进气结构、催化法烟气脱硫装置以及脱硫方法与流程

进气结构、催化法烟气脱硫装置以及脱硫方法
1.本技术要求申请号为202120944544.9、申请日2021年4月30日、名称为“一种烟气脱硫装置”的中国首次申请的优先权。
技术领域
2.本发明涉及烟气脱硫的技术领域，尤其涉及催化法烟气脱硫的技术领域，具体而言，涉及进气结构、催化法烟气脱硫装置以及脱硫方法。


背景技术：

3.催化法烟气脱硫技术作为已知的一种尤其具有应用前景的脱硫技术，其基本原理是：增湿后的待脱硫烟气自下而上经过脱硫催化剂床层时，待脱硫烟气中的二氧化硫、水、氧气和硫酸雾被吸附在脱硫催化剂的表面和孔隙中，在低温条件下，二氧化硫被脱硫催化剂同步催化氧化生成硫酸，最终达到脱除二氧化硫和硫酸雾的脱硫效果。
4.在催化法烟气脱硫装置中，通常设置多个并联的脱硫反应器，进气主管中增湿后的待脱硫气体分流进入进气支管后输入至对应的脱硫反应器中，经多个脱硫反应器脱硫后的脱硫烟气汇集于原烟囱中排放或进入下一工段。在运行期间，脱硫反应器循环处于再生备用状态，此时，需要切断对应进气支管中待脱硫气体的流动。
5.传统切断方式为在进气支管上设置阀门，但是对于大型的脱硫装置，进气支管的管径较大，大大限制了阀门的选型、安装和维修。在增湿方式上，为了提升水蒸气与待脱硫烟气的混合效果，通常使增湿管道出气孔处的水蒸气和待脱硫烟气逆流接触，但是致使插入进气主管的增湿管道与待脱硫烟气的接触面被快速腐蚀。通常采用喷淋使脱硫催化剂再生，但是喷淋管线布置杂乱，不易安装和检修，管线和喷头易损坏且不易更换。喷淋产生的再生酸液易通过脱硫反应器上的进气口流入进气支管，造成进气支管出口端腐蚀。


技术实现要素：

6.第一方面，本发明的目的在于提供进气结构，以解决现有切断方式中阀门存在的选型、安装和维修困难的技术问题。
7.为了实现上述第一方面的目的，本发明提供了第一种进气结构，技术方案如下：
8.进气结构，用于向催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器中输入待脱硫气体，进气结构包括进气主管和进气支管，进气支管与脱硫反应器的数量适配；所述进气支管具有依次设于进气主管和脱硫反应器进气口之间的下降段和上升段。
9.进一步地是，下降段的输入端高于上升段的输出端；并且/或者，所述进气支管的管体上设有进液口和排液口。
10.进一步地是，所述进气支管的管体上还设有防止液封液体流入脱硫反应器的溢流口；并且/或者，所述进气支管呈u形。
11.进一步地是，所述溢流口和/或排液口与再生液槽联通，优选地，所述再生液槽为至少两个且硫酸浓度呈梯度变化，进气支管中的液封液体排入硫酸浓度最低的再生液槽
中。
12.进一步地是，所述进气支管包括依次连接的第一水平管、第一弯管、第一竖向管、第二弯管、第二水平管、第三弯管、第二竖向管、第四弯管和第三水平管；所述进液口优选设于第一竖向管上；所述排液口优选设于第二水平管上；所述溢流口优选设于第四弯管的下侧。
13.进一步地是，进液口顶部与第一水平管底部的高度差≥400mm，进液口底部与液封液面的高度差≥130mm。
14.进一步地是，第二水平管的长度为200～400mm；第二水平管的顶部与液封液面的间距≥350mm。
15.进一步地是，进气主管中的待脱硫气体流量为50000～450000m3/h，进气主管的管径为1200～3000mm，进气支管为至少四个，进气支管的管径为700～1500mm。
16.进一步地是，进气主管的顶部设有泄压组件，所述泄压组件包括第一管体和第一阀门；并且/或者，进气主管的底部设有积液排放组件，所述积液排放组件包括第二管体和第二阀门。
17.第二方面，本发明的目的在于提供进气结构，在解决现有切断方式中阀门存在的选型、安装和维修困难的技术问题的基础上，防止再生时进气支管中的液封液体流入进气主管中。
18.为了实现上述第二方面的目的，本发明提供了第二种进气结构，技术方案如下：
19.进气结构，用于向催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器中输入待脱硫气体，进气结构包括进气主管和进气支管，进气支管与脱硫反应器的数量适配；所述进气支管具有依次设于进气主管和脱硫反应器进气口之间的下降段和上升段，下降段的输入端高于上升段的输出端。
20.进一步地是，所述进气支管的管体上设有进液口和排液口；并且/或者，所述进气支管呈u形。
21.进一步地是，所述排液口与再生液槽联通，优选地，所述再生液槽为至少两个且硫酸浓度呈梯度变化，进气支管中的液封液体排入硫酸浓度最低的再生液槽中。
22.进一步地是，所述进气支管包括依次连接的第一水平管、第一弯管、第一竖向管、第二弯管、第二水平管、第三弯管、第二竖向管、第四弯管和第三水平管；所述进液口优选设于第一竖向管上；所述排液口优选设于第二水平管上。
23.进一步地是，进液口顶部与第一水平管底部的高度差≥400mm，进液口底部与液封液面的高度差≥130mm。
24.进一步地是，第二水平管的长度为200～400mm；第二水平管的顶部与液封液面的间距≥350mm。
25.进一步地是，所述第一竖向管的长度为1400～1800mm；第二竖向管的长度为400～600mm。
26.进一步地是，进气主管中的待脱硫气体流量为50000～450000m3/h，进气主管的管径为1200～3000mm，进气支管为至少四个，进气支管的管径为700～1500mm。
27.第三方面，本发明的目的在于提供进气结构，在解决现有切断方式中阀门存在的选型、安装和维修困难的技术问题的基础上，防止再生酸液流入进气支管而造成进气支管
