[发明专利]气液接触装置

说明书

本发明涉及一种气液接触装置，它用于湿烟道气脱硫装置以及类似的设备中，具有安装在气体流经的塔的主体内的一根或多根由具有较好的防腐耐磨性的纤维增强树脂复合材料制作的集管，集管上安装了多个雾化喷嘴用来向上喷出吸收剂浆液。

近年来，利用一种吸收剂浆液的吸收将烟道气中存在的二氧化硫除去的湿烟道气脱硫装置的使用越来越普遍。在这种类型的脱硫装置中，重要的是要让烟道气与吸收剂浆液充分接触。所以本申请人以前提出一种烟道气脱硫装置，其构成是让一种吸收剂浆液在气体流经的塔的主体内向上喷出，并因而改善气液接触的效率，减少所需容积，以及简化构造(见日本实用新案公报No.59-53828/84)。图3给出一种典型的使用这样一种结构的气液接触装置的烟道气脱硫装置的基本部分。

这种烟道气脱硫装置设有：一个构筑在吸收塔1底部的容器2，借助一个送浆系统把例如含有石灰石的吸收剂浆液S供给此容器2；一个循环泵4，把在容器2中的吸收剂浆液S送到位于吸收塔1的上部的吸收塔主体3中，并使吸收剂浆液和烟道气接触；一根通过一个旋转轴5由容器2的顶板支撑的搅拌棒7，它借助一个马达6带动在容器2内的吸收剂浆液S中水平旋转。此外，通风道8和9是烟道气的进气口和出气口，分别位于吸收塔主体3的顶部和容器2侧部的顶部，这样烟道气流经吸收塔主体3并在容器2内的吸收剂浆液S的表面上流过。

此外，一根或多根集管10放置在吸收塔主体3内，并连接到循环泵4的送出端。这些集管10都装有多个雾化喷嘴11，用于向上以液体柱的形式喷射吸收剂浆液S。这样就构成了一个可以使烟道气和吸收剂浆液S充分接触的气液接触装置。上述脱硫装置中，气液接触装置通常装有多根集管10。

当在相对缓和的环境条件中使用时，例如，在吸收剂浆液S的液体柱的高度不大于1m并且吸收剂浆液S中石膏的重量百分浓度小于15％时，集管10通常由一种纤维增强树脂复合材料(下文简称FRP)，例如通常的玻璃纤维增强聚酯树脂制成，或用具有专为抗腐蚀考虑的一种树脂衬面的碳钢材料制作。然而，当使吸收剂浆液S的液柱高度和/或吸收剂浆液S中石膏的浓度超过上述限制的严酷条件下，通常是使用金属材料(例如不锈钢和耐蚀镍基合金)，它们有很好的硬度和卓越的耐磨性和抗腐蚀性。

在这种烟道气脱硫装置中，未处理的烟道气是通过通风道8送进来，并使其与通过循环泵4送入并从雾化喷嘴11喷出的吸收剂浆液S接触，这样，未处理的烟道气中所含的二氧化硫就通过被吸收剂浆液S吸收而得以去除。吸收之后的烟道气，作为处理过的烟道气通过通风道9排出。从雾化喷嘴11中喷出的吸收剂浆液S在吸收二氧化硫的同时向下流动，进入容器2，在那里，在被搅拌棒7搅动的同时，由空气供应装置(未示出)送入容器2内的吸收剂浆液S中的空气产生大量的气泡，吸收剂浆液S由于与气泡接触而被氧化。这样，产生的石膏做为一种副产品就可以从系统中取出。

在这一过程中，吸收剂浆液S从雾化喷嘴11向上喷出形成液柱。喷出的吸收剂浆液S在上升的最高点散开并落下，落下的吸收剂浆液S和喷出的吸收剂浆液S彼此碰撞，产生微小的液滴。这样，同填料式吸收塔一类的设备相比，除了构造简便外，这种装置的每单位体积气液接触面积增加了。

此外，由于烟道气在喷嘴11的周围被充分地裹进喷出的吸收剂浆液S的液流中，吸收剂浆液S和烟道气可以充分混合。这一点也有助于促进气液有效地接触，因此甚至体积不大、结构简单的吸收塔就可以高水平地脱硫而净化烟道气。而且，可以通过控制循环泵4的传送压力或其它参数，来改变从雾化喷嘴11中喷出的吸收剂浆液S的液柱高度，从而可以有效地调整气液接触率及脱硫程度。

在上述传统的气液接触装置中，在吸收剂浆液的液柱高度过