專利名稱：環(huán)柵塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣、液、固三相反應(yīng)和煙氣凈化裝置。
本發(fā)明所涉及的流體包括各種化工原料流和煙氣流。以鍋爐為例，燃煤鍋爐的流體凈化是一個多種過程的綜合，除塵是氣固分離，是一個物理過程；而脫硫則是一個化學(xué)過程，受著多種因素的制約。目前以濕法為主，吸附劑以鈣基為主。眾多的方案中都離不開反應(yīng)塔，傳統(tǒng)的反應(yīng)塔典型的有噴淋塔、篩板塔、湍球塔、填料塔、旋流板塔、文丘里吸收器、機械噴灑吸收器等，很多是從化工行業(yè)移植過來的。而鍋爐煙氣流量大、濃度稀、溫度高、含固體塵粒，除SO2外還有氮氧化物NOx等。材料、結(jié)構(gòu)的防腐問題突出。要提高對SO2氣體的吸收率，就必須增加氣液的接觸面積，增加霧化效果，減小霧滴尺寸。在用石灰石、石灰等鈣基堿為吸收劑時，存在著堵塞、結(jié)垢問題。為了防止堵塞結(jié)垢，吸收液的PH值就不能太高甚至要微酸性運行。這樣就降低了脫硫效率。為了回避結(jié)垢問題，出現(xiàn)了雙堿法即以鈉堿為吸收液，但成本高，需要和鈣堿交換等。而真正吸收SO2的不只是消石灰Ca(OH)2的上清液，更主要是Ca(OH)2的漿料。而噴漿料在常規(guī)反應(yīng)塔中，堵塞結(jié)垢更嚴重。在整體設(shè)計中由于鍋爐引風機所能提供的壓差有限，所以系統(tǒng)的阻力壓降必須低，即阻力要小，一般要在1000Pa左右。當然塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件必須耐酸堿腐蝕，這一點對碳鋼結(jié)構(gòu)往往是很棘手的事。而耐腐蝕又耐高溫的花崗巖鑄石、陶瓷等又笨重，成型不易，組裝困難，大型化困難。
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)柵塔，可用于有氣、液、固三相參與的化工反應(yīng)或鍋爐煙氣的高效凈化，提高煙氣冷卻、除塵、脫硫、除霧的凈化效果。
本發(fā)明環(huán)柵塔的技術(shù)方案它由塔芯和塔殼組成，塔芯由環(huán)形固定柵片疊落、中間夾墊片而成，環(huán)形固定柵片之間有不斷清除柵縫堵塞的刮刀片，刮刀片置于環(huán)形塔芯中的刮刀架上，由塔芯中心的中心管軸帶動旋轉(zhuǎn)，中心管軸上分布有噴液孔，不同濃度的流體氣流從塔芯下部流體入口進入，在塔芯內(nèi)與塔芯外穿行后參與反應(yīng)被凈化，并從塔殼上部出口排出。
上述塔殼是開放形或封閉形。
上述開放形塔殼是直立于底池中的塔罩，流體入口對著底池水面，塔罩內(nèi)有至少一塊橫隔板。
上述塔罩是不銹鋼薄板、改性聚丙烯、玻璃鋼或高分子材料制造。
底池可以是置于地上、地下或半地下，底池液面上設(shè)緊急降溫噴水管，以保護塔內(nèi)的及塔罩等不太耐高溫的部件不受高溫侵害。
上述流體入口在底池液面上可徑向或切向布置。
上述環(huán)形固定柵片材料是不銹鋼片、玻璃、搪瓷、塑料板或其它硬質(zhì)材料，柵片中有湍流孔，其形狀和排數(shù)不限，表面可混有催化劑、觸媒劑。
上述刮刀架卡在中心管軸上，由置于塔頂?shù)碾姍C驅(qū)動。
上述環(huán)柵片可以是圓環(huán)形或多邊形。
上述中心管軸用一條不銹鋼管，上面分布有噴液孔或噴頭，中心管軸底部是吸收漿液入口。
本發(fā)明的工作原理和過程以凈化煙氣為實施例，1、高溫煙氣首先沖擊池水面得到冷卻，激起大量水花以初步除塵，并保護結(jié)構(gòu)件不受高溫氣體侵襲。降溫后的煙氣為提高脫硫效率創(chuàng)造條件。
2、環(huán)形柵中心管軸噴出稀漿料，形成巨大的液膜表面積，除在空間煙氣和霧滴反應(yīng)外在柵縫中，煙氣從液膜表面平行穿過環(huán)形柵，氣體中的微塵和SO2等難以逃脫，被液膜捕獲和吸收。氣膜很薄，液膜阻力亦很小，液體循環(huán)使用，不外排，只需加入補充水及吸收劑。
3、環(huán)形柵片上的開孔將造成大量的微型湍流，增加了氣液的混合機會及傳質(zhì)動力，提高除塵和脫硫效率。
