專利名稱：新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于氣體吸收凈化設備的創(chuàng)新，尤其涉及一種新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔。適用于大規(guī)模的燃煤鍋爐、冶金、化工等領域中廢氣的凈化。
背景技術：
目前，在化工和環(huán)境治理行業(yè)，有著各種形式和吸收機理的氣體分離、吸收凈化的氣液傳質(zhì)設備。比如，噴淋吸收塔、填料塔、液柱吸收塔、板式塔、流化床和文丘里洗滌器、水膜洗滌器等，它們在現(xiàn)代的化工和大氣環(huán)境污染治理方面發(fā)揮著各自的優(yōu)勢。
在我國，治理大氣污染，尤其是燃煤電廠的鍋爐排放煙氣中的二氧化硫和粉塵的治理尤為緊迫和重要。但是，由于我國治理燃煤煙氣中二氧化硫的時間短、任務重、經(jīng)驗不足，又由于煙氣脫硫設備價格昂貴、運行費用高，導致我國在短期內(nèi)以依靠國外技術為主，建設成本高，運行費用高，技術的消化吸收代價高，運行效果差等問題大量出現(xiàn)。
在各種吸收塔器中，填料塔是一種應用廣泛的氣液傳質(zhì)設備，在化工行業(yè)中的蒸餾、萃取、吸收作業(yè)中扮演著非常重要的角色。與板式塔相比，它具有結(jié)構簡單、壓降低、填料可用耐腐蝕材料制造、氣液傳質(zhì)效率高、持液量小、運行成熟穩(wěn)定等特點。但與空塔噴淋塔、液柱吸收塔、流化床吸收塔(一種特殊的填料塔)等相比，也有著單塔的氣體處理量小、氣體操作范圍小、對液體負荷的變化特別敏感、不適宜含固體懸浮物的物料處理、容易造成堵塞、氣液隨著塔器的加大分布極為不均勻從而導致嚴重的“放大效應”等等缺點。
使填料運動起來的辦法可以一定程度的解決放大效應和填料空隙結(jié)垢、堵塞的問題，比如專利號CN00112918.X，就是利用中心軸的轉(zhuǎn)動帶動固定在其上的葉片運動，葉片攪動填料，使填料內(nèi)氣液的分布和混合更為均勻。從而達到更高的吸收效率、更大的氣體量的處理和較大程度的避免結(jié)垢、堵塞。但轉(zhuǎn)動軸的使用必然增大設備的運行功耗、增加設備運行的故障率。
三相流化床填料吸收塔在操作時整個床層的填料處于流化態(tài)，能夠有效地避免活塞流和氣塞現(xiàn)象，填料流化的自清洗作用可以避免接觸區(qū)沉淀結(jié)垢堵塞。國內(nèi)外有很多這方面的發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠?。但隨著吸收塔徑的增大，溝流、壁流、短路、死區(qū)等仍然不可避免，導致了氣液分布的不均勻，局部的液氣比與總體的液氣比發(fā)生了顯著偏差，氣液傳質(zhì)效率明顯下降，即所謂的“放大效應”。同時，填料層的高度很高，一般在幾米-十幾米，需要分為多層，各填料層間還需要增加液體的收集和再分布裝置，導致結(jié)構復雜化，不便于安裝和維護。另外，為了保證吸收分離效率，過高的填料層也導致設備制造的困難、成本的增加以及系統(tǒng)阻力的加大，從而導致投資和運行費用的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷，提供一種新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔。該裝置的特殊隔柵結(jié)構、填料的規(guī)則循環(huán)流化、逆噴區(qū)泡沫吸收與填料吸收相結(jié)合等獨創(chuàng)性的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)大直徑塔內(nèi)填料中氣液的均勻分布，避免填料區(qū)的結(jié)垢和堵塞，提高吸收效率，極大降低填料層的高度。目的在于提供一種結(jié)構簡單、傳質(zhì)效率高、投資少、運行維護費用省、氣體處理量大、負荷適應范圍大的綜合吸收裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，包括吸收塔體外殼，塔頂?shù)倪M氣、出氣通道，塔內(nèi)上部的旋轉(zhuǎn)式除霧脫水裝置，塔內(nèi)的填料支撐板、填料壓板和填料，填料之間的同心管式隔柵構件，填料壓板之上的環(huán)形噴淋管布液裝置，進氣通道內(nèi)的大口徑逆噴裝置，塔內(nèi)底部的吸收漿液池。
