一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置

《一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》涉及煙氣脫硫裝置，尤其涉及一種切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置。

截至2011年10月，SO₂污染是中國大氣環(huán)境污染的主要問題，是制約中國經(jīng)濟協(xié)調穩(wěn)定發(fā)展的重要環(huán)境因素。隨著火力發(fā)電廠的快速發(fā)展，SO₂排放不斷增多。而SO₂的排放，是造成酸雨不斷加劇的主要原因之一。燃煤電廠如何實施脫硫工程，完善脫硫工藝，提高脫硫效率，是有效遏制SO₂排放的有效手段。石灰/石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術是當前控制SO₂的一種最為成熟的技術，并被應用廣泛。然而也存在著脫硫效率不高、能耗水平高和脫硫成本高的問題。

在濕法脫硫工藝中，其核心部分為脫硫塔。在脫硫塔內，含硫煙氣被吸收、氧化。影響脫硫效率及能耗的主要因素是脫硫方法和裝置。

2011年前電廠濕法煙氣脫硫效果不佳，存在較多的缺陷。為了提高漿液利用率，保證脫硫效率，一方面，必需建造體積較大吸收塔并需要漿液泵多次循環(huán)抽取漿液進行噴霧利用；另一方面，吸收塔噴淋層需要安裝2~4層噴嘴，每層需要噴嘴數(shù)目80多只。因此，需要花費較大的設備建造、運行、維護、檢修等費用。

故為了提高脫硫效率，保證吸收塔的效率，完善和優(yōu)化脫硫吸收系統(tǒng)?？茖W合理地設計出一套濕法煙氣脫硫裝置有著非常重要的意義。

圖1是《一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》結構示意圖。

圖2是圖1切圓式螺旋噴射紊流吸收層結構示意圖。

2021年6月24日，《一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》獲得第二十二屆中國專利優(yōu)秀獎。

如圖1所示?！兑环N切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》包括吸收塔，在吸收塔內自下而上依次設置有切圓式螺旋噴射紊流吸收層II、常規(guī)噴淋層III和除霧層IV；所述切圓式螺旋噴射紊流吸收層II由多組沿圓形管路布置的對沖切圓的超聲波霧化噴嘴13構成；所述常規(guī)噴淋層III由數(shù)個陣列布置的機械式噴嘴2構成；

如圖2所示。所述由多組沿圓形管路布置的對沖切圓超聲波霧化噴嘴13，其中每一組對沖切圓噴嘴的射流形成不同直徑的切圓。所述由多組沿圓形管路布置的對沖切圓超聲波霧化噴嘴13，其中同一組超聲波霧化噴嘴7向下傾斜角度相同，傾斜角度為5度~15度。

所述除霧層IV為除霧器，該除霧器為多層除霧器，每層除霧器之間設置有多向高壓沖洗水噴嘴。

所述吸收塔內底部設置有漿液儲存區(qū)I，所述漿液儲存區(qū)I設有攪拌器11、氧化風機12，所述漿液儲存區(qū)I還連接有漿液補充系統(tǒng)，所述漿液補充系統(tǒng)包括漿液泵9、漿液灌10、攪拌器7。

所述超聲波霧化噴嘴13以及機械式噴嘴2分別通過漿液泵8與漿液儲存區(qū)I管路連接；所述除霧層IV分別通過管路1與清水供給裝置連接，該清水供給裝置包括壓力表3、調節(jié)閥4、高壓沖洗泵5、清水箱6。

吸收塔的煙氣進口15設置在切圓式螺旋噴射紊流吸收層II下方，所述吸收塔的煙氣出口16設置在吸收塔端部的頂端或者側邊。

切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置工作原理機過程如下：

儲存在漿液罐10內的漿液，由漿液泵9通過管路輸送至漿液存儲區(qū)I中，然后在漿液泵8的作用下，被輸送至切圓式螺旋噴射紊流吸收層II和常規(guī)噴淋層III。漿液在切圓式螺旋噴射紊流吸收層II內由超聲波霧化噴嘴13噴出，產(chǎn)生霧化微粒與煙氣接觸，實現(xiàn)煙氣的一次脫硫作用；漿液在常規(guī)噴淋層III內由普通的機械式噴嘴2噴淋，產(chǎn)生較大粒徑的霧粒，與煙氣接觸，實現(xiàn)二次脫硫。

完成脫硫作用的漿液在重力等作用下下降，再次聚集到漿液存儲區(qū)I內。沉降的漿液與來自于漿液罐10內新制備的漿液在攪拌器11的作用下進行均勻混合，實現(xiàn)循環(huán)利用，中間反應物在氧化風機12的作用下進行氧化反應。