4、環(huán)形柵中心管軸帶動緩慢旋轉(zhuǎn)的刮刀，掃過所有的環(huán)形柵縫，以清理堵塞，保證氣路暢通。驅(qū)動電機減速機可置于塔頂，轉(zhuǎn)速很慢，功率只有1～2KW。固體渣直接落入底池中，未完全反應(yīng)的堿性物，仍可在底池中起作用，提高堿性物質(zhì)利用率。
5、從環(huán)形柵中穿過的氣體夾帶著大量的吸收劑霧滴進入塔體繼續(xù)反應(yīng)，生成物及大粒固體液滴將直撞塔內(nèi)壁而沿壁直落底池。
6、由于此時的煙溫已降到100℃以下，塔罩可采用稍微耐溫又耐腐蝕的不銹鋼薄板、改性聚丙烯、玻璃鋼等高分子材料制造，體輕、價廉、易加工，其結(jié)構(gòu)受力支撐由塔罩外的普通鋼結(jié)構(gòu)架子承擔。塔罩插入底池水面以下以形成水封，不管是正壓運行，還是負壓運行，也只是引起10-20厘米的水面上下變化而已。塑料塔罩只是一個氣罩而已，不承受太大壓力。大修時可連鋼架一起吊起，使環(huán)柵暴露。鋼架和酸堿液并不接觸，因此不會腐蝕。底池置于地上、地下、或半地下均可，用常規(guī)防腐處理或內(nèi)襯鑄石板，防腐防磨。其它輔助設(shè)備、撈渣、加料、吸收液泵等均為常規(guī)設(shè)計。
7、環(huán)柵塔設(shè)有橫隔板，對要求高的場合，可設(shè)多層隔板，使氣流在環(huán)形柵和塔罩之間的環(huán)形空間繼續(xù)上升，在柵縫中穿進、穿出，反復(fù)除去煙氣所挾帶的霧滴、微塵，最后從環(huán)形柵上部的出氣口排出。
本發(fā)明的優(yōu)點由于有很高的反應(yīng)效率，其體積和重量很小，以35t/h的燃煤鍋爐為例，其煙氣量為100,000m3/h，環(huán)柵塔的體積直徑約2m，高度約2m，脫硫效率在90％左右。構(gòu)件多為塑料件，造價為目前流行裝置的1/5。沒有結(jié)垢和堵塞問題，可以使用PH值很高的漿料作為吸收液，防腐問題得到了解決，大修時可將整個塑料外罩吊起，使用壽命長，修補也容易。適宜于大型化至420T/h的鍋爐煙氣凈化。規(guī)模越大、其優(yōu)越性越明顯。氣流壓降適中。即使對于煙氣量為100,000m3/h的大型鍋爐，煙氣凈化裝置的直徑和高度亦僅在10米左右。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細描述

圖1是本發(fā)明實施例一單段基本環(huán)柵塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例二多段基本環(huán)柵塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是塔芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視圖。
實施例一，單段環(huán)柵塔煙氣凈化裝置如圖1所示，環(huán)柵塔由塔芯和塔殼組成，塔芯由環(huán)形固定柵片1疊落固定在固定槽和穿捍螺栓11上，中間狹縫處有墊片12，環(huán)形固定柵片1之間有清堵用的刮刀片2，刮刀片2的片頭部分可用不銹鋼片沖裁，置于環(huán)形塔芯中的刮刀架5上，由塔芯中心的中心管軸6帶動旋轉(zhuǎn)，刮刀架5卡在中心管軸6上，由置于塔頂?shù)碾姍C17驅(qū)動，中心管軸6用一條不銹鋼管，上面分布有噴液孔8或噴頭，中心管軸底部是吸收漿液入口7，吸收液從中心管軸6底部泵入。不同濃度的流體、煙氣從塔芯下部流體入口進入，在下部的吸收反應(yīng)段18上升至上部的除霧段19，在塔芯內(nèi)與塔芯外穿行后被凈化，并自上頂板10沿出口14排出。
塔殼是開放形，是直立于底池25中的塔罩22，流體入口對著底池水面，塔罩是改性聚丙烯、玻璃鋼或高分子材料制造，內(nèi)有至少一塊橫隔板。由鋼結(jié)構(gòu)架體支撐的塔罩，鋼結(jié)構(gòu)架體23固定在底池邊上。
底池25可以是置于地上、地下或半地下。為防止吸收液一旦事故中斷而干燒，底池液面設(shè)緊急降溫噴水管16，使入口煙氣首先降溫。
煙氣入口在空間9內(nèi)可徑向或切向布置，煙管29對著底池水面，也可以沿裙板15切向造成旋流增加冷卻、除塵效果。
