專利名稱：氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃煤或燃油鍋爐、爐窯或者焙燒爐煙氣凈化塔，具體是利用流體 湍流機(jī)理所設(shè)計(jì)的鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)備。
背景技術(shù)：
我國“十一五”規(guī)劃綱要提出“十一五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左 右，主要污染物排放總量減少10%。節(jié)能減排是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變增長方式的必由之路。我國二氧化硫排放量居世界首位，已連續(xù)多年超過2000萬噸/年，二氧化硫污染 造成經(jīng)濟(jì)損失每年在1000億元以上。我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，決定了控制燃煤二氧化硫的排 放是控制二氧化硫排放的關(guān)鍵。受我國國情決定未來控制二氧化硫污染最主要的方法是 煙氣脫硫。我國工業(yè)鍋爐煙氣凈化除塵脫硫，一般采用燃燒后濕法除塵脫硫。這是當(dāng)今 世界各國用得最多、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種鍋爐煙氣凈化方法?，F(xiàn)有設(shè)備中噴淋塔液氣比高、水消耗量大、引風(fēng)機(jī)帶水嚴(yán)重；篩板塔阻力較大、 耗能高、防堵性差；填料塔防堵性能差、易結(jié)垢、阻力大；湍球塔氣液接觸面積雖然較大，但 易結(jié)垢堵塞、阻力也較大。我國燃用煤差異性大，以上幾種設(shè)備無論是效率、能耗、耐腐等方 面都顯露出諸多的不足和缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種除塵脫硫效率高、能耗低、操作彈性大的氣動(dòng)湍流 煙氣凈化塔。本新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，包括，塔體下部設(shè)有煙氣 進(jìn)口，塔體頂部設(shè)有煙氣出口，塔體底部貯液區(qū)內(nèi)設(shè)有曝氣管道，曝氣管道與塔體外的羅茨 風(fēng)機(jī)相連接，塔體底部貯液區(qū)上方設(shè)置有噴淋管道，噴淋泵出口與噴淋管道連通，塔體內(nèi)上 方設(shè)置有折板式除霧器，塔體內(nèi)折板式除霧器與噴淋管道之間設(shè)置有第一級氣動(dòng)湍流凈化 器，其結(jié)構(gòu)為均氣室殼體內(nèi)均布設(shè)置有多個(gè)旋流葉片，每個(gè)旋流葉片的外側(cè)與均氣室殼體 連接，每個(gè)旋流葉片的內(nèi)側(cè)連接固定在內(nèi)芯上，所有旋流葉片與水平面形成10 50度的同 一傾角，均氣室殼體上、下部分別連接有上錐形封板、下錐形封板；第一脫硫漿液管設(shè)置在 第一級氣動(dòng)湍流凈化器上方。上述第一級氣動(dòng)湍流凈化器的所有旋流葉片與水平面形成10 50度的同一傾角。上述第一級氣動(dòng)湍流凈化器的相鄰兩個(gè)旋流葉片在水平面上的投影部分重疊 5 IOmm0上述塔體內(nèi)第一級氣動(dòng)湍流凈化器上方還設(shè)置有與之結(jié)構(gòu)相同的第二級氣動(dòng)湍 流凈化器；第二脫硫漿液管設(shè)置在第二級氣動(dòng)湍流凈化器上方；塔體內(nèi)緊鄰第二級氣動(dòng)湍流凈化器14下方還設(shè)置有擋水圈20，塔體內(nèi)緊鄰擋水圈下方設(shè)置有漿液集散盒，漿液集散 盒底部的排液管經(jīng)塔體外管道與塔體底部貯液區(qū)連通。 上述噴淋泵進(jìn)口經(jīng)管道與塔體底部貯液區(qū)連通。上述塔體內(nèi)折板式除霧器上方還設(shè)置有第二級折板式除霧器。上述曝氣管道上設(shè)置有多個(gè)朝向塔底的螺旋噴頭。還具有反沖洗裝置塔體內(nèi)兩級折板式除霧器下方均設(shè)置有帶螺旋噴頭的反沖洗 管道，反沖洗管道與塔體外的離心泵出口連接。