出口端腐蚀。
28.为了实现上述第三方面的目的，本发明提供了第三种进气结构，技术方案如下：
29.进气结构，用于向催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器中输入待脱硫气体，进气结构包括进气主管和进气支管，进气支管与脱硫反应器的数量适配；所述进气支管具有依次设于进气主管和脱硫反应器进气口之间的下降段和上升段；进气结构还包括防止脱硫催化剂再生时所产生的再生酸液流入进气支管的防护组件。
30.进一步地是，所述防护组件包括设于脱硫反应器的进气口上方的挡板，挡板的宽度大于进气口的直径。
31.进一步地是，所述挡板沿进气口轴向的长度为400～600mm，挡板的两侧超出进气口的径向30～100mm。
32.进一步地是，所述防护组件包括与脱硫反应器的进气口连接的延长管，所述延长管的出口端面与水平面的夹角为锐角。
33.进一步地是，所述延长管的出口端面与水平面的夹角为30～60
°
；并且/或者，所述延长管的上侧的长度为400～600mm。
34.进一步地是，所述进气支管的管体上设有进液口和排液口；并且/或者，所述进气支管呈u形。
35.进一步地是，所述进气支管包括依次连接的第一水平管、第一弯管、第一竖向管、第二弯管、第二水平管、第三弯管、第二竖向管、第四弯管和第三水平管。
36.进一步地是，所述进液口设于第一竖向管上；所述排液口设于第二水平管上。
37.进一步地是，进气主管的顶部设有泄压组件，所述泄压组件包括第一管体和第一阀门；并且/或者，进气主管的底部设有积液排放组件，所述积液排放组件包括第二管体和第二阀门。
38.第四方面，本发明的目的在于提供进气结构，在解决现有切断方式中阀门存在的选型、安装和维修困难的技术问题的基础上，简化进气支管作为液封时的使用方式。
39.为了实现上述第四方面的目的，本发明提供了第四种进气结构，技术方案如下：
40.进气结构，用于向催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器中输入待脱硫气体，进气结构包括进气主管和进气支管，进气支管与脱硫反应器的数量适配；所述进气支管具有依次设于进气主管和脱硫反应器之间的下降段和上升段；所述进气支管的管体上设有进液口和排液口；进气结构还包括：输液组件，所述输液组件用于在对脱硫反应器内的脱硫催化剂进行再生时向对应的进气支管中输入液体进行液封；排液组件，所述排液组件用于在脱硫催化剂再生完成后排出进气支管中的液封液体。
41.进一步地是，脱硫装置具有两列间隔设置的脱硫反应器，所述进气主管设于两列脱硫反应器之间；并且/或者，下降段的输入端高于上升段的输出端。
42.进一步地是，脱硫装置具有至少两排间隔设置的脱硫反应器，底层的两个脱硫反应器的下方为再生液槽；并且/或者，所述进气主管和进气支管设于两列脱硫反应器的外侧。
43.进一步地是，所述输液组件包括：支撑板，所述支撑板跨接于位于顶层的两个脱硫反应器之间；水槽，所述水槽安装于所述支撑板上；第一输液管，所述第一输液管连接水槽和进液口；或者，所述输液组件包括：第二输液管，所述第二输液管连接清水液槽和进液口；
水泵，所述水泵将脱硫催化剂再生用水输入至进气支管中。
44.进一步地是，所述排液组件包括排液管，所述排液管连接排液口和再生液槽。
45.进一步地是，进气结构还包括控制进气支管内液封液体的输入量的控制结构；所述控制结构包括：第一检测器，用于检测待脱硫气体的流量或压力；第二检测器，用于检测进气支管内的液封液面高度；控制器，用于根据第一检测器和第二检测器的检测结果控制输液组件的启停。
46.进一步地是，所述进气支管呈u形。
47.进一步地是，所述进气支管包括依次连接的第一水平管、第一弯管、第一竖向管、第二弯管、第二水平管、第三弯管、第二竖向管、第四弯管和第三水平管，所述进液口设于第一竖向管上；所述排液口设于第二水平管上。
48.进一步地是，进气主管的顶部设有泄压组件，所述泄压组件包括第一管体和第一阀门；并且/或者，进气主管的底部设有积液排放组件，所述积液排放组件包括第二管体和第二阀门。
49.上述的四种进气结构在脱硫反应器脱硫时均能够将进气主管中的待脱硫气体输入至脱硫反应器中，同时，当脱硫反应器进行喷淋再生时，能够通过液封的方式切断待脱硫气体的流入，不仅气密性显著提升，而且避免阀门的安装和维护，使用更加方便。在此基础上，第二种进气结构的进气支管中下降段的输入端高于上升段的输出端，可以有效避免进气支管内的液封液体在压力作用下流入进气主管后对脱硫过程造成影响。第三种进气结构具有防止脱硫催化剂再生时所产生的再生酸液流入进气支管的防护组件，能够有效避免进气支管的出口端被喷淋产生的再生酸液所腐蚀。第四种进气结构具有输液组件和排液组件，便于快速建立和撤销进气支管的液封功能。
50.第五方面，本发明的目的在于提供增湿结构，以解决现有增湿方式中混合效果和防腐蚀效果难以兼顾的技术问题。
51.为了实现上述第五方面的目的，本发明提供了增湿结构，技术方案如下：
52.增湿结构，用于在催化法烟气脱硫装置中待脱硫气体进入填充有脱硫催化剂的脱硫反应器之前向输送待脱硫气体的进气主管中输入水蒸气，增湿结构包括：蒸汽输送管道，用于接收和输送水蒸气；增湿管道，所述增湿管道为至少两个且并联设置于蒸汽输送管道的输出端，所述至少两个增湿管道穿过进气主管的管壁后在进气主管的径向或轴向间隔排列；出气孔，所述出气孔间隔排列于伸入进气主管内部的增湿管道上，出气孔的开口方向不与待脱硫气体流动方向相对。
53.进一步地是，进气主管具有水平段和竖向段，增湿管道与水平段连接，竖向段上并联设置有多个与脱硫反应器连接的进气支管；增湿管道与进气主管转弯处的距离优选为5000～8000mm。