所述旋轉(zhuǎn)式除霧脫水裝置為圓環(huán)隔離裝置，每兩個相鄰圓環(huán)間設置除霧導流片并兩端固定在圓環(huán)上。圓環(huán)的數(shù)量由塔的直徑?jīng)Q定。整個裝置安裝在塔內(nèi)上部的桁架上。
所述吸收塔下部設有吸收液漿液排出口、循環(huán)漿液出口。
所述氣流進口位于吸收塔頂部正中并向下延伸到填料支撐板處。
所述氣流出口位于吸收塔的頂部側(cè)面。
所述吸收塔內(nèi)氣體流速為2~5米/秒。
所述填料支撐板、填料壓板上的氣體通道為環(huán)形開口，填料支撐板開口上焊接氣體導流片，使氣體切向旋轉(zhuǎn)運動。
所述隔柵構件是由2個以上不等直徑的同心圓金屬絲網(wǎng)管狀桶體組成。桶體絲網(wǎng)上焊接增強支撐金屬桿，并一同固定在填料支撐板和填料壓板之間。
所述填料為球形，為實心球體，可以采用不銹鋼或塑料材質(zhì)。填料層高度在300-500mm之間。
所述噴淋管布液裝置為同心圓環(huán)形管狀結(jié)構，架設在每兩個隔柵之間、填料壓板之上200mm-400mm處。布液管的下方等間隔加大口徑敞口噴嘴。
所述進氣通道內(nèi)的大口徑逆噴裝置是位于塔體中間的進氣通道管內(nèi)的下方，由噴淋管和若干大口徑敞口噴嘴組成，噴淋管徑和噴嘴數(shù)量根據(jù)氣體處理量的大小和通道直徑確定。
所述進氣通道內(nèi)的氣體流速為10-15m/s，在通道下方與逆噴的吸收液相撞，形成泡沫吸收區(qū)。
本發(fā)明的有益效果是，利用高速氣體的動力，在進氣管道內(nèi)與吸收液相撞，氣體的沖力使吸收液四散飛濺，吸收液與氣體達到動平衡處形成穩(wěn)定的泡沫層。這個泡沫層是強湍流區(qū)域，在此區(qū)域氣液充分混合，吸收液的湍動膜包裹了氣體中的粉塵及氣態(tài)污染物，達到凈化吸收的目的。由于采用大口徑敞口噴頭，氣體中不存在因霧化而產(chǎn)生的細小液滴，同時不易造成噴淋系統(tǒng)的堵塞。
利用填料支撐板開口上焊接的氣體導流片，使氣體切向旋轉(zhuǎn)運動，而不是借助外在的機械力，推動填料的規(guī)則流化運動，在實現(xiàn)填料塔高傳質(zhì)效率、低液氣比的同時，解決了固定填料床內(nèi)結(jié)垢、堵塞的問題。同時，通過在填料內(nèi)設置隔柵構件，等效于于多個小型填料吸收塔的并聯(lián)處理，最大程度地減少溝流、壁流、短路、死區(qū)等現(xiàn)象，實現(xiàn)氣液的均勻分布，從根本上解決了吸收裝置的“放大效應”。
逆噴區(qū)泡沫吸收與填料區(qū)吸收相結(jié)合使的填料層高度極大的降低，無需多層填料，簡化了填料區(qū)的結(jié)構。實現(xiàn)了整個填料塔的液氣比低、阻力低和塔體結(jié)構低矮，帶來整個氣體凈化配套系統(tǒng)設備配置參數(shù)的大幅度降低和占地面積的大幅度減少，從而帶來投資費用降低、運行維護費用減少、操作氣量大、操作范圍廣、適合各種性質(zhì)的吸收液、具有自清潔功能、非常適合凈化設備場地有限的老燃煤鍋爐的改造等優(yōu)點。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
圖2是填料支撐板示意圖。
圖3是填料壓板示意圖。
圖4是布液裝置示意圖。
圖5是隔柵構件示意圖。
圖中1.塔體外殼，2.進氣管道，3.氣體出口，4.吸收液排出口，5.吸收液循環(huán)管，6.噴淋管布液裝置，7.逆噴裝置，8.填料支撐板，9.填料壓板，10.管式隔柵構件，11.填料，12.除霧脫水裝置，13.支撐定位桿，14.導流片，15.泡沫層，16.圓環(huán)形開口，17.實體托盤，18.噴嘴，19.噴淋干管，20.圓環(huán)形噴淋支管，21.吸收漿液池。
具體實施例方式