環(huán)形固定柵片1可以是環(huán)形或多邊形，支撐在環(huán)形柵支撐24上。材料是不銹鋼片或塑料板，在入口高溫段可用不銹鋼片，其余均可用耐溫的塑料板，如玻璃纖維增強的聚丙烯薄板。環(huán)形固定柵片表面為主要的氣液反應(yīng)面和持液面，為提高反應(yīng)效率，可涂覆或壓入塑料板中合適的催化劑、觸媒劑，如制酸工業(yè)中的五氧化二釩等。柵片中有湍流孔4。柵外可設(shè)柵外噴管21，以利用柵外空間。
實施例二，多段環(huán)柵塔煙氣凈化裝置如圖2所示，塔內(nèi)沿縱向設(shè)多段內(nèi)橫隔板20和外隔板26，煙氣入口可以設(shè)漿料噴頭27。
氧化空氣入口28，使亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽。16為緊急冷卻清水噴頭。
實施例三，塔殼是封閉形金屬罐，適用于有高壓狀態(tài)下的其它化工反應(yīng)。塔殼雖然不一樣，但塔芯適用于有氣、液、固三相參與的化工反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)柵塔，其特征在于由塔芯和塔殼組成，塔芯由環(huán)形固定柵片疊落、中間夾墊片而成，環(huán)形固定柵片之間有不斷清除柵縫堵塞的刮刀片，刮刀片置于環(huán)形塔芯中的刮刀架上，由塔芯中心的中心管軸帶動旋轉(zhuǎn)，中心管軸上分布有噴液孔，不同濃度的流體氣流從塔芯下部流體入口進入，在塔芯內(nèi)與塔芯外穿行后參與反應(yīng)被凈化，并從塔殼上部出口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔，其特征在于所述塔殼是開放形或封閉形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)柵塔，其特征在于所述開放形塔殼是直立于底池中的塔罩，流體入口對著底池水面，塔罩內(nèi)有至少一塊橫隔板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)柵塔，其特征在于所述塔罩是不銹鋼板、改性聚丙烯、玻璃鋼或高分子材料制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)柵塔，其特征在于所述底池可以是置于地上、地下或半地下，底池液面上設(shè)緊急降溫噴水管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔，其特征在于所述流體入口在底池液面上可徑向或切向布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔煙氣凈化裝置，其特征在于所述環(huán)形固定柵片材料是硬質(zhì)板，柵片中有湍流孔，表面可混有催化劑、觸媒劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔煙氣凈化裝置，其特征在于所述刮刀架卡在中心管軸上，由置于塔頂?shù)碾姍C驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔煙氣凈化裝置，其特征在于所述環(huán)柵片可以是圓環(huán)形或多邊形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)柵塔煙氣凈化裝置，其特征在于所述中心管軸用一條不銹鋼管，上面分布有噴液孔或噴頭，中心管軸底部是吸收漿液入口。
全文摘要
一種環(huán)柵塔,由塔芯和塔殼組成,塔芯由環(huán)形固定柵片疊落而成,環(huán)形固定柵片之間有不斷清除柵縫堵塞的刮刀片,刮刀片置于環(huán)形塔芯中的刮刀架上,由塔芯中心的中心管軸帶動旋轉(zhuǎn),中心管軸上分布有噴液孔,不同濃度的流體從塔芯下部流體入口進入,在塔芯內(nèi)與塔芯外穿行后被凈化,并從塔殼上部出口排出?？捎糜诟鞣N流體的凈化,脫硫效率在90%左右,造價降低1/5,無結(jié)垢堵塞,顯著提高鍋爐煙氣冷卻、除塵、脫硫、除霧的凈化效果。
文檔編號B01D47/14GK1319450SQ0012455
公開日2001年10月31日 申請日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者孫復(fù)華 申請人:孫復(fù)華