54.进一步地是，出气孔的开口朝向待脱硫气体流动方向。
55.进一步地是，增湿管道伸入进气主管的长度至少为进气主管直径的0.4倍；并且/或者，增湿管道的末端与进气主管管壁的间距≥50mm。
56.进一步地是，进气主管中的待脱硫气体流量为20000～450000m3/h，进气主管的管径为500～3000mm，蒸汽输送管道中水蒸气的流量为0.15～6t/h，增湿管道的排列间距为300～500mm，增湿管道的管径为80～150mm，出气孔的孔径为40～60mm，出气孔的排列间距
为100～300mm。
57.进一步地是，当增湿管道在进气主管的径向间隔排列时，外侧出气孔孔径大于内侧出气孔孔径；当增湿管道在进气主管的轴向间隔排列时，前端出气孔孔径大于后端出气孔孔径。
58.进一步地是，增湿结构还包括导向管，所述导向管安装于进气主管上预设的通孔上，增湿管道与导向管可拆卸连接；并且/或者，增湿管道与蒸汽输送管道可拆卸连接。
59.进一步地是，增湿结构还包括排水组件，所述排水组件包括排水管，所述排水管连接蒸汽输送管道和再生液槽；优选地，所述再生液槽为至少两个且硫酸浓度呈梯度变化，进气支管中的液体排入硫酸浓度最低的再生液槽中。
60.在上述增湿结构中，增湿管道穿过进气主管的管壁后在进气主管的径向或轴向间隔排列，能够显著提升水蒸气与待脱硫烟气的混合效果；同时，由于出气孔的开口方向不与待脱硫气体流动方向相对，因此，水蒸气与待脱硫烟气混合所产生的少量硫酸不易附着于增湿管道上，有效缓解增湿管道的腐蚀速度。
61.第六方面，本发明的目的在于提供喷淋结构，以解决现有再生方式中喷淋管线不易安装、检修和更换的技术问题。
62.为了实现上述第六方面的目的，本发明提供了第一种喷淋结构，技术方案如下：
63.喷淋结构，用于对催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器进行喷淋再生，喷淋结构包括喷淋管和喷头，喷淋管的数量与脱硫反应器的数量适配；喷淋管布置于脱硫反应器顶壁外侧，喷头布置于脱硫反应器顶壁内侧；喷淋管包括：进液主管，用于输送喷淋液；进液支管，进液支管为至少两个，所述至少两个进液支管并联设置于进液主管的输出端；喷淋机构，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋机构，所述喷淋机构的输出端与喷头连接；其中，每个脱硫反应器配置多排间隔设置且以脱硫反应器的中心对称排列的喷头。
64.进一步地是，当脱硫反应器的横截面为圆形时，所述进液支管为两个且以脱硫反应器的中心呈轴对称分布；每个进液支管具有横向管和纵向管，两个纵向管的输入端与进液主管连接，两个横向管平行排列；喷淋机构具有连接进液支管和喷头的喷淋支管。
65.进一步地是，在平行于横向管安装方向上，靠近脱硫反应器中心的两排喷头以脱硫反应器的中心呈中心对称分布，其余喷头呈轴对称分布；优选在每个横向管的两侧至少设置两排喷头；在平行于纵向管安装方向上，远离脱硫反应器中心的两排喷头以脱硫反应器的中心呈中心对称分布，其余喷头呈轴对称分布；优选使平行于纵向管安装方向的多排喷头呈等间距排列。
66.进一步地是，当脱硫反应器的横截面为矩形时，所述进液支管为三个且平行于脱硫反应器的侧边；喷淋机构具有连接进液支管和喷头的喷淋主管和喷淋支管，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋主管，每个喷淋主管配置至少两个并联设置喷淋支管；平行和垂直于进液支管安装方向上的喷头均以脱硫反应器的中心呈轴对称分布。
67.进一步地是，在平行于进液支管安装方向上，每个进液支管的一侧设置两排喷头；并且/或者，平行于进液支管安装方向的多排喷头呈等间距排列。
68.进一步地是，每个喷淋主管配置两个或四个喷淋支管，配置四个喷淋支管的喷淋主管的管径大于配置两个喷淋支管的喷淋主管的管径。
69.进一步地是，喷淋结构还包括进液总管，与脱硫反应器数量匹配的喷淋管并联后与进液总管连接；并且/或者，进液主管设于脱硫反应器上远离中心的边缘处。
70.进一步地是，喷淋管设于脱硫反应器的顶部，脱硫反应器的顶部开设有出气口和人孔，喷头与出气口的中心距和/或人孔的中心距≥150mm。
71.第七方面，本发明的目的在于提供喷淋结构，以解决现有再生方式中喷淋管线和喷头不易安装、检修和更换的技术问题。
72.为了实现上述第七方面的目的，本发明提供了第二喷淋结构，技术方案如下：
73.喷淋结构，用于对催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器进行喷淋再生，喷淋结构包括喷淋管和喷头，喷淋管的数量与脱硫反应器的数量适配；喷淋管布置于脱硫反应器顶壁外侧，喷头布置于脱硫反应器顶壁内侧；喷淋结构还喷头安装组件，喷头安装组件包括：水平管体，所述水平管体与喷淋管的输出端可拆卸连接；竖向管体，所述竖向管体的一端与水平管体连接，另一端与喷头连接并在穿过脱硫反应器顶部预留的通孔后伸入至脱硫催化剂的上方；预埋管，所述预埋管安装于所述通孔上，所述竖向管体与预埋管可拆卸连接。
74.进一步地是，所述水平管体与喷淋管通过第一法兰连接；并且/或者，所述竖向管体与预埋管通过第二法兰连接。
75.进一步地是，所述第一法兰和第二法兰的水平间距为100～1000mm。
76.进一步地是，所述水平管体与脱硫反应器顶部的距离为300～1200mm。
77.进一步地是，所述预埋管的高度为50～300mm。
78.进一步地是，喷头安装组件还包括连接水平管体和竖向管体的弯管管体。