煙氣由煙氣進口15進入切圓式螺旋噴射紊流吸收層II內，與較細的霧化微粒均勻混合，完成一次脫硫。隨后，煙氣繼續(xù)向上運動至常規(guī)噴淋層III，在該常規(guī)噴淋層III的區(qū)域內煙氣和粒徑較大的霧滴接觸，完成二次脫硫；大霧滴同時捕捉細小顆粒。經(jīng)過一、二次脫硫后的煙氣攜帶部分霧滴繼續(xù)向上運動至除霧層IV，在除霧層IV的區(qū)域內經(jīng)過高效的除霧后，煙氣由煙氣出口16排出吸收塔。

其中，除霧層IV的清洗介質由清水供給裝置的清水箱6提供，清洗水管路上設置的高壓沖洗泵5、調節(jié)閥4、壓力表3，用來控制清洗水的壓力和流量。

如圖2所示，切圓式螺旋噴射紊流吸收層II采用超聲波霧化噴嘴13，將超聲波霧化噴嘴13沿著圓形管路14（管路14沿吸收塔內壁布置）進行切圓布置，不同角度配置的超聲波霧化噴嘴13噴射出的霧化微粒射流沿圓周方向形成不同直徑的切圓；在垂直方向，霧化微粒因慣性向下運動，因煙氣流作用發(fā)生停滯，接著霧化微粒隨氣流向上運動，在該切圓式螺旋噴射紊流吸收層II的區(qū)域中形成多個先螺旋向下再螺旋向上的紊流場。超聲波霧化噴嘴13布置的層數(shù)主要依據(jù)吸收塔的直徑和采用的超聲波霧化噴嘴13的射程進行設計（圖2以三層切圓式布置為例），以確保整個吸收塔橫截面充滿霧化顆粒狀的脫硫劑（石灰石漿液），避免出現(xiàn)脫硫死角。

一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置專利目的

《一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》的目的是為了提高脫硫系統(tǒng)的脫硫效率和降低脫硫成本，保證濕法煙氣脫硫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行。

一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置技術方案

一種切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，包括吸收塔，特點在于吸收塔內自下而上依次設置有切圓式螺旋噴射紊流吸收層、常規(guī)噴淋層和除霧層；所述切圓式螺旋噴射紊流吸收層由多組沿圓形管路布置的對沖切圓的超聲波霧化噴嘴構成（但不限于超聲波霧化噴嘴）；所述常規(guī)噴淋層由數(shù)個陣列布置的機械式噴嘴構成；所述除霧層為除霧器，所述吸收塔內底部設置有漿液儲存區(qū)。

所述由多組沿圓形管路布置的對沖切圓的超聲波霧化噴嘴，其中每組對沖切圓超聲波霧化噴嘴的射流形成不同直徑的切圓。

所述由多組沿圓形管路布置的對沖切圓超聲波霧化噴嘴，其中同一組超聲波霧化噴嘴向下傾斜角度相同，傾斜角度為5度~15度。

所述超聲波霧化噴嘴以及機械式噴嘴分別通過漿液泵與漿液儲存區(qū)管路連接。

所述除霧層分別通過管路與清水供給裝置連接。

所述漿液儲存區(qū)設有攪拌器、氧化風機，所述漿液儲存區(qū)還連接有漿液補充系統(tǒng)，所述漿液補充系統(tǒng)包括漿液泵、漿液灌、攪拌器。

所述除霧器為多層除霧器，每層除霧器之間設置有多向高壓沖洗水噴嘴。

所述吸收塔的煙氣進口設置在切圓式螺旋噴射紊流吸收層下方，所述吸收塔的煙氣出口設置在吸收塔端部的頂端或者側邊。

一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置有益效果

1.切圓式螺旋噴射紊流吸收層產(chǎn)生的紊流場，呈不同直徑切圓螺旋運動的脫硫劑充滿吸收塔，消除脫硫反應死角，增強了反應物混合均勻性，加快了吸收反應的速率。

2.切圓式螺旋噴射紊流吸收層的超聲波霧化噴嘴采用向下傾斜5度~15度的角度進行布置，延長煙氣與脫硫劑的接觸時間，使得煙氣與脫硫劑充分反應，提高脫硫的效率。

3.切圓式螺旋噴射紊流吸收層，利用切圓式布置超聲波霧化噴嘴可以大大降低脫硫噴嘴霧化錐角的要求，減少噴嘴使用量，可相應地縮小脫硫裝置的體積，節(jié)約脫硫塔投資。

4.切圓式螺旋噴射紊流吸收層，采用切圓式噴射紊流脫硫與常規(guī)濕法脫硫相結合，實行了煙氣兩次脫硫，脫硫效率高、脫硫能耗和成本低。

5.切圓式螺旋噴射紊流吸收層，采用超聲波霧化噴嘴，大大降低霧化微粒的粒徑，增大了反應物接觸比表面積，提高了脫硫效率。可減少漿液循環(huán)次數(shù)，減少脫硫能耗。