在圖1中，本發(fā)明包括吸收塔體外殼(1)，塔頂?shù)倪M氣管道(2)、氣體出口(3)，塔內(nèi)上部的旋轉(zhuǎn)式除霧脫水裝置(12)，塔內(nèi)的填料支撐板(8)、填料壓板(9)和填料(11)，填料中間的同心管式隔柵構件(10)，填料壓板(9)之上的環(huán)形噴淋管布液裝置(6)，進氣管道內(nèi)的大口徑逆噴裝置(7)，塔內(nèi)底部的吸收漿液池(21)。含污染物的原氣體從上方進氣管道(2)進入吸收塔內(nèi)，在進氣管道(2)內(nèi)的下部，原氣體與漿液逆噴裝置(7)噴出的吸收液相撞，氣體的沖力使吸收液四散飛濺，吸收液與氣體達到動平衡處形成穩(wěn)定的泡沫層(15)。這個泡沫層是強湍流區(qū)域，在此區(qū)域氣液充分混合，吸收液的湍動膜包裹了氣體中的粉塵及氣態(tài)污染物，達到凈化吸收的目的。由于采用大口徑敞口噴頭，氣體中不存在因霧化而產(chǎn)生的細小液滴，同時不易造成噴淋系統(tǒng)的堵塞。氣體在通過進氣管道內(nèi)的泡沫層之后轉(zhuǎn)而向上，經(jīng)過填料支撐板(8)上的導流片(14)后，氣體切向進入填料(11)層。在填料層內(nèi)，上面下來的吸收液在填料表面形成液膜，氣液在此進行傳質(zhì)吸收過程。導流片的水平角度在30-45度之間，因此產(chǎn)生氣體的推動力，推動填料球(11)在作同心圓周運動的同時，填料球也作自轉(zhuǎn)運動。這使得填料球上的液膜能夠覆蓋全面、更新很快，氣體也被分散在填料空隙中，氣相、液相都分散，氣液接觸充分，因而推動了氣液的傳質(zhì)過程。同時，填料球的規(guī)則運動也使得填料層內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)自清洗，不易形成結(jié)垢堵塞現(xiàn)象。被凈化的氣體繼續(xù)向上，經(jīng)除霧脫水裝置(12)脫除大部分霧滴、液滴后，經(jīng)氣體出口(3)排出吸收塔。塔體最下方的吸收漿液池(21)的大小要根據(jù)處理氣體量的大小、污染物的濃度、所用吸收劑的性質(zhì)、吸收后副產(chǎn)物的處理要求等來確定。漿液池的下部設吸收液排出口(4)，上部設循環(huán)漿液排出口和吸收液循環(huán)管(5)相連接。
在圖2和圖3所示實施例中，填料支撐板(8)的作用在于托住填料(11)，填料壓板(9)的作用在于防止氣體流速過大時填料(11)球體被吹走，同時填料支撐板(8)和填料壓板(9)具有提供氣體通路的作用。實體托盤(17)固定在支撐定位桿(13)上，各圓環(huán)形實體托盤之間形成圓環(huán)形開口(16)，其目的在于提供更大的氣體通路的同時，減小板與填料球之間的阻力，便于填料球的運動。填料支撐板開口處焊接的導流片(14)的作用在于使通過的氣體改變方向，產(chǎn)生推動填料球進行規(guī)則循環(huán)流化和自轉(zhuǎn)的推動力。導流片(14)的水平角度在30-45度之間。
在圖4所示實施例中，噴淋管布液裝置(6)的圓環(huán)形管狀結(jié)構是根據(jù)管式隔柵構件(10)的特點設計的，在每兩個隔柵構件(10)之間的填料上方布置一個或兩個圓環(huán)形噴淋支管(20)，各噴淋支管和噴淋干管(19)相連。由于填料球的運動，在噴嘴(18)布液不均勻的情況下，在填料層內(nèi)也能實現(xiàn)吸收液的均勻再分配，因此使得布液裝置設計簡化。同時，也不需要對吸收液進行霧化，因此可以選用大口徑敞口噴嘴(18)，這避免了可能造成的噴淋系統(tǒng)管道的堵塞，也減小了噴淋系統(tǒng)的壓力要求。
在圖5所示實施例中，所述管式隔柵構件(10)是由2個以上不等直徑的同心圓金屬絲網(wǎng)管狀桶體組成。桶體絲網(wǎng)上焊接增強支撐金屬桿，并一同固定在填料支撐板和填料壓板之間，其位置由支撐定位桿(13)固定。金屬絲網(wǎng)桶體的數(shù)量和直徑由吸收塔徑確定。氣體在被分割開來的各個豎向的圓筒內(nèi)向上流動，改變了大直徑塔內(nèi)氣體的分布狀態(tài)，使得氣體更加的均勻，每兩個隔柵構件(10)間的空間相當于一個小型的填料塔。因此，解決了塔體的放大問題和由此帶來的“放大效應”。