79.进一步地是，所述喷淋管包括：进液主管，用于输送喷淋液；进液支管，进液支管为至少两个，所述至少两个进液支管并联设置于进液主管的输出端；喷淋机构，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋机构，所述喷淋机构的输出端与水平管体连接；其中，每个脱硫反应器配置多排间隔设置且以脱硫反应器的中心对称排列的喷头。
80.进一步地是，当脱硫反应器的横截面为圆形时，所述进液支管为两个且以脱硫反应器的中心呈轴对称分布；每个进液支管具有横向管和纵向管，两个纵向管的输入端与进液主管连接，两个横向管平行排列；喷淋机构具有连接进液支管和水平管体的喷淋支管；当脱硫反应器的横截面为矩形时，所述进液支管为三个且平行于脱硫反应器的侧边；喷淋机构具有连接进液支管和水平管体的喷淋主管和喷淋支管，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋主管，每个喷淋主管配置至少两个并联设置喷淋支管。
81.进一步地是，喷淋结构还包括进液总管，与脱硫反应器数量匹配的喷淋管并联后与进液总管连接；并且/或者，进液主管设于脱硫反应器上远离中心的边缘处。
82.第八方面，本发明的目的在于提供喷淋结构，以解决现有再生方式中喷淋管线和喷头不易安装、检修和更换以及喷头易损坏的技术问题。
83.为了实现上述第八方面的目的，本发明提供了第三喷淋结构，技术方案如下：
84.喷淋结构，用于对催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂的脱硫反应器进行喷淋再生，喷淋结构包括喷淋管和喷头，喷淋管的数量与脱硫反应器的数量适配；喷淋管布置于脱硫反应器顶壁外侧，喷头布置于脱硫反应器顶壁内侧；喷淋结构还包括喷头安装组件，喷头安装组件包括安装管；所述安装管的一端与喷淋管的输出端可拆卸连接，另一端与喷
头连接并在穿过脱硫反应器顶部的通孔后伸入至脱硫催化剂的上方；其中，所述安装管采用pp管，喷头采用pp喷头。
85.进一步地是，喷淋管的材质为玻璃钢；并且/或者，喷头为螺旋喷头。
86.进一步地是，喷头安装组件还包括预埋管，所述预埋管与脱硫反应器顶部预留的通孔连接，所述安装管与预埋管可拆卸连接。
87.进一步地是，安装管包括：水平管体，所述水平管体与喷淋管的输出端可拆卸连接；竖向管体，所述竖向管体的一端与水平管体连接，另一端与喷头连接；所述竖向管体与预埋管可拆卸连接。
88.进一步地是，所述水平管体与喷淋管通过第一法兰连接；并且/或者，所述竖向管体与预埋管通过第二法兰连接。
89.进一步地是，所述水平管体与脱硫反应器顶部的距离为300～1200mm；所述预埋管的高度为50～300mm；安装管还包括连接水平管体和竖向管体的弯管管体。
90.进一步地是，所述喷淋管包括：进液主管，用于输送喷淋液，进液主管设于脱硫反应器上远离中心的边缘处；进液支管，进液支管为至少两个，所述至少两个进液支管并联设置于进液主管的输出端；喷淋机构，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋机构，所述喷淋机构的输出端与安装管连接；其中，每个脱硫反应器配置多排间隔设置且以脱硫反应器的中心对称排列的喷头。
91.进一步地是，当脱硫反应器的横截面为圆形时，所述进液支管为两个且以脱硫反应器的中心呈轴对称分布；每个进液支管具有横向管和纵向管，两个纵向管的输入端与进液主管连接，两个横向管平行排列；喷淋机构具有连接进液支管和安装管的喷淋支管；当脱硫反应器的横截面为矩形时，所述进液支管为三个且平行于脱硫反应器的侧边；喷淋机构具有连接进液支管和安装管的喷淋主管和喷淋支管，每个进液支管配置至少两个并联设置的喷淋主管，每个喷淋主管配置至少两个并联设置喷淋支管。
92.进一步地是，安装管和喷头粘接。
93.在上述三种喷淋结构中，由于喷淋管布置于脱硫反应器顶壁外侧而喷头布置于脱硫反应器顶壁内侧，因此，便于喷淋管的布置、安装和检修。在第一种喷淋结构中，喷淋管采用进液主管、进液支管和喷淋机构使喷头以脱硫反应器的中心对称排列，不仅显著提升喷淋均匀性，而且显著简化了喷淋管线布置。在第二种喷淋结构中，水平管体与喷淋管的输出端可拆卸连接以及竖向管体与预埋管可拆卸连接，不仅可以快速安装喷头，而且能够单独更换损坏的的喷头，降低运营成本。第三种喷淋结构中，采用pp(聚丙烯)材质的安装管和喷头，防止安装管和喷头插入脱硫反应器顶部的通孔时撞击损坏，使用寿命更长。
94.第九方面，本发明的目的在于提供上述进气结构、增湿结构和喷淋结构的应用。
95.为了实现上述第九方面的目的，本发明首先提供了催化法烟气脱硫装置，技术方案如下：
96.催化法烟气脱硫装置，具有至少两个并联设置的脱硫反应器，脱硫反应器内填充有脱硫催化剂；还具有进气结构、增湿结构和喷淋结构中的任意几种，其中，进气结构为上述第一方面至第四方面中的任意一种进气结构，增湿结构为上述第五方面所述的增湿结构，喷淋结构为上述第六方面至第八方面中的任意一种喷淋结构。
97.为了实现上述第九方面的目的，本发明其次提供了脱硫方法，技术方案如下：
98.脱硫方法，采用上述的催化法烟气脱硫装置处理待脱硫气体。
99.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
100.构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
101.图1为本发明的进气结构的第一实施例的结构示意图。
102.图2为本发明的进气结构的第一实施例中进气支管的正视图。
