一種串球填料及立式環形除霧的脫硫吸收塔的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于環保設備技術領域，具體設及一種利用串球柵板對含硫煙氣進行整流 過濾，利用立式環形安裝的擋水板對凈化氣體進行脫水除霧的脫硫吸收塔。
【背景技術】
[0002] 脫硫吸收塔是脫硫裝置的主體設備，是脫硫島的核屯、，對脫硫效果有著至關重要 的作用。脫硫吸收塔按照其特點可分為噴霧（噴淋）塔，填料塔（如端流球），板式塔（如 旋流、篩板），流化床，洗涂器（如旋風、水膜、文丘里）等。其中，噴霧或噴淋塔是應用最廣 泛的塔型。
[0003] 不論何種結構形式，脫硫吸收塔一般具有氧化、吸收、除霧等功能，并盡可能滿足 W下性能要求：
[0004] (1)氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時間；
[000引 似氣液間擾動強烈，吸收阻力小，對s02的吸收效率高；
[0006] (3)操作穩定，要有合適的操作彈性；
[0007] (4)氣流通過塔體后的的壓降和溫降要小；
[0008] (5)結構簡單，制造及維修方便，造價低廉，使用壽命長；
[0009] (6)不結垢，不堵塞，耐磨損，耐腐蝕；
[0010] (7)能耗低，不產生二次污染。
[0011] 在煙氣脫硫產業的發展過程中，國內外的各大小公司，都根據各自的生產工藝特 點及不同時期的技術局限性，先后在不同行業和工況場合，應用了各種結構的脫硫塔，在國 夕F，美國Marsulex公司，最早應用圓形噴淋空塔+淋水裝置，美國ALSTOM(阿爾斯通）公司 主要采用圓形噴淋空塔。美國己威公司采用圓形噴淋空塔+托盤裝置。德國比曉夫公司采 用圓形噴淋空塔+漿液分層、脈沖懸浮系統。日本川崎公司采用圓形噴淋空塔+內部隔板、 外置除霧器。日本千代田公司采用圓形鼓泡塔。美國Ducon公司采用圓形噴淋空塔+文丘 里柵棒。在國內，脫硫產業發展的初期，主要是引進和借簽國外的技術。早期的常凈環保公 司，采用美國Marsulex公司的空塔結構。中電投遠達環保和清華同方公司采用奧地利AEE 噴淋空塔吸收塔。目前，仍有不少企業，還是普遍采用空塔結構的脫硫吸收塔。所謂噴淋空 塔，就是塔內氣液接觸區無任何填料構件，不設任何格柵，托盤或性能增強結構，運種塔的 結構阻力小，運行簡單，可靠性高，塔內不會結垢。但是，氣、液相的傳質效果差，脫硫效率不 高。為了提高脫硫效率，通常采用多層噴嘴進行噴霧或噴淋，并且噴霧重疊率要大，一般超 過150%，最高達到300%。實現大的噴霧重疊率，噴淋層一般是3-6層，其液氣比一般為 10-25化/m3)，因而，循環水累的動力消耗很大，運行成本較高。為了降低運行成本，進一步 提高脫硫效率，國內脫硫行業的不少企業都進行了各種技術創新，取得了一定的成效。但是 也還存在一些問題。
[0012] 中國專利ZL200810120374. 1，采用了旋流噴淋組合脫硫裝置。噴淋層位于旋 流板的上方。旋流板層和噴淋層均有二層或二層W上。運種結構增加了氣液的傳質效 果，減少了噴淋量的能耗，但是，阻力增加不少，總體能耗增加。化200820238538. 6和 化200810237005. 0采用了 4-5mm厚，40-50mm的扁鋼條，布置成正交且平行的金屬格柵。 ZL201410098068. 2采用了園管代替扁鋼在噴淋管下面布置二層W上，層與層之間園管呈 異面相交狀態排列。化200820211457. 7采用由斷面為菱形的型鋼多排平行布置焊接在塔 體內部。ZL201320506309. 0采用了新結構的多孔板結構，并且把開孔率提高到35-40 %。 ZL201510117171. 