專利名稱：一種廢氣脫硫塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種從廢氣脫硫塔頂直接排放脫硫廢氣的脫硫排放一體化設(shè)備，尤其涉 及從含有二氧化硫的廢氣中回收二氧化硫生產(chǎn)硫酸鹽產(chǎn)品的環(huán)保和化工設(shè)備，適用領(lǐng)域包括 電廠或鍋爐，以及鋼鐵、有色或建材行業(yè)的排放廢氣的脫硫。
背景技術(shù)：
以煤或石油為燃料的火力發(fā)電廠和鍋爐，以及鋼鐵或有色冶金，以及建材行業(yè)排放大量 煙道氣，經(jīng)過煙閨直接排向大氣。排放煙囪高度在120 250m之間， 一般都采用鋼筋混泥土 材料作為強度外殼。由于廢氣中含有SOx、 NOx、 HC1和HF等酸性氣態(tài)物質(zhì)，尤其其中的 S03氣體，使得廢氣表現(xiàn)出酸露點腐蝕性。廢氣的酸露點隨廢氣中S03和水汽含量增加而增 加， 一般在100 150。C之間。為了確保廢氣排放過程中不出現(xiàn)酸露點腐蝕，通常的輸送廢氣 的風機出口的廢氣溫度比露點高15 25°C。
隨著環(huán)保要求越來越嚴格，都需要安裝廢氣脫硫裝置，且主流的廢氣脫硫技術(shù)都是含水 漿液洗滌吸收的方法，或稱為濕法，脫硫劑是堿性物質(zhì)，比如天然的石灰石，即碳酸鈣，氧 化鎂/碳酸鎂，氫氧化鈉/碳酸鈉，或者合成氨等，脫硫產(chǎn)品分別是石膏(二水硫酸鈣晶體)， 七水硫酸鎂晶體，硫酸鈉或硫酸銨。這些方法的一個共同點都是，脫硫尾氣排放溫度低于酸 露點腐蝕溫度，而且接近廢氣水飽和的水露點溫度，在40 60。C之間，盡管在脫硫設(shè)備，通 常稱為脫硫塔中，S03的脫除效率也很高，但是由于S03遇水會形成酸霧，不可能100%去除， 脫硫后的尾氣含有硫酸霧，仍然表現(xiàn)出明顯的腐蝕性。
消除脫硫尾氣酸霧不能采用加熱的辦法，因為硫酸的沸點大于320°C，不可能消耗巨大 的能量將尾氣加熱到超過硫酸的沸點。
現(xiàn)有的方法是對原有煙囪進一歩實施防腐蝕處理，在煙囪內(nèi)壁內(nèi)襯一層防腐材料，增強 其防腐蝕能力。對于新建機組，增強性防腐使施工周期大大延長，而且增強性防腐使煙囪建 設(shè)費用增加，后續(xù)維護和防腐材料更新的難度也很大。對于老機組，如果對原有煙囪進行新 的防腐處理，施工難度大，施工周期長，更關(guān)鍵的是，這對機組或鍋爐的生產(chǎn)會造成較大影 響，在實踐中缺乏應(yīng)用價值。'
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是公開一種新型的廢氣脫硫排放一體化設(shè)備，尤其公開 了一種從廢氣中回收硫氧化物的設(shè)備。它把廢氣脫硫后，直接從脫硫塔頂部設(shè)置的排放煙道 排放，使廢氣不需再經(jīng)原來的煙囪排放。這樣，原來的煙囪不再需要進行防腐增強處理，甚 至原來的煙囪被完全廢棄，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本實用新型的實質(zhì)在于，使脫硫后尾氣可以不經(jīng)過原煙囪排放，而直接從頂排煙囪排放。 本實用新型的主要技術(shù)創(chuàng)新在于，頂排煙囪連接在設(shè)置在脫硫塔塔頂?shù)膹U氣出口之上，使得 設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)簡單，造價降低，設(shè)備阻力和能耗都可以降低。因此，本實用新型提到的頂 排煙囪，或者頂排煙管，或者頂排煙道，或者頂排煙筒，就是與脫硫塔相連接的，可以直接 向大氣排放凈化廢氣的構(gòu)件，安裝該構(gòu)件的脫硫設(shè)備可以直接排放脫硫氣體，完全廢棄原來 使用的煙囪。
