[发明专利]一种两段式烟气脱硫塔及其梯阶均流集液装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种两段式烟气脱硫塔及其梯阶均流集液装置，属于烟气脱硫领域。

背景技术

目前，国际和国内烟气脱硫工艺80%以上采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，烟气石灰石—石膏湿法脱硫工艺一般采用空塔喷淋吸收塔，脱硫效率一般在95%左右。但随着经济发展，环保要求不断提高，要求到2020年我国燃煤电厂烟气中污染物排放限值达到燃气轮机组的排放要求，即所谓的“超洁净排放”，要求排放烟气中NOx浓度≤50mg/Nm³，SO₂浓度≤35mg/Nm³，烟尘浓度≤10mg/Nm³。根据这一新的要求，许多燃煤电厂实际脱硫效率要达到99%以上，采用过去的在吸收塔中增加喷淋层和托盘的做法已经无法满足这一新要求。

为了获得更高的脱硫效率，出现了双塔双循环工艺和单塔双循环工艺。其中双塔双循环工艺就是将两个吸收塔串联，此工艺烟道复杂，烟气阻力大，占地面积大，投资运行费用高。现用的单塔双循环工艺虽然吸收在一个塔内完成，但还是需要两个浆池。这是因为现有单塔双循环是通过“集液碗”将一个吸收塔分隔成上下吸收区，“集液碗”的高度大约在10m左右，通过“集液碗”收集上吸收区浆液引出吸收塔，由于“集液碗”高度较高，如果采用一个浆池，上吸收区喷淋层距浆池液面太高，循环泵扬程要求很高，浪费能量，为解决以上问题，采用在原吸收塔的浆池外再设置一个塔外浆池，使塔外浆池液位远高于吸收塔内浆池液位，以此来降低上吸收区循环泵扬程。这样结果是增加了占地，投资费用高，运行控制复杂，运行费用高。另外，“集液碗”的结构不利于吸收塔内烟气流场均匀，影响脱硫效率。

对于入口烟气SO₂含量高，出口需要达到35mg以下的烟气SO₂吸收系统，需要喷淋的浆液量很大，也即液气比要求大。在一个吸收塔中，当液气比达到一定值时，加大液气比对脱硫效率的作用越来越小，当超过一定限值时，加大液气比不仅不能提高脱硫效率，反而会使脱硫效率下降。申请人通过长期研究发现，主要原因是对于空塔喷淋的脱硫吸收塔影响吸收效率的一个重要因素是喷淋层喷出的浆液粒子的总表面积，也即气液接触面积。一般来说，增加喷淋层，增大喷淋量能增大气液接触面积，但是，由于喷淋层之间存在相互干扰，喷出的浆液粒子会相互碰撞凝并，使液体总表面积下降，浆液粒子表面积与喷淋浆液的量将不成正比，当喷淋量达到一定值时，浆液粒子总表面积不升反降，从而出现脱硫效率下降。因此，在多层喷淋层之间设置集液装置，将上面几层的喷淋浆液接出吸收塔，就避免了上面喷淋层对下面喷淋层的影响从而提高整体脱硫效率。烟气脱硫项目，尤其是大型火力发电厂烟气脱硫项目，一般处理烟气量较大，吸收塔直径比较大，喷淋浆液量也较大，开发一种好的集液装置一直是本领域技术人员长期努力的方向。

CN201510575631.0公开了一种用于烟气净化的高效脱硫除尘系统，该系统中设置了积液分配器用于将上层喷淋层浆液收集起来通过管道从塔外进入浆池，减少上层喷淋浆液对下层喷淋浆液对脱硫除尘的影响。但是烟气穿过此装置时，大部分气体通过挡水均流帽与支撑部件之间的缝隙进入上层喷淋层，与积液分配器上方的浆液基本上无接触，因此积液分配器装置只是单纯的收集上层喷淋层浆液，对于气液两相的传质无明显的强化效果。

因此，开发能均布气流降低高度的集液装置进而优化单塔双区吸收系统很有必要。

发明内容

本发明旨在提供一种两段式烟气脱硫塔及其梯阶均流集液装置，该均流集液装置可以使得上一层喷淋层的浆液均匀淋洒在集液板上并被气流托住，使穿过集液板的筛孔和斜喷孔的气体与位于集液板上表面的液体在集液板上充分接触后从脱硫塔中心逐级向塔周方向流动，最终落入落液槽内，再通过落液槽外的浆液回流管流回吸收塔浆池。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种梯阶均流集液装置，其包括：

沿着烟气脱硫塔的径向方向设置的大梁，用于将烟气脱硫塔的横截面分为若干扇形区域；

每块扇形区域内设有若干根小次梁，同一扇形区域内的小次梁间隔并列设置，且小次梁的顶部高程从该扇形区域的内侧向外侧呈梯级下降；

同一区域内的相邻两根小次梁之间通过积液板相连，且在积液板上开有用于均布气流的筛孔和倾斜设置的斜喷孔；最外侧的积液板上开有落液槽，该落料槽用于与设置在脱硫塔塔壁上的回流口连通。

本发明的梯阶均流集液装置既能均匀分布气流，又能将第二吸收段喷淋浆液收集接出塔外。