103.图3为本发明的进气结构的第二实施例中进气支管的正视图。
104.图4为本发明的进气结构的第三实施例的结构示意图。
105.图5为本发明的进气结构的第三实施例中进气支管的正视图。
106.图6为本发明的进气结构的第四实施例中防护组件的一种实施方式的侧视图。
107.图7为本发明的进气结构的第四实施例中防护组件的另一种实施方式的侧视图。
108.图8为本发明的进气结构的第五实施例的结构示意图。
109.图9为本发明的增湿结构的第一实施例的结构示意图。
110.图10为本发明的增湿结构的第一实施例的剖视图。
111.图11为本发明的增湿结构的第一实施例的pid图。
112.图12为本发明的增湿结构的第二实施例的结构示意图。
113.图13为本发明的增湿结构的第三实施例的结构示意图。
114.图14为本发明的喷淋结构的第一实施例的俯视图。
115.图15为本发明的喷淋结构的第二实施例的俯视图。
116.图16为本发明的喷淋结构的第一实施例和第二实施例的正视图。
117.图17为本发明的喷淋结构的第三实施例的结构示意图。
118.上述附图中的有关标记为：
119.100-脱硫反应器，110-脱硫催化剂，120-出气口，130-人孔，200-进气主管，211-第一管体，212-第一阀门，221-第二管体，222-第二阀门，231-竖向段，232-水平段，300-进气支管，311-第一水平管，312-第一弯管，313-第一竖向管，314-第二弯管，315-第二水平管，316-第三弯管，317-第二竖向管，318-第四弯管，319-第三水平管，320-进液口，330-排液口，340-溢流口，351-挡板，352-延长管，410-水槽，420-清水液槽，430-再生液槽，440-产品回收槽，510-蒸汽输送管道，520-增湿管道，530-出气孔，540-导向管，551-截止阀，552-涡街流量计，553-疏水阀，600-喷淋管，610-进液主管，620-进液支管，621-纵向管，622-横向管，630-喷淋支管，640-喷淋主管，650-进液总管，710-安装管，711-水平管体，712-竖向管体，713-弯管管体，720-喷头，730-预埋管，741-第一法兰，742-第二法兰。
具体实施方式
120.下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
121.本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
122.此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
123.关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
124.图1为本发明的进气结构的第一实施例的结构示意图。图2为本发明的进气结构的第一实施例中进气支管的正视图。
125.如图1-2所示，本实施例的进气结构用于向催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂110的脱硫反应器100中输入待脱硫气体，进气结构包括进气主管200和进气支管300，进气支管300与脱硫反应器100的数量适配；其中，所述进气支管300具有依次设于进气主管200和脱硫反应器100进气口之间的下降段和上升段；所述进气支管300的管体上设有进液口320和排液口330。
126.由此，当对脱硫催化剂110进行再生时，从进液口320流入进气支管300的液体对进气支管300进行液封；脱硫催化剂110再生完成后，进气支管300内的液封液体从排液口330排出。
127.脱硫装置具有两列间隔设置以及至少两排间隔设置的脱硫反应器100，底层的两个脱硫反应器100的下方为再生液槽430，所述进气主管200和进气支管300设于两列脱硫反应器100的外侧。由此，不仅便于进气结构的安装，而且有助于节约脱硫装置的占地面积。
128.所述进气支管300呈u形，由此，不仅具有下降段和上升段，而且死角少，避免结垢。为了便于加工制造、搬运和安装，进气支管300具体包括依次连接的第一水平管311、第一弯管312、第一竖向管313、第二弯管314、第二水平管315、第三弯管316、第二竖向管317、第四弯管318和第三水平管319，其中，优选使第一弯管312、第二弯管314、第三弯管316和第四弯管318的尺寸相同。
129.所述进液口320设于第一竖向管313上，有助于防止液封液体流入进气主管200中。所述进液口320位于第一竖向管313的内侧，便于管线布置。
130.进液口320顶部与第一水平管311底部的高度差d1≥400mm，进液口320底部与液封液面的高度差d2≥130mm，由此，液封液体不易回流至进液口320和进气主管200中。
131.第一竖管和第二竖管的长度均为600～800mm，由此，可以确保较强的液封效果，且液封液体不易流入进气主管200中。
132.所述排液口330设于第二水平管315上，由此，便于排空液封液体。排液口330与再生液槽430联通，由此，可以回收少量的硫酸。
133.第二水平管315的长度d3为200～400mm，第二水平管315的顶部与液封液面的间距≥350mm，由此，液封液体具有足够的装填空间以确保液封效果。
134.进气主管200中的待脱硫气体流量为50000～450000m3/h，进气主管的管径为1200～3000mm，进气支管为至少四个，进气支管的管径为700～1500mm，由此，可以满足现有技术中待脱硫气体处理量不同的多种应用场景。