具體而言，本實用新型公開的廢氣脫硫塔包含如下頂排式廢氣脫硫排放一體化設(shè)備，該設(shè)備為圓筒形的塔，該塔的創(chuàng)新性設(shè)計還包括
塔體；
所述塔體內(nèi)部由下至上依次設(shè)置的鼓泡段，噴淋段和填料段；
在所述鼓泡段和噴淋段之間的塔體上設(shè)置的廢氣進口；
設(shè)置在所述填料段之上的塔頂；
在所述塔頂?shù)闹胁课恢没蛘呓浦胁课恢弥苯舆B接有廢氣出口；在所述廢氣出口上方連接有頂排煙囪。
而且，所述廢氣出口與所述頂排煙閨通過法蘭方式，或者焊接方式，或者插接方式連接; 所述頂排煙囪的高度在20 100m之間，優(yōu)選在在30 70m之間；所述頂排煙閨的橫截面為圓形，或近似圓形，橫截面的直徑是塔體直徑的0.25-0.50倍，優(yōu)選為0.30~0.40倍。
填料段中設(shè)置了兩段填料，并且每段填料之上都布置有噴水器，填料段用波紋狀塑料板 片平行排列而成，片間距20 50mm，所選塑料為聚丙烯或者它與玻璃纖維的復(fù)合材料，塑料 板片的厚度介于1.0mm 5.0mm之間，優(yōu)選在2.0mm 3.5mm之間。填料段的功能是氣-液分離，將從噴淋段上來的被洗滌凈化的廢氣中夾帶的液沫或液滴，也稱為霧滴，利用慣性撞擊原理 除去，使離開凈化塔的凈化廢氣中的液滴或霧滴含量達到某一標準，比如小于50mg/Nm3廢氣。被除去液滴的廢氣稱為凈化廢氣，向上通過凈化塔出口離開凈化塔，液滴向下返回到噴 淋段。
噴淋段中設(shè)置有廢氣分布器，吸收液噴淋器和液體壁流擋板。噴淋段的功能是洗滌吸收 廢氣中的污染物質(zhì)，包括SCb、 S03，和其他酸性物質(zhì)，比如NOx、 HC1禾BHF等，它們與吸收液中含有的堿性物質(zhì)，比如氨等反應(yīng)為相應(yīng)的鹽，特別是亞硫酸鹽，而且廢氣中含有的煙塵也被洗滌下來，一起向下進入位于噴淋段下部，或稱凈化塔底部的鼓泡段。洗滌凈化后的 廢氣向上進入填料段。因此，噴淋段是凈化塔中最關(guān)鍵的部分，可以同時高效地去除多種污 染物質(zhì)。
噴淋段中的廢氣分布器是一個重要的構(gòu)件，它可以使廢氣沿著凈化塔的橫截面均勻分布，防止氣體短路，對于保證凈化效率起著重要的作用。吸收液噴淋器由母管、支管和噴嘴構(gòu)成， 吸收液tid母管，或稱總管送到凈化塔內(nèi)，再經(jīng)過支管，或稱分管沿塔的橫截面初級分布。吸收液均勻分布和細密霧化的關(guān)鍵在于連接在分管上的噴嘴。吸收液一般由鼓泡段取出，通過塔外布置的循環(huán)泵增壓輸送到噴淋器的母管。此外，特別設(shè)計的克服液體壁流的擋板可以消除或削弱吸收液的短路，提高吸收效率。
鼓泡段中設(shè)置有空氣鼓泡器，和攪拌器。鼓泡段的功能有四(1)通過凈化塔外鼓入的 空氣氧化從噴淋段落入的亞硫酸鹽，使其變?yōu)榱蛩猁}，稱為氧化功能；(2)硫酸鹽在過飽和 的情況下結(jié)晶為固體硫酸鹽，稱為結(jié)晶功能；(3)溶解吸收劑，或稱脫硫原料的功能，稱為溶解功能；(4)作為循環(huán)槽的功能，用以儲存循環(huán)吸收液，稱為儲存功能。以上四個功能中最重要的是氧化功能，其明顯特征是空氣鼓泡，因此稱為鼓泡段。
因此，鼓泡段特別設(shè)置了空氣鼓泡器，和攪拌器。鼓泡器的目的是空氣的分布或鼓泡，促進氣-液傳質(zhì)，攪拌器的目的包括空氣分布、鼓泡，也是促進氣-液傳質(zhì)；還包括液-固傳質(zhì)，促進硫酸鹽結(jié)晶；其第三個功能是促進氣-液和液-固混合，防止固體沉積在凈化塔底部，或稱為固體懸浮。
此外，所述廢氣進口是指使廢氣進入所述脫硫塔的一個開口，包括與所述丌口相連接的構(gòu)件，也稱為進口短接，或進口短管，或進口接管，而且， 一般情況下，進口短接與塔體以小于90度的角度連接；所述廢氣出口是指使凈化廢氣排出所述脫硫塔的一個開口，包括與所述開口相連接的構(gòu)件，也稱為出口短接，或出口短管，或出口接管。