上述塔體內(nèi)徑800mm 3000mm，第一級氣動(dòng)湍流凈化器的旋流葉片為20 32片， 第二級氣動(dòng)湍流凈化器的旋流葉片為16 28片。上述第一級氣動(dòng)湍流凈化器與第二級氣動(dòng)湍流凈化器的間距不小于200mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本新型的有益效果是本新型不同于現(xiàn)有濕法除塵脫硫技術(shù)，不從增大持液量和脫硫劑入手，而是通過 建立紊流傳質(zhì)場，提高液相的比表面積，增強(qiáng)氣液兩相的表面更新速度，強(qiáng)化傳質(zhì)效率來實(shí) 現(xiàn)鍋爐煙氣凈化目的。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)的濕法脫硫除塵技術(shù)，有著優(yōu)秀的綜合性能。本新型的核心內(nèi)容是裝在塔體內(nèi)的兩級氣動(dòng)湍流凈化器。來自鍋爐的原始煙氣切 向進(jìn)入塔體內(nèi)。首先通過離心力的作用，煙氣中的粗顆粒被甩向塔壁，并被自上而下流動(dòng)的 漿液捕集，同時(shí)達(dá)到煙氣降溫增濕的目的。當(dāng)煙氣高速通過氣動(dòng)湍流凈化器時(shí)，氣動(dòng)湍流凈 化器上葉片脫硫漿液被吹成很細(xì)的霧滴。塵粒與已經(jīng)擊碎的脫硫漿液霧滴相互之間在碰 撞、攔截、布朗運(yùn)動(dòng)等機(jī)理的作用下，霧滴質(zhì)量隨之增大。在氣動(dòng)湍流凈化器的導(dǎo)向作用下， 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加劇，產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，粉塵很容易從煙氣中脫離出來被甩向塔壁，在重力作用 下流向塔底，實(shí)現(xiàn)氣固分離。脫硫漿液從氣動(dòng)湍流凈化器上部進(jìn)入，在葉片上被高速湍流狀態(tài)的氣流沖擊，形 成一段劇烈運(yùn)動(dòng)的乳化層，使得氣、液兩相充分接觸。煙氣和脫硫漿液在吸收塔內(nèi)相互高速 旋轉(zhuǎn)、摻混，脫硫漿液不斷被氣體破碎，并愈切愈細(xì)，使脫硫漿液比表面積增大，擴(kuò)大了氣體 與液體的接觸表面積，同時(shí)在高速旋轉(zhuǎn)、摻混的湍流場中，增強(qiáng)氣液兩相的表面更新速度。 由于氣動(dòng)湍流場中的液體比表面積和氣液兩相地表面更新速度高于一般濕法脫硫除塵技 術(shù)十幾倍，大大強(qiáng)化了氣、液、固三相之間的傳質(zhì)過程。煙氣通過一級湍流場凈化后，未被下 排的氣液固混合體繼續(xù)上升，進(jìn)入第二級氣動(dòng)湍流凈化器，進(jìn)行新一輪的絮流摻混傳質(zhì)過 程。煙氣通過本裝置使煙氣的流速逐漸增大，從而造成壓力增大，并由煙氣壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闅?體動(dòng)能。這樣氣體動(dòng)能在旋流葉片作用下，使上升旋轉(zhuǎn)的煙氣與漿液相互碰撞和吸附，而獲 得動(dòng)能并引起加速，氣、液、固三相強(qiáng)烈湍流，進(jìn)行高速傳質(zhì)。本氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔可實(shí)現(xiàn) 在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到氣液充分接觸，進(jìn)行高速傳質(zhì)，達(dá)到最小能耗下的高除塵脫硫效率。它 所達(dá)到的脫硫效果和效率，是現(xiàn)有濕法除塵脫硫設(shè)備所無法比擬的。該設(shè)計(jì)特別針對我國的西南地區(qū)高硫燃用煤，也可應(yīng)用于京、津地區(qū)低硫燃用煤 燃燒后煙氣的凈化。該技術(shù)可根椐燃用煤的差異，進(jìn)行一級、兩級湍流凈化，或煙氣量的大 小安置一個(gè)或多個(gè)氣動(dòng)湍流凈化塔。這也是與其它脫硫設(shè)備的不同之處和優(yōu)越之處。