135.可选地，进气主管200的顶部设有泄压组件，所述泄压组件优选包括第一管体211
和第一阀门212，第一阀门212为球阀，由此，通过泄压组件可以降低管内压力，防止液封液体被压入脱硫反应器100中。优选将泄压组件与集气装置连接，使从泄压组件排出的少量气体集中后进行处理。
136.优选在进气主管200的底部设置积液排放组件，所述积液排放组件优选包括第二管体221和第二阀门222，第二阀门222为排水阀，第二管体221连接进气主管200和再生液槽430，由此，防止积液腐蚀进气主管200。
137.图3为本发明的进气结构的第二实施例中进气支管的正视图。
138.如图3所示，在第一实施例的基础上，本实施例的进气结构进一步具有如下设置：所述进气支管300的管体上还设有溢流口340，由此，当进气压力较大致使液封液体朝向脱硫反应器100进气口移动时，可以防止液封液体流入脱硫反应器100中。
139.所述溢流口340设于第四弯管318的下侧，这样既确保了溢流效果，又不会影响液封效果。溢流口340与再生液槽430联通，由此，可以回收少量的硫酸。
140.图4为本发明的进气结构的第三实施例的结构示意图。图5为本发明的进气结构的第三实施例中进气支管的正视图。
141.如图4-5所示，在第一实施例的基础上，本实施例的进气结构进一步具有如下设置：进气支管300的下降段的输入端高于上升段的输出端，由此，可以有效避免进气支管300内的液封液体在压力作用下流入进气主管200后对其它脱硫反应器100的脱硫过程造成影响。
142.所述第一竖向管313的长度d4为1400～1800mm，第二竖向管317的长度d5为400～600mm；与第一实施例相比：本实施例的第一竖向管313的长度更长，更便于设置进液口320，液封液体不易流入进气主管200和进液口320；并且，通过使第一竖向管313的长度大于第二竖向管317的长度达到使得进气支管300的下降段的输入端高于上升段的输出端的目的，不仅进一步防止液封液体流入进气主管200和进液口320，并且更加便于进气支管300的加工制造、搬运和安装。
143.在第三实施例的基础上，第四实施例的进气结构进一步具有如下设置：进气结构还包括防止脱硫催化剂110再生时所产生的再生酸液流入进气支管300的防护组件，由此，有效避免进气支管300的出口端被喷淋产生的再生酸液所腐蚀。
144.图6为本发明的进气结构的第四实施例中防护组件的一种实施方式的侧视图。
145.如图6所示，所述防护组件包括设于脱硫反应器100的进气口上方的挡板351，挡板351的宽度大于进气口的直径。当所述挡板351沿进气口轴向的长度d6为400～600mm，挡板351的宽度满足挡板351的两侧超出进气口的径向30～100mm时，对待脱硫气体在脱硫反应器100内的均匀扩散影响教小，且能有效将再生酸液与进气支管300的出口端相隔离。
146.图7为本发明的进气结构的第四实施例中防护组件的另一种实施方式的侧视图。
147.如图7所示，所述防护组件包括与脱硫反应器100的进气口连接的延长管352，所述延长管352的出口端面与水平面的夹角为锐角。当所述延长管352的出口端面与水平面的夹角θ为30～60
°
，所述延长管352的上侧的长度d7为400～600mm时，对待脱硫气体在脱硫反应器100内的均匀扩散影响教小，且再生酸液不易流入延长管352。
148.图8为本发明的进气结构的第五实施例的结构示意图。
149.如图8所示，在第三实施例的基础上，本实施例的进气结构进一步具有如下设置：
进气结构还包括输液组件和排液组件，所述输液组件用于在对脱硫反应器100内的脱硫催化剂110进行再生时向对应的进气支管300中输入液体进行液封，所述排液组件用于在脱硫催化剂110再生完成后排出进气支管300中的液封液体。
150.所述输液组件的一种实施方式为包括支撑板、水槽410和第一输液管，所述支撑板跨接于位于顶层的两个脱硫反应器100之间，所述水槽410安装于所述支撑板上，所述第一输液管连接水槽410和进液口320，由此，采用高位设置的水槽410使液封液体自流流入进气支管300，能够显著节约占地面积。
151.所述输液组件的另一种实施方式为包括第二输液管和水泵，所述第二输液管连接清水液槽420和进液口320，所述水泵将脱硫催化剂110再生用水输入至进气支管300中，由此，利用现有喷淋配套设施，节约设备投资成本。
152.所述排液组件包括排液管，所述排液管连接排液口330和再生液槽430。
153.为了根据进气压力自动控制进气支管300内液封液体的输入量，进气结构还包括控制结构，所述控制结构包括第一检测器、第二检测器和控制器，所述第一检测器用于检测待脱硫气体的流量或压力，所述第二检测器用于检测进气支管300内的液封液面高度，所述控制器用于根据第一检测器和第二检测器的检测结果控制输液组件的启停。
154.图9为本发明的增湿结构的第一实施例的结构示意图。图10为本发明的增湿结构的第一实施例的剖视图。图11为本发明的增湿结构的第一实施例的pid图(管道仪表流程图)。
155.如图9-11所示，本实施例的增湿结构均用于在催化法烟气脱硫装置中待脱硫气体进入填充有脱硫催化剂110的脱硫反应器100之前向输送待脱硫气体的进气主管200中输入水蒸气；增湿结构包括蒸汽输送管道510、增湿管道520和出气孔530；所述蒸汽输送管道510用于接收和输送水蒸气；所述增湿管道520为至少两个且并联设置于蒸汽输送管道510的输出端，所述至少两个增湿管道520穿过进气主管200的管壁后在进气主管200的轴向间隔排列；所述出气孔530间隔排列于伸入进气主管200内部的增湿管道520上，出气孔530的开口方向不与待脱硫气体流动方向相对。
