专利名称：旋流整流气液吸收塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气液传质、传热设备，特别涉及一种高效的旋流整流气液吸收塔，适用于工业烟气净化吸收装置。
背景技术：
气液传质、传热设备，用来进行气液两相之间进行紧密接触，达到相间传质及传热的目的，可用作精馏、吸收、解吸和萃取等工作。在大气污染控制领域，工业烟气净化吸收装置广泛使用的石灰石/石灰-石膏湿法喷淋吸收塔，其吸收剂石灰石/石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在浆液中易产生饱和结晶，造成除雾器等设备的结垢堵塞，大大降低石灰石/石灰-石骨烟气湿法喷淋吸收塔的可用率。目前广泛使用的喷淋吸收塔还有以下缺陷 (I)喷淋吸收塔的吸收效率低。烟气通常从单侧进入，造成吸收塔内部烟气分布不均，各处的流速不同、液气比不同，气液传质效果差。另外，为了防止除雾器负荷过大、保证气液逆流吸收，通常采用雾滴粒径较大的浆液喷嘴，造成气液反应表面积小。(2)能耗大、投资高、运行费用高。由于浆液喷嘴的雾滴粒径较大，只好采用较大的液气比，使得吸收塔的浆液循环泵流量大，相应的管道、喷嘴等增多增大。针对喷淋塔技术的缺陷，中国实用新型CN201115813Y “气动脱硫塔”提出在塔内设置由多个气动脱硫单元所并联成的组合段，进行高效率脱硫，有效克服了除尘负荷过重、液气比高的弊端。但该实用新型存在组合段内气液接触不佳、烟气停留时间短等不足。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有喷淋塔技术的不足，提出一种高效、节能、可靠、适应性强的旋流整流气液吸收塔，解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短而导致吸收效率低的问题。本实用新型旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔,塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。所述的立式吸收塔，其塔体截面可以是圆形或矩形，气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同，典型的布置方式是每相邻的两圈倾斜气体导管倾斜方向相反，形成更优化的气体流动状况。倾斜气体导管的直径、数量和倾斜角度需要经过计算机多次模拟和优化才能确定。倾斜气体导管的长径比为O. 5 2，倾斜角度(见附图6中α角)为30 60°。所述的旋流整流隔板的数量可以是一个或多个，每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。[0012]所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层，也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。所述的立式吸收塔，其气体进口管和气体出口管的布置可以是气体进口管布置在下方、气体出口管布置在上方，也可以是气体进口管布置在上方、气体出口管布置在下方。本实用新型的有益效果是I、吸收效率高。(I)气体通过旋流整流隔板之后，完全消除了位于吸收塔侧面的气体进口管道形成的偏流，气体分布均匀，各处的液气比接近相同，提高了气液接触效果。(2)大直径气体导管既作为气体通道，又同时作为液体流动通道，并由于气体导管的倾斜放置，形成液幕，进一步增强了气液接触效果。(3)气体通过旋流整流隔板之后，气体形成旋流流场，吸收塔中部还可以同时形成相反的流动方向，延长了气体停留时间。(4)可利用多级的原理，布置多个旋流整流隔板，每个旋流整流隔板将前一级的气体重新混合、汇集后送入下 游，完全消除了气液接触死区，这种各级效率的叠加可实现很高的吸收效率。2、除尘效率高。气体通过旋流整流隔板时，流速可达15 20m/s，形成强烈的湍流流动状态，使大量的烟尘得以除去。3、塔径小，投资费用低。本实用新型的吸收塔的空塔表观流速可达6m/s，而传统的喷淋塔最佳流速为3 4m/s左右。较高的空塔表观流速可使吸收塔的直径减小，降低造价。4、能耗低。气体的旋流流动，延长了雾滴悬浮时间，提高了气液接触表面积，可在要求相同吸收效率的条件下，选用较小的液气比，每级可选为2至4L/Nm3，远低于传统湿法脱硫中每一层喷淋层的液气比，因此相应的浆液循环泵流量小，价格较低，消耗电能也少。5、结构简单，便于制作、安装。本实用新型不设精细、微小构件，可用不锈钢管和板材制作、安装。6、适应性好。由于形成了独特的气体流场，提高了气液传质、传热速率，可适应大范围变化的气体流量、不同的有害气体浓度，提高了运行操作弹性。7、可靠性高。(I)倾斜气体导管流通截面积较大，而且具有自冲洗作用，不易堵塞。
(2)旋流整流隔板将气体重新混合、汇集，完全消除了气液接触死区，个别喷嘴堵塞对吸收效率的影响很小。(3)由于气体导管的倾斜放置，上、下开孔隔板的开孔率较高，不易形成大面积的沉积。8、便于吸收塔防腐施工、检修等工作的进行。旋流整流隔板整体强度高，进行吸收塔的防腐施工、检修时，可以不用搭建脚手架。