與其 它脫硫設(shè)備相比具有除塵脫硫效率高、液氣比小、容量大、連續(xù)工作時(shí)間長、不堵塞、運(yùn)行 平穩(wěn)、適合多種脫硫劑等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、圖3分別是圖1所示氣動(dòng)湍流凈化器(第一級和第二級結(jié)構(gòu)相同，二者的旋 流葉片的個(gè)數(shù)可以不同)的主視圖和俯視圖；圖4、圖5分別是圖1所示漿液集散盒的主視圖和俯視圖。圖6、圖7分別是圖1所示擋水圈的主視圖和俯視圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出，本新型包括塔體5下部設(shè)有煙氣進(jìn)口 10，塔體頂部設(shè)有煙氣出口 12，塔 體底部貯液區(qū)內(nèi)設(shè)有曝氣管道6a，曝氣管道6a與塔體外的羅茨風(fēng)機(jī)6相連接，塔體底部貯 液區(qū)上方設(shè)置有噴淋管道8，噴淋泵7出口與噴淋管道8連通，塔體5內(nèi)上方設(shè)置有折板式 除霧器16，塔體5內(nèi)折板式除霧器16與噴淋管道8之間設(shè)置有第一級氣動(dòng)湍流凈化器13， 其結(jié)構(gòu)為均氣室21殼體內(nèi)均布設(shè)置有多個(gè)旋流葉片26，每個(gè)旋流葉片26的外側(cè)與均氣 室21殼體連接，每個(gè)旋流葉片26的內(nèi)側(cè)連接固定在內(nèi)芯27上，所有旋流葉片26與水平面 形成10 50度的同一傾角，均氣室21殼體上、下部分別連接有上錐形封板23和下錐形封 板22 ；第一脫硫漿液管3設(shè)置在第一級氣動(dòng)湍流凈化器13上方(參見圖1)。第一級氣動(dòng)湍流凈化器13的所有旋流葉片26與水平面形成10 50度的同一傾 角。第一級氣動(dòng)湍流凈化器13的相鄰兩個(gè)旋流葉片26在水平面上的投影部分重疊5 10mm。塔體5內(nèi)第一級氣動(dòng)湍流凈化器13上方還設(shè)置有與之結(jié)構(gòu)相同的第二級氣動(dòng)湍流 凈化器14 ；第二脫硫漿液管4設(shè)置在第二級氣動(dòng)湍流凈化器14上方；塔體內(nèi)緊鄰第二級氣 動(dòng)湍流凈化器14下方還設(shè)置有擋水圈20，塔體5內(nèi)緊鄰第二級氣動(dòng)湍流凈化器14下方還 設(shè)置有擋水圈20 (參見圖6 7)，漿液集散盒15底部的排液管19 (參見圖4 5)經(jīng)塔體 5外管道1與塔體底部貯液區(qū)連通。塔體5上設(shè)有人孔11，供檢修用。噴淋泵7進(jìn)口經(jīng)管道8與塔體底部貯液區(qū)連通。塔體5內(nèi)上方設(shè)置的折板式除霧 器16、17為兩級，即位于下方的第一級折板式除霧器16和位于上方的第二級折板式除霧器 17。曝氣管道6a上設(shè)置有多個(gè)朝向塔底的螺旋噴頭。塔體內(nèi)設(shè)置有反沖洗裝置塔體5內(nèi) 兩級折板式除霧器16、17下方均設(shè)置有帶噴頭的反沖洗管道18，反沖洗管道18與塔體外的 離心泵9出口連接。塔體5內(nèi)徑800mm 3000mm，第一級氣動(dòng)湍流凈化器13的旋流葉26 片為20 32片，第二級氣動(dòng)湍流凈化器14的旋流葉片為16 28片。第一級氣動(dòng)湍流凈 化器13與第二級氣動(dòng)湍流凈化器14的間距不小于200mm。概括而言，本新型提出的氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔包括A、脫硫漿液循環(huán)裝置主要由第一、第二脫硫漿液管3、4以及漿液泵2組成。漿液 泵2將塔體底部貯液區(qū)的脫硫漿液通過塔體側(cè)壁上的管道，閥門、法蘭分配到兩級凈化湍 流器13、14上部。B、與反應(yīng)池相連的曝氣氧化裝置羅茨風(fēng)機(jī)6和貯液區(qū)中的曝氣管6a相連接。C、降溫增濕裝置由噴淋泵7、噴淋管道8、螺旋噴頭、法蘭、管座、閥門、壓力表、電 磁閥等組成。D、氣動(dòng)湍流凈化裝置由漿液集散盆15、兩級氣動(dòng)湍流凈化器13、14等組成。調(diào) 節(jié)閥和法蘭安裝在噴淋管上。