以为数十?数百个均匀分布的弧形板组成的圆弧形烟气导流板。
[0039]本实用新型中，除雾装置可以均匀分布在所述吸收塔筒体外部的两个同心圆上。这样保证可以彻底脱除脱硫烟气中的含有脱硫石膏的冷凝浆液，还可以提高工作效率。
[0040]为了进一步保证脱硫烟气可以经过除雾器净化后排出，塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在锥形封头的下边沿设置有连接吸收塔筒体外侧壁的密封板8，密封板上设置有圆孔，除雾装置穿设在密封板上。这样可以使得下行的脱硫烟气被连接板阻隔，确保脱硫烟气经过除雾器净化后排至塔顶烟囱入口环形烟道中。
[0041 ]优选的，如图4所示，第一级和第二级旋流板除雾器的中轴可以采用如下结构:上部为球形封头22、中部为圆筒体短节20、下部为圆锥壳体19，第一级固定叶片18和第二级固定叶片21均等距切向的设置在圆筒体短节的周围，第一级固定叶片18和第二级固定叶片21的周围设置有罩筒17，罩筒上部还设置有烟气导向锥壳体16。当然，第一级和第二级旋流板的中轴也可以采用本领域人员容易想到的其他方式。
[0042]本实用新型的一个具体实施例如下:下行烟气以20m/s以上的流速通过第一级旋流板除雾器，烟气中的带有脱硫石膏浆液的微小雾滴被甩至件12与件14之间，由于受到离心力、地磁场力、烟气的曳力以及附壁效应的联合作用，雾滴所受到的离心力增大至其重力的数十?数百倍，使得流道内的雾滴加速碰撞凝聚成大液滴，从而脱除了脱硫烟气中?75%的浆液夹带;脱硫烟气又以更高的流速通过第二级旋流板除雾器，进一步脱除了脱硫烟气中?25%的浆液夹带，使得脱硫烟气再次得到净化，从而彻底地消除了石灰石-石膏法产生的“石膏雨”。净化后的烟气通过烟囱排放至大气。含有脱硫石膏的冷凝浆液通过降液管，再汇集进入冷凝浆液排放口回送至吸收塔底部的氧化池，进一步处理。
[0043]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0044]1.脱硫烟气通过均匀分布的数十条圆弧形烟气导流板，向圆周斜下方均匀分布并逆时针旋转流动。烟气中的脱硫石膏冷凝浆液微雾受到烟气曳力和流体力学附壁效应的双重作用，在圆弧形流道内加剧碰撞，微雾聚集，液滴直径增大，汇集在圆弧形烟气导流板的壁面上，被初步分离。
[0045]2.顺重力场旋流板除雾器流体阻力小，它不仅将轴向流动的烟气变为逆时针的旋转流动，而且极大地提高了烟气中石膏浆液雾滴的离心力，对于实现高效气液分离极为有利。
[0046]3.烟气在旋流板除雾器组合的逆时针的旋转流动强制作用、以及烟气的曳力和地磁场力的联合作用下，烟气的切向流速不断提升，有利于雾滴加速碰撞凝聚，从而有效提高本装置的气液分离效率。
[0047]4.本装置取代了石灰石-石膏法脱硫塔内通常采用的传统的“折流板式除雾器”，可以取消冲洗水装置，简化了操作程序，减少装置运行故障点，并可有效节省装置的水耗与能耗，降低装置运行成本。
[0048]5.比照最近多家环保设备公司极力推崇的湿式电除尘器，本发明装置投资远远低于湿式电除尘器，不增加新的占地面积，却能达到几乎与湿式电除尘器相同的分离效果，性价比非常高。
[0049]6.由于本装置烟气的流向与重力加速度方向相同，充分发挥了顺重力场的优势，因此特命名为“烟塔合一顺重力场旋流板除雾器”。
[0050]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，包括吸收塔筒体、锥形封头和塔顶烟囱入口环形烟道，其中: 所述锥形封头套设在所述吸收塔筒体的上端，所述塔顶烟囱入口环形烟道的下端套设在所述吸收塔筒体上端以及所述锥形封头的外部； 所述塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在所述锥形封头的下边沿与所述吸收塔筒体的外侧壁之间设置有若干除雾装置，所述塔顶烟囱入口环形烟道的底部设置有冷凝浆液排放口； 所述除雾装置包括竖向设置的筒体，所述筒体的上方设置有入口，下方设置有出口，所述筒体内自上而下设置有第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器，所述第一级旋流板除雾器包括第一级固定叶片，所述第二级旋流板除雾器包括第二级固定叶片，所述第一级固定叶片和第二级固定叶片均为顺重力场逆时针旋转。2.根据权利要求1所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述第一级和第二级固定叶片与设备水平中心线的夹角为20±1°，所述第一级固定叶片与设备水平面的夹角为28±1°，所述第二级固定叶片与设备水平面的夹角为22±1°。3.根据权利要求1所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述筒体内在所述第一级旋流板除雾器和第二级旋流板除雾器之间设置有第一级净化烟气通道，所述筒体内在所述第二级旋流板除雾器的下方设置有第二级净化烟气通道，所述第一级净化烟气通道和第二级净化烟气通道均为上面直径小、下面直径大的圆锥体。4.根据权利要求3所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述筒体的下方设置有汇液收缩截面斜筒管，所述汇液收缩截面斜筒管连接有竖向的降液管。5.根据权利要求1所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述吸收塔筒体的上端为吸收塔圆形筒体顶部收缩段，所述锥形封头为顶角为90°的折边锥形封头，所述塔顶烟囱入口环形烟道为空瓶形烟气出口烟囱外壳体。6.根据权利要求1-5中任一所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述锥形封头的内部上端与所述吸收塔筒体的上端出气口之间设置有脱硫烟气稳流锥。7.根据权利要求6所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述锥形封头的侧壁与所述吸收塔筒体的侧壁之间设置有多个烟气导流板。8.根据权利要求6所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述除雾装置均匀分布在所述吸收塔筒体外部的两个同心圆上。9.根据权利要求6所述的烟塔合一脱硫烟气除雾系统，其特征在于，所述塔顶烟囱入口环形烟道的下端内部在所述锥形封头的下边沿设置有连接所述吸收塔筒体外侧壁的密封板，所述密封板上设置有圆孔，所述除雾装置穿设在所述密封板上。
【文档编号】B01D45/14GK205598776SQ201620009590
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】刁经中, 赵钰慧, 黄灵芝
【申请人】北京博朗环境工程技术股份有限公司, 刁经中