本實用新型公開的廢氣脫硫塔按照如下方式操作
含有S02 (含量一般在500-15000mg/Nm3)， S03 (含量一般在10-300 mg/Nm3 )， NOx (含 量一般在100-1000 mg/Nm3 )， HC1/HF (含量一般在10-100 mg/Nm3 )，塵(含量一般在50-500 mg/Nm3)等污染物，且溫度為100-160℃的廢氣，從廢氣進口進入脫硫設(shè)備，向上流經(jīng)噴淋段，與從噴淋器噴淋下來的洗滌吸收液逆流接觸，發(fā)生氣-液傳質(zhì)和液相中的化學反應(yīng)，脫出以上污染物。在噴淋段，廢氣中的S02變?yōu)閬喠蛩猁}，S03變?yōu)榱蛩猁}，HC1變?yōu)槁然?，比如氯化鈣，氯化銨，氯化鎂或氯化鈉等，由不同的方法而定。這些強酸性污染物的脫出效率可達到95%。廢氣中的粉煤灰(塵)的脫出效率大于60%-90%。廢氣被洗滌吸收液冷激，溫度降低到40-60℃。
洗滌吸收液為含有堿性脫硫劑、硫酸鹽及其結(jié)晶固體的漿狀水溶液，而且一般都是被硫酸鹽飽和或過飽和的漿狀水溶液。
對于機組或鍋爐容量大，或者廢氣中S02濃度高的情況，如果采用溶解度極低的鈣原料(鈣法)或鎂原料(鎂法)，洗滌液流量將十分巨大，現(xiàn)有的泵技術(shù)難以滿足大流量的要求，通常苯用多臺循環(huán)泵并聯(lián)的方法。尤其是，每一臺循環(huán)泵都對應(yīng)一套洗滌液進口和洗滌液噴 淋器。因此，這種情況下，廢氣必須經(jīng)過多級噴淋器，再進入填料段。
廢氣從噴淋段向上進入填料段，目的是除去從噴淋段帶來的液滴，或稱液沫，除沫效率大于95%。填料段有兩層填料，每層填料上方都有一組噴水器，用以沖洗除沫填料上粘附的固體，比如石膏，硫酸銨或硫酸鎂等，防止持續(xù)累積堵塞填料中的氣體通道。連續(xù)運行狀態(tài)下，下層填料的噴水器運行，停車時，必須運行上層填料的噴水器一段時間，優(yōu)選優(yōu)選上、下層填料的噴水器同時運行1~5分鐘。
經(jīng)過填料段后的廢氣稱為脫硫廢氣，通過脫硫廢氣出口從頂排煙囪直接排入大氣。
從噴淋段下來的洗滌吸收液，直接進入位于脫硫設(shè)備底部的鼓泡段。在鼓泡段，吸收液經(jīng)過空氣氧化后，亞硫酸鹽變?yōu)榱蛩猁}，并在過飽和情況下析出硫酸鹽晶體。鼓泡段還充當了脫硫劑溶解槽的功能。 一般情況下，新鮮的脫硫劑比如粒度在250-325目以上的石灰石粉末漿液，氧化鎂/碳酸鎂漿液，或液化氨/氣化氨/氨水，直接加到鼓泡段，與吸收液混合、溶 解、稀釋。鼓泡段還充當了吸收液循環(huán)槽的作用，經(jīng)過脫硫塔外的循環(huán)泵不斷將含有脫硫劑的吸收液輸送到噴淋段，不斷吸收廢氣中的污染物，尤其S02，再回到脫硫塔底部的鼓泡段。
同時也必須從鼓泡段不斷排除吸收液，進入后續(xù)的硫酸鹽固體分離和加工設(shè)備，以維持洗滌吸收液中硫酸鹽固體的含量。
由上述公丌的技術(shù)方案可見，本實用新型的廢氣脫硫排放一體化設(shè)備包括了四個部分從下至上分別為鼓泡段、噴淋段、填料段和頂排煙囪，使在脫硫設(shè)備中脫出廢氣中的污染物質(zhì)，尤其S02之后，脫硫尾氣不經(jīng)過原來的煙囪排放，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)需要對煙囪增強防腐，進而影響鍋爐或電力正常生產(chǎn)的問題。


圖1為頂排式廢氣脫硫塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖l，本實用新型的頂排式廢氣脫硫塔，為圓筒形或方形的塔，包括