图I是本实用新型实施例I的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。图2是本实用新型实施例2的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。图3是本实用新型实施例3的旋流整流气液吸收塔的结构示意图。图4是本实用新型实施例I的旋流整流隔板结构外观三维渲染轴侧图。图5是本实用新型实施例I的旋流整流隔板结构外观三维渲染俯视图。图6是本实用新型的倾斜气体导管结构示意图。图中1、立式吸收塔；2、气体进口管道；3、气体出口管道；4、旋流整流隔板；4_1、上开孔隔板；4_2、下开孔隔板；4-3、倾斜气体导管；5、浆液喷嘴组；6、除雾器；7、浆液池。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。实施例I :如图I、图4和图5所示，本吸收塔I下部侧面设有两根气体进口管道2，吸收塔I顶部设有除雾器6，气体在塔内发生气液吸收反应、除雾后经气体出口管道3排出。本吸收塔I布置一个旋流整流隔板4，包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3。旋流整流隔板4上部、下部均布置进行水平喷雾的浆液喷嘴组5。吸收塔I底部设置浆液池7。实施例2 :与实施例I基本相同，如图2所示。与实施例I略有不同，本实施例的吸收塔I下部侧面设有一根气体进口管道2，布置两个旋流整流隔板4。吸收塔I底部不设置浆液池。本实施例适用于较高的入口气体有害气体浓度，两个旋流整流隔板4形成两级吸收塔，可以满足达标排放。 实施例3 :与实施例I基本相同，如图3所示。与实施例I略有不同，本实施例的吸收塔I的旋流整流隔板4仅上部布置的浆液喷嘴组5，浆液喷嘴组5为布置于吸收塔I内部的浆液喷淋层。旋流整流隔板4布置多圈倾斜方向相反的倾斜气体导管4-3，由气体进口管道2侧面进入吸收塔I的气体经过旋流整流隔板4后，消除了气体偏流，气体分布趋于均匀，有利于气液高效吸收。旋流整流气液吸收塔工程应用如下。燃煤锅炉参数两台25T/h循环流化床锅炉，标况烟气量2X25000Nm3/h，入口烟气温度 120°C左右，SO2 浓度 250(T3000mg/Nm3。选取吸收塔表观烟气流速为4. 2m/s,设计吸收塔直径2. 6m，吸收塔下部对称布置两根气体入口管道，顶部一根气体出口管道。考虑烟气中较高SO2浓度，本工程采用两级吸收塔。旋流整流隔板包含两圈倾斜方向相反的倾斜气体导管，内圈4根、外圈6根，长径比约为I. 5，倾斜角度45°，其中的气体流速为13m/s。经计算机数值模拟和现场测定，旋流整流隔板上部的气体流场为约1/2半径至壁面的范围内，形成旋流流动，吸收塔中部约1/2半径范围内形成向下的流动。这种流场提高了气体停留时间，增强气液吸收反应效果在Ca/S摩尔比为1.03时，吸收效率可达到98%以上。
权利要求1.一种旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔，其特征在于所述塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。
2.根据权利要求I所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于所述立式吸收塔，其塔体截面可以是圆形或矩形，气体进口管或气体出口管可以是一根或多根。
3.根据权利要求I或2所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于所述的旋流整流隔板包含一圈或多圈的倾斜气体导管，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同；倾斜气体导管的长径比为O. 5 2，倾斜角度α为30 60°。
4.根据权利要求I或2所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于所述的旋流整流隔板的数量为I 5个,每个旋流整流隔板的上部或下部布置有衆液喷嘴组。
5.根据权利要求4所述的旋流整流气液吸收塔，其特征在于所述的浆液喷嘴组可以是布置于吸收塔内部的浆液喷淋层，也可以是布置于吸收塔竖直壁面上、进行水平或近似水平喷雾的喷嘴组。
专利摘要本实用新型涉及一种旋流整流气液吸收塔，包含立式吸收塔，塔体设有气体进口管和气体出口管，吸收塔内部设置旋流整流隔板，该隔板由上、下开孔隔板及连接上下开孔隔板的多根倾斜气体导管组成。倾斜气体导管为一圈或多圈，其中任意一圈或多圈的倾斜气体导管的倾斜方向与其余不同。旋流整流隔板的数量可以是一个或多个，每个旋流整流隔板的上部或下部布置有浆液喷嘴组。本实用新型解决了吸收塔内部烟气分布不均、烟气停留时间短的问题，吸收效率高、除尘效率高、塔径小、能耗低、结构简单、适应性好、可靠性高，特别适用于烟气湿法脱硫工艺。
文档编号B01D53/50GK202654927SQ201220229978
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者黄盛珠 申请人:黄盛珠