1.《一種切圓式螺旋噴射煙氣濕法脫硫裝置》包括吸收塔，其特征在于吸收塔內自下而上依次設置有切圓式螺旋噴射紊流吸收層、常規(guī)噴淋層和除霧層；所述切圓式螺旋噴射紊流吸收層由多組沿圓形管路布置的對沖切圓的超聲波霧化噴嘴構成；所述常規(guī)噴淋層由數(shù)個陣列布置的機械式噴嘴構成；所述除霧層為除霧器，所述吸收塔內底部設置有漿液儲存區(qū)；所述由多組沿圓形管路布置的對沖切圓的超聲波霧化噴嘴，其中每組對沖切圓超聲波霧化噴嘴的射流形成不同直徑的切圓，其中同一組超聲波霧化噴嘴向下傾斜角度相同，傾斜角度為5度~15度。

2.根據(jù)權利要求1所述切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于所述超聲波霧化噴嘴以及機械式噴嘴分別通過漿液泵與漿液儲存區(qū)管路連接。

3.根據(jù)權利要求2所述切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于所述除霧層分別通過管路與清水供給裝置連接。

4.根據(jù)權利要求3所述切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于所述漿液儲存區(qū)設有攪拌器、氧化風機，所述漿液儲存區(qū)還連接有漿液補充系統(tǒng)，所述漿液補充系統(tǒng)包括漿液泵、漿液灌、攪拌器。

5.根據(jù)權利要求4所述切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于所述除霧器為多層除霧器，每層除霧器之間設置有多向高壓沖洗水噴嘴。

6.根據(jù)權利要求5所述切圓式螺旋噴射濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于所述吸收塔的煙氣進口設置在切圓式螺旋噴射紊流吸收層下方，所述吸收塔的煙氣出口設置在吸收塔端部的頂端或者側邊。

利用螺旋傳動裝置，調整固定式纜索起重機承載索張緊程度的裝置。

序

前言

第一章　燃煤煙氣石灰石一石膏濕法脫硫基礎理論

第一節(jié)　石灰石石膏濕法脫硫的基本原理

第二節(jié)　影響脫硫系統(tǒng)性能的主要因素

第三節(jié)　常用的石灰石石膏脫硫技術類型

第四節(jié)　脫硫效率的設計與保證

第二章　KKS編碼在燃煤煙氣濕法脫硫中的應用

第三章　燃煤煙氣濕法脫硫系統(tǒng)總體布置

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　脫硫島（系統(tǒng)）主要設備的建（構）筑物

第三節(jié)　脫硫島道路及綠化

第四章　燃煤煙氣濕法脫硫子系統(tǒng)

第一節(jié)　吸收劑制備系統(tǒng)

第二節(jié)　煙氣系統(tǒng)

第三節(jié)　吸收及氧化系統(tǒng)

第四節(jié)　副產(chǎn)物脫水系統(tǒng)

第五節(jié)　脫硫廢水處理系統(tǒng)

第六節(jié)　工藝水系統(tǒng)

第七節(jié)　壓縮空氣系統(tǒng)

第八節(jié)　電氣系統(tǒng)

第九節(jié)　儀控系統(tǒng)

第十節(jié)　土建、鋼結構系統(tǒng)

第五章　燃煤煙氣濕法脫硫系統(tǒng)控制聯(lián)鎖條件

第一節(jié)　脫硫系統(tǒng)控制聯(lián)鎖的總體概念、FGD及鍋爐保護

第二節(jié)　脫硫系統(tǒng)控制聯(lián)鎖條件的應用實踐

第六章　燃煤煙氣濕法脫硫系統(tǒng)主要設備

第一節(jié)　增壓風機

……

第七章　吸收塔體及基礎

第八章　脫硫系統(tǒng)防腐

第九章　職業(yè)健康安全管理

第十章　煙氣濕法脫硫設備的調試與驗收

第十一章　煙氣濕法脫硫設備的運行與維護

第十二章　煙氣濕法脫硫設備常見故障診斷

第十三章　煙氣濕法脫硫設備性能測試

第十四章　標牌、標志、包裝、運輸和儲存

參考文獻

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《環(huán)保裝備技術叢書：燃煤煙氣濕法脫硫設備》是《環(huán)保裝備技術叢書》的《燃煤煙氣濕法脫硫設備》分冊。

全書共分十四章，主要內容包括燃煤煙氣石灰石一石膏濕法脫硫基礎理論，KKS編碼在脫硫系統(tǒng)中的應用。脫硫系統(tǒng)總體布置，濕法脫硫子系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)控制聯(lián)鎖條件，脫硫系統(tǒng)主要設備，吸收塔體及基礎，脫硫系統(tǒng)防腐，職業(yè)健康安全管理，脫硫系統(tǒng)的調試、驗收、運行與維護，常見故障與處理，設備性能測試，包裝與運輸?shù)取?

《環(huán)保裝備技術叢書：燃煤煙氣濕法脫硫設備》內容豐富，數(shù)據(jù)翔實，可供燃煤電廠脫硫系統(tǒng)設計、調試、運行與維護人員閱讀使用，也可供大專院校師生、環(huán)保監(jiān)測及相關人員參考。