塔體(1);
塔體(1)內(nèi)部由下至上依次設(shè)置的鼓泡段(2)，噴淋段(4)和填料段(5);
在鼓泡段(2)和噴淋段(4)之間的塔體(i)上設(shè)置的廢氣進口 (3);
設(shè)置在填料段(5)之上的塔頂(8);
在塔頂(8)的中部位置直接連接有廢氣出口 (6);
在廢氣出口 (6)上方連接有頂排煙閨(7);
廢氣出口 (6)與頂排煙囪(7)通過插接方式連接；
頂排煙囪(7)的高度為55m;
頂排煙囪的橫截面為圓形，橫截面的直徑是塔體(1)的直徑的0.375倍。
而且，填料段(5)中設(shè)置兩段填料，每段填料之上都布置有噴水器；
在噴淋段(4)中設(shè)置有一個廢氣分布器，兩個吸收液噴淋器和兩個液體壁流擋環(huán);
在鼓泡段(2)中設(shè)置了一組空氣鼓泡器，和三個攪拌器。
權(quán)利要求1、一種廢氣脫硫塔，包括塔體(1)；所述塔體(1)內(nèi)部由下至上依次設(shè)置的鼓泡段(2)，噴淋段(4)和填料段(5)；在所述鼓泡段(2)和噴淋段(4)之間的塔體(1)上設(shè)置的廢氣進口(3)；設(shè)置在所述填料段(5)之上的塔頂(8)；在所述塔頂(8)的中部位置或者近似中部位置直接連接有廢氣出口(6)；其特征在于，在所述廢氣出口(6)上方連接有頂排煙囪(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述廢氣出口 (6)與所述頂排煙 囪(7)通過法蘭方式連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述廢氣出口 (6)與所述頂排煙 囪(7)通過焊接方式連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述廢氣出口 (6)與所述頂排煙 囪(7)通過插接方式連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述頂排煙囪(7)的高度在20~100m 之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述頂排煙囪(7)的高度在30~70m 之I、日J。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述頂排煙肉(7)的橫截面為圓 形，或近似圓形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述頂排煙囪(7)的橫截面的直 徑是塔體(1)的直徑的0.25 0.50倍。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢氣脫硫塔，其特征在于，所述頂排煙囪(7)的橫截面的直 徑是塔體(1)的直徑的0.30 0.40倍。
專利摘要本實用新型涉及一種新型的廢氣脫硫塔，包括塔體(1)，廢氣進口(3)，塔頂(8)，以及塔體(1)內(nèi)部由下至上依次設(shè)置的鼓泡段(2)，噴淋段(4)和填料段(5)，而且，塔頂(8)直接連接有廢氣出口(6)，廢氣出口(6)上方直接連接有頂排煙管(7)，其創(chuàng)新在于，脫硫后的廢氣可以不經(jīng)過原煙囪排放，而直接從頂排煙管(7)排放到大氣，尤其是，頂排煙管(7)與塔頂(8)上的廢氣出口(6)直接相連接，使得整體結(jié)構(gòu)簡單，降低設(shè)備造價、設(shè)備阻力和能耗。
文檔編號B01D53/78GK201179420SQ20082005759
公開日2009年1月14日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者婁愛娟 申請人:婁愛娟