圖2、圖3中，均氣室頂板25、密封圈24[0034]E、除霧裝置由二級折板式除霧器16、17組成。F、反沖洗裝置由反沖洗管道18、噴頭、壓力表、離心泵、電磁閥等組成。兩級氣動(dòng) 凈化湍流器13、14位于均氣室的上方，并位于除霧器16的下方。第一級氣動(dòng)湍流凈化器13和第二級氣動(dòng)湍流凈化器14的結(jié)構(gòu)相同(參見圖2 3)，擋水圈20設(shè)置在漿液集散盆15上方，氣動(dòng)湍流凈化器14的下方。除上述基本設(shè)備外本實(shí)施例還包括；在煙氣的出口設(shè)置有百葉窗式煙道擋板門并 做相應(yīng)的防腐處理。與本新型實(shí)施例配套設(shè)備還包括與循環(huán)反應(yīng)池相連通的PH值控制自動(dòng)加漿液 裝置，脫硫劑制備糸統(tǒng)，對電路開關(guān)、壓力、濕度、流量、PH值等主要運(yùn)行控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)施 監(jiān)控的PLC控制系統(tǒng)等。這些配套的常規(guī)設(shè)備均不屬本專利范疇。本實(shí)用新型工作過程說明如下鍋爐煙氣經(jīng)多管除塵器(袋式除塵或電除塵)和引風(fēng)機(jī)后，通過進(jìn)口煙道擋板門 進(jìn)入氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔。通過噴淋裝置將煙氣降溫增濕。在凈化塔內(nèi)進(jìn)入氣動(dòng)兩級湍流 器。經(jīng)過湍流器的煙氣形成高速旋轉(zhuǎn)的紊流場，將漿液分配管道噴下的脫硫漿液沖擊形成 高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的乳化紊流層，使氣液在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下不斷進(jìn)行撞擊形成氣相、液相不斷 分散，氣、液、固三相表面不斷更新的狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)在最小的空間、最小的液氣比下，達(dá)到氣、 液、固充分接觸，進(jìn)行高速傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)最小能耗下的除塵脫硫效率。脫硫后煙氣通過除霧器， 將凈化煙氣中夾帶的水霧除去，出口煙氣含水量< lOOmg/nm3。防止對下游煙道和煙囪的腐 蝕。凈化后的煙氣通過出口煙道至煙囪排放。設(shè)在塔體底部貯液區(qū)內(nèi)安裝有幾根帶有朝向塔底的噴嘴管子，通過羅茨風(fēng)機(jī)鼓入 的空氣進(jìn)行強(qiáng)制氧化，以確保亞巰酸鈣完全被氧化成為硫酸鈣，增加硫酸鹽的溶解度。循環(huán) 漿液由漿液泵2打入循環(huán)管道進(jìn)入反應(yīng)池循環(huán)使用。少量煙塵和廢渣經(jīng)沉淀后外運(yùn)。采用本專利后煙氣中S02含量< 200mg/M3，脫硫效彡95% ；塵含量彡50mg/M3，除 塵效率> 96%。
權(quán)利要求一種氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，包括，塔體(5)下部設(shè)有煙氣進(jìn)口(10)，塔體頂部設(shè)有煙氣出口(12)，塔體底部貯液區(qū)內(nèi)設(shè)有曝氣管道(6a)，曝氣管道(6a)與塔體外的羅茨風(fēng)機(jī)(6)相連接，塔體底部貯液區(qū)上方設(shè)置有噴淋管道(8)，噴淋泵(7)出口與噴淋管道(8)連通，塔體(5)內(nèi)上方設(shè)置有折板式除霧器(16)，其特征是所述塔體(5)內(nèi)折板式除霧器(16)與噴淋管道(8)之間設(shè)置有第一級氣動(dòng)湍流凈化器(13)，其結(jié)構(gòu)為均氣室(21)殼體內(nèi)均布設(shè)置有多個(gè)旋流葉片(26)，每個(gè)旋流葉片(26)的外側(cè)與均氣室(21)殼體連接，每個(gè)旋流葉片(26)的內(nèi)側(cè)連接固定在內(nèi)芯(27)上，所有旋流葉片(26)與水平面形成10～50度的同一傾角，均氣室(21)殼體上、下部分別連接有上錐形封板(23)、下錐形封板(22)；第一脫硫漿液管(3)設(shè)置在第一級氣動(dòng)湍流凈化器(13)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述第一級氣動(dòng)湍流凈化器 (13)的所有旋流葉片(26)與水平面形成10 50度的同一傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述第一級氣動(dòng)湍流凈化器(13)的相鄰兩個(gè)旋流葉片(26)在水平面上的投影部分重疊5 10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述塔體內(nèi)第一級氣 動(dòng)湍流凈化器(13)上方還設(shè)置有與之結(jié)構(gòu)相同的第二級氣動(dòng)湍流凈化器(14)；第二脫硫 漿液管(4)設(shè)置在第二級氣動(dòng)湍流凈化器(14)上方；塔體內(nèi)緊鄰第二級氣動(dòng)湍流凈化器(14)下方還設(shè)置有擋水圈(20)，塔體(5)內(nèi)緊鄰擋水圈(20)下方設(shè)置有漿液集散盒(15)， 漿液集散盒(15)底部的排液管(19)經(jīng)塔體外管道(1)與塔體底部貯液區(qū)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述噴淋泵(7)進(jìn)口經(jīng)管道與 塔體底部貯液區(qū)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述塔體(5)內(nèi)折板式除霧器 (16)上方還設(shè)置有第二級折板式除霧器(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征是所述曝氣管道(6a)上設(shè)置有 多個(gè)朝向塔底的螺旋噴頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征是還具有反沖洗裝置塔體(5) 內(nèi)兩級折板式除霧器(16、17)下方均設(shè)置有帶螺旋噴頭的反沖洗管道(18)，反沖洗管道 (18)與塔體外的離心泵(9)出口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征所述塔體(5)內(nèi)徑800mm 3000mm，第一級氣動(dòng)湍流凈化器(13)的旋流葉片為20 32片，第二級氣動(dòng)湍流凈化器 (14)的旋流葉片為16 28片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，其特征是所述第一級氣動(dòng)湍流凈化器 (13)與第二級氣動(dòng)湍流凈化器(14)的間距不小于200mm。
專利摘要一種氣動(dòng)湍流煙氣凈化塔，屬鍋爐煙氣脫硫凈化塔。塔體下部有煙氣進(jìn)口，塔體頂部有煙氣出口，塔體底部貯液區(qū)內(nèi)的曝氣管道與塔體外的羅茨風(fēng)機(jī)相連接，塔體底部貯液區(qū)上方設(shè)置有噴淋管道，噴淋泵出口與噴淋管道連通，塔體內(nèi)上方設(shè)置的折板式除霧器與噴淋管道之間設(shè)置有第一級氣動(dòng)湍流凈化器，其結(jié)構(gòu)為均氣室殼體內(nèi)均布設(shè)置有多個(gè)旋流葉片，每個(gè)旋流葉片的外側(cè)與均氣室殼體連接，每個(gè)旋流葉片的內(nèi)側(cè)連接固定在內(nèi)芯上，所有旋流葉片與水平面形成10～50度的同一傾角，均氣室殼體上、下部分別連接有上、下錐形封板；第一脫硫漿液管設(shè)置在第一級氣動(dòng)湍流凈化器上方。本實(shí)用新型具有除塵效率高、脫硫效率高、能耗低、容量大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01D53/50GK201684540SQ20102021784
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者吳林, 周厚建, 王敏 申請人:成都每日環(huán)保科技有限責(zé)任公司