7在噴淋層下面或噴淋層中間增加一層或兩層多孔篩板，在塔內內壁增設 氣液再分布環。上述幾種結構，對進口煙氣有較好的整流作用，同時，增加氣液傳質效果，對 提高脫硫效率都起了一定的積極作用。但是，運些結構的液相或氣相的傳質系數都較少，對 整體性能的提高，有一定的限制。ZL200510031623. 6提供了一種"規流填料塔"技術。在 塔內筒上設置托板，托板上開有具有氣流導向作用的槽，在托板上的環形流道內布置球體， 氣流通過托板上的導向槽吹向球體，使球產生自旋作用。在填料層上設置的噴嘴，對球體 不停的噴淋，規流填料使多相物料在規流填料傳質場中，多相都處于分散狀態，多相分散的 基元互相撞擊，實現基元細化，大大提高相間接觸的比表面積，并能使基元實現表面高速更 新，多相間保持穩定的高速傳質，極大提高設備的分離、反應效率，增加氣液的傳質效果，最 大限度的降低了液氣比。從而，提高了脫硫效率，減低了運行成本。但是，在運行中也還存 在一些不足之處，當煙氣量大小不穩定時，"規流填料塔"的使用性能要大打折扣。實際運行 煙氣量和系統風壓少于設計量時，填料自旋動力不足，旋轉不起來，會產生堵塞現象。反而 會增大系統的運行阻力。當實際運行煙氣量遠大于設計量時，填料會脫離自旋的環道，形成 厚薄不均的填料層，對提高脫硫效率也不利。
[0013] 影響脫硫吸收塔使用性能的另一個方面是除霧效率。除霧效率不高，不僅會使風 機葉片的磨損加快或加劇，而且會造成脫硫區域"石膏雨"的頻發，帶來二次污染等嚴重后 果。傳統的除霧器安裝在吸收塔頂部，大都采用兩級除霧器。下面一級粗除霧器，上面一級 細除霧器，兩級平行布置，外形為波狀板結構。其結構有折流板式和旋流板式。除霧器的布 置，一般有水平形，人字形，V字形，組合（菱形或X型）形。含液滴的氣體通過除霧器，利 用液滴的慣性作用原理，液滴碰觸檔板而留在檔板上，然后進入排水系統。經除霧器分離后 的凈煙氣，液滴含量小于75mg/m3,液滴平均直徑小于25um。但是，運種安裝方式，煙氣的流 速大小對除霧效果影響很大。因為，除霧后的水珠滴落方向與氣流方向是逆方向的，在風速 較大時，脫出的水珠仍有一部分會返回氣流，造成二次帶水，降低除霧器的效率。同時，阻力 大，能耗高。降低煙氣流速，會使吸收塔直徑增大，投資增加。為了提高除霧效率，國內脫硫 行業也進行了大量的研究與創新。ZL200720188695. 6采用了兩級除霧裝置，第一級水平布 置，第二級呈人字式屋頂結構。ZL201220683202. 7采用布置方向不同的二級除霧裝置，一 級除霧水平布置在噴淋層上方。二級除塵器布置在頂部煙道出口的水平段，氣流方向不同， 相互干擾小。塔的高度也略降低。化201420094452. 6采用了Ξ級除霧器的結構。并在每 一二層除霧器之間增加了噴淋裝置。化201420727665. 8采用靜電的原理，在吸收塔上部設 置由陽極板和陰極線組成的除霧裝置。化201520197916. 0采用多級雙氣旋除霧裝置，運些 改進的除霧器結構，對提高除霧效率有一定的作用。但是，仍有很多不完善之處。由于，脫 硫塔體大都是按3. 5~5. 5m/s的空塔流速要求設計直徑，除霧器水平布置時氣流速度一般 都在4m/sW上，而折流板式除霧器的最佳氣流速度為2. 5~3. 5m/s，最高不能超過4m/s。 因此，在塔體內增加除霧板的層數，不會有較高的除霧效率，相反會增大氣流阻力。在塔體 內設計"人"字形屋脊式的除霧板，能降低除霧器上的氣流速度，但是要達到最佳速度還是 有一定的難度。即使氣流速度能達到要求，但脫出的水流方向與氣流方向還是逆方向流動， 因此，效果不是十分理想。在出風煙道的水平段設計立式除霧板，能減少氣流方向和水流方 向的互相干設，但是，出風煙道的截面積一般都少于脫硫塔的橫截面積，氣流速度又顯著增 大，