以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應當指出，對于依據(jù)本發(fā)明同樣的發(fā)明創(chuàng)造原理，還可以做出許多變型和改進，當屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，塔體包括吸收塔體外殼(1)，塔頂?shù)倪M氣管道(2)、氣體出口(3)，塔內(nèi)上部的旋轉(zhuǎn)式除霧脫水裝置(12)，塔內(nèi)的填料支撐板(8)、填料壓板(9)和填料(11)，填料中間的同心管式隔柵構件(10)，填料壓板(9)之上的環(huán)形噴淋管布液裝置(6)，進氣管道內(nèi)的大口徑逆噴裝置(7)，塔內(nèi)底部的吸收漿液池(21)。其特征在于位于進氣管道下部的大口徑逆噴裝置(7)和形成的泡沫吸收區(qū)(15)，固定在填料支撐板(8)和填料壓板(9)之間的同心管式隔柵構件(10)，以及焊接在填料支撐板(8)下面的導流片(14)，被同心管式隔柵構件(10)分隔開來的球形填料(11)作規(guī)則循環(huán)流化運動和自轉(zhuǎn)運動。
2.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述的隔柵構件(10)是由2個以上不等直徑的同心圓金屬絲網(wǎng)管狀桶體組成。桶體絲網(wǎng)上焊接增強支撐金屬桿，并一同固定在填料支撐板(8)和填料壓板(9)之間。隔柵構件(10)的數(shù)量可根據(jù)所處理的煙氣量的大小、吸收塔體的直徑來選擇和匹配。
3.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述填料支撐板(8)、填料壓板(9)上的氣體通道為圓環(huán)形開口(16)。
4.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于，填料支撐板(8)的圓環(huán)形開口(16)上焊接氣體導流片(14)，使氣體切向旋轉(zhuǎn)運動。導流片(14)的水平角度在30-45度之間。
5.根據(jù)權力要求4所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述的填料球(11)為實心球體，可以采用不銹鋼或塑料材質(zhì)。填料層高度在300-500mm之間。散放在填料托板和壓板之間。
6.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述的噴淋管布液裝置(6)為圓環(huán)形管狀結(jié)構，架設在每兩個隔柵構件(10)之間、填料壓板(9)之上200mm-400mm處。布液管的下方等間隔加大口徑敞口噴嘴(18)。
7.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述的進氣通道(2)內(nèi)的大口徑逆噴裝置(7)是位于塔體中間的進氣通道(2)內(nèi)的下方，由噴淋管和若干大口徑敞口噴嘴組成，噴淋管徑和噴嘴數(shù)量根據(jù)氣體處理量的大小和通道直徑確定。
8.根據(jù)權力要求1所述的新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，其特征在于所述進氣通道(2)內(nèi)的氣體流速為10-15m/s，在通道下方與逆噴的吸收液相撞，形成泡沫吸收區(qū)(15)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型隔柵式氣動三相流化綜合吸收塔，包括吸收塔體外殼，塔頂?shù)倪M氣、出氣通道，塔內(nèi)上部的旋轉(zhuǎn)式除霧脫水裝置，塔內(nèi)的填料支撐板、填料壓板和填料，填料之間的同心管式隔柵構件，填料壓板之上的環(huán)形噴淋管布液裝置，進氣通道內(nèi)的大口徑逆噴裝置，塔內(nèi)底部的吸收漿液池。該裝置的特殊隔柵結(jié)構、填料的規(guī)則循環(huán)流化、逆噴區(qū)泡沫吸收與填料吸收相結(jié)合等獨創(chuàng)性的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)大直徑塔內(nèi)填料中氣液的均勻分布，避免填料區(qū)的結(jié)垢和堵塞，提高吸收效率，極大降低填料層的高度。目的在于提供一種結(jié)構簡單、傳質(zhì)效率高、投資少、運行維護費用省、氣體處理量大、負荷適應范圍大的綜合吸收裝置。
文檔編號B01D53/18GK101081348SQ20061008349
公開日2007年12月5日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權日2006年6月1日
發(fā)明者杜宗濤 申請人:杜宗濤