156.由此，增湿管道520穿过进气主管200的管壁后在进气主管200的径向或轴向间隔排列，能够显著提升水蒸气与待脱硫烟气的混合效果；同时，由于出气孔530的开口方向不与待脱硫气体流动方向相对，因此，水蒸气与待脱硫烟气混合所产生的少量硫酸不易附着于增湿管道520上，有效缓解增湿管道520的腐蚀速度。当出气孔530的开口朝向待脱硫气体流动方向时，防腐蚀效果最好。
157.进气主管200具有水平段232和竖向段231，增湿管道520与水平段232连接，竖向段231上并联设置有多个与脱硫反应器100连接的进气支管300；增湿管道520与进气主管200转弯处的距离d8优选为5000～8000mm；由此，便于进气支管300的布置，有助于确保在待脱硫气体在流入脱离反应器之前与水蒸气均匀混合。
158.增湿管道520伸入进气主管200的长度d9至少为进气主管200直径的0.4倍，增湿管道520的末端与进气主管200管壁的间距d10≥50mm。由此，有助于使出气孔530在进气主管200的横截面上均匀布置，提升混合效果。
159.进气主管200中的待脱硫气体流量为20000～450000m3/h，进气主管200的管径为500～3000mm，蒸汽输送管道510中水蒸气的流量为0.15～6t/h，增湿管道520的排列间距
d11为300～500mm，增湿管道520的管径为80～150mm，出气孔530的孔径为40～60mm，出气孔530的排列间距d12为100～300mm，由此，可以满足现有技术中待脱硫气体处理量不同的多种应用场景。
160.外侧出气孔530孔径大于内侧出气孔530孔径，由此，水蒸气以不同的流速流出，有助于提升水蒸气扩散的均匀性，提升混合效果。
161.增湿结构还包括导向管540，所述导向管540安装于进气主管200上预设的通孔上，增湿管道520与导向管540可拆卸连接，增湿管道520与蒸汽输送管道510可拆卸连接。由此，便于对单个增湿管道520进行检修和更换。所述的可拆卸连接优选为法兰连接。
162.增湿结构还包括排水组件，所述排水组件包括排水管，所述排水管连接蒸汽输送管道510和再生液槽430。由此，防止冷凝水流入进气主管200造成腐蚀。
163.在蒸汽输送管道510上设有截止阀551和涡街流量计552，排水管上设有并联的截止阀551和疏水阀553，由此阻汽排气，提升安全性。
164.图12为本发明的增湿结构的第二实施例的结构示意图。
165.如图12所示，与第一实施例相比，本实施例的增湿结构具有的区别是：所述至少两个增湿管道520穿过进气主管200的管壁后在进气主管200的径向间隔排列；当增湿管道520在进气主管200的轴向间隔排列时，前端出气孔530孔径大于后端出气孔530孔径。
166.图13为本发明的增湿结构的第三实施例的结构示意图。
167.如图13所示，在第二实施例的基础上，本实施例的增湿结构进一步具有如下设置：进气主管200具有两个与竖向段231并联连接的水平段232，两个水平段232分别与不同工段的产气连接，增湿结构具有两组并联设置的增湿管道520，所述两组增湿管道520分别与所述两个水平段232连接。
168.图14为本发明的喷淋结构的第一实施例的俯视图。图15为本发明的喷淋结构的第二实施例的俯视图。图16为本发明的喷淋结构的第一实施例和第二实施例的正视图。
169.如图14-16所示，两个实施例的喷淋结构均用于对催化法烟气脱硫装置中填充有脱硫催化剂110的脱硫反应器100进行喷淋再生，喷淋结构包括喷淋管600和喷头720，喷淋管600的数量与脱硫反应器100的数量适配；喷淋管600布置于脱硫反应器100顶壁外侧，喷头720布置于脱硫反应器100顶壁内侧；喷淋管600包括进液主管610、进液支管620和喷淋机构；所述进液主管610用于输送喷淋液；所述进液支管620为至少两个，所述至少两个进液支管620并联设置于进液主管610的输出端；每个进液支管620配置至少两个并联设置的喷淋机构，所述喷淋机构的输出端与喷头720连接；其中，每个脱硫反应器100配置多排间隔设置且以脱硫反应器100的中心对称排列的喷头720。
170.喷淋结构还包括进液总管650，与脱硫反应器100数量匹配的喷淋管600并联后与进液总管650连接；由此，减少管线布置，减少设备投入；进液主管610设于脱硫反应器100上远离中心的边缘处，由此，避免影响喷头720的安装。
171.喷淋管600设于脱硫反应器100的顶部，脱硫反应器100的顶部开设有出气口120和人孔130，喷头720与出气口120的中心距和/或人孔130的中心距≥150mm。由此，避免喷头720对其它部件的使用造成影响。
172.如图14所示，当脱硫反应器100的横截面为圆形时，所述进液支管620为两个且以脱硫反应器100的中心呈轴对称分布；每个进液支管620具有横向管622和纵向管621，两个
纵向管621的输入端与进液主管610连接，两个横向管622平行排列；喷淋机构具有连接进液支管620和喷头720的喷淋支管630。
173.在平行于横向管622安装方向上，靠近脱硫反应器100中心的两排喷头720(即line1和line2上的三个喷头720)以脱硫反应器100的中心呈中心对称分布，其余喷头720呈轴对称分布；在每个横向管622的两侧至少设置两排喷头720；在平行于纵向管621安装方向上，远离脱硫反应器100中心的两排喷头720(即line3和line4上的三个喷头720)以脱硫反应器100的中心呈中心对称分布，其余喷头720呈轴对称分布；平行于纵向管621安装方向的多排喷头720呈等间距排列。此时，可以使喷头720均匀分布且简化喷淋管600布置。
174.如图15所示，当脱硫反应器100的横截面为矩形时，所述进液支管620为三个且平行于脱硫反应器100的侧边；喷淋机构具有连接进液支管620和喷头720的喷淋主管640和喷淋支管630，每个进液支管620配置至少两个并联设置的喷淋主管640，每个喷淋主管640配置至少两个并联设置喷淋支管630；平行和垂直于进液支管620安装方向上的喷头720均以脱硫反应器100的中心呈轴对称分布。
175.在平行于进液支管620安装方向上，每个进液支管620的一侧设置两排喷头720；平行于进液支管620安装方向的多排喷头720呈等间距排列。每个喷淋主管640配置两个或四个喷淋支管630，配置四个喷淋支管630的喷淋主管640的管径大于配置两个喷淋支管630的喷淋主管640的管径。此时，可以使喷头720均匀分布且简化喷淋管600布置。
176.进气主管200和进液总管650优选设于脱硫反应器100的同一侧(即图15中所示)，这样使进气方向和喷淋液流动方向异质，有助于提升喷淋效果。
177.优选使进液主管610的局部安装在脱硫反应器100上以提升喷淋管600的整体结构稳定性，因此，直接将进液总管650布置于两列脱硫反应器100之间，由此便于喷淋管600的布置。
178.在上述两个实施例中，无论横向和竖向排列的喷头720是否呈等间距排列，相邻两排喷头720的间距均需控制在300～1700mm，由此，喷淋效果好，有助于减少管线布置。
179.与第一实施例相比，第二实施例的横截面为矩形的脱硫反应器100不仅更便于喷淋管600的布置，更加美观，而且单位面积上能够装填更多的脱硫催化剂110，待脱硫气体处理量更大。
180.图17为本发明的喷淋结构的第三实施例的结构示意图。
181.如图17所示，在第一实施例或第二实施例的基础上，本实施例的喷淋结构进一步具有如下设置：喷淋结构还喷头安装组件，喷头安装组件包括水平管体711、弯管管体713、竖向管体712和预埋管730；所述水平管体711与喷淋管600的输出端通过第一法兰741连接；所述竖向管体712的一端与水平管体711连接，另一端与喷头720连接并在穿过脱硫反应器100顶部预留的通孔后伸入至脱硫催化剂110的上方；水平管体711和竖向管体712的通过弯管管体713连接；所述预埋管730安装于所述通孔上，所述竖向管体712与预埋管730第二法兰742连接。
182.由此，通过第一法兰741和第二法兰742即可快速安装和拆卸喷头安装组件和喷头720，实现单个喷头720的检修和更换。
183.所述第一法兰741和第二法兰742的水平间距d13为100～1000mm，所述水平管体711与脱硫反应器100顶部的距离d14为300～1200mm，所述预埋管730的高度d15为50～
300mm，由此，便于操作。
184.传统脱硫反应器100的壳体材质为玻璃钢，成本高且不利于喷淋结构的安装，为了降低设备投入成本以及提升喷头720的安装效率，优选使脱硫反应器100由混凝土浇筑而成，在浇筑前使预埋管730按照预设间距预先固定于钢筋上即可，浇筑完成后即形成呈一定间距排列的预埋管730，后续即可快速地安装喷头720。
185.在第一实施例或第二实施例的基础上，第四实施例的喷淋结构进一步具有如下设置：喷淋结构还包括喷头安装组件，喷头安装组件包括安装管710；所述安装管710的一端与喷淋管600的输出端可拆卸连接，另一端与喷头720连接并在穿过脱硫反应器100顶部的通孔后伸入至脱硫催化剂110的上方；其中，喷淋管600的材质为玻璃钢，所述安装管710采用pp管，喷头720采用pp喷头且为螺旋喷头，安装管710和喷头720粘接。由此，安装管710和喷头720的使用寿命更长，且安装更加快捷和美观。
186.为了便于安装和拆卸喷头720，喷头安装组件和安装管710可采用第三实施例中便于拆装的设置，即喷头安装组件由安装管710和预埋管730构成，安装管710包括水平管体711、弯管管体713和竖向管体712。当采用第一实施例或第二实施例的喷淋管600使，水平管体711与喷淋支管630连接。
187.所述喷淋优选采用梯级喷淋(具体可以参照申请号为202120944544.9、名称为“一种烟气脱硫装置”的中国实用新型专利文件所公开的图3和图4)，即进行多次喷淋，多次喷淋所采用的喷淋液的硫酸浓度依次降低，首次喷淋产生的再生酸液则作为成品硫酸回收，其余再生酸液则作为下一阶段再生的喷淋液使用。如图8所示，多个再生液槽430水平并列设置在最下层脱硫反应器100的下方并储存浓度不同的稀硫酸作为喷淋液，例如，硫酸浓度：1#＜2#＜3#＜4#，喷淋时依次将4#、3#、2#和1#中的喷淋液泵入需再生的脱硫反应器100，再生后将4#中的再生酸液输入至产品回收槽440中，然后通过清水液槽420补充喷淋液。为了防止影响成品硫酸的浓度，从排液口330(或排液管)、溢流口340、第二管体221和排水管流出的液体排入硫酸浓度最低的1#再生液槽430。
188.本发明的催化法烟气脱硫装置的实施例为具有脱硫反应器100、进气结构、增湿结构和喷淋结构；所述脱硫反应器100为四个且排列为两层两列的形状，脱硫反应器100内填充有脱硫催化剂110；所述进气结构为第一实施例至第五实施例中任意一个进气结构；所述増湿结构为第一实施例至第三实施例中任意一个増湿结构；所述喷淋结构为第一实施例至第四实施例中任意一个喷淋结构。本发明的脱硫方法的实施例为采用上述的催化法烟气脱硫装置处理待脱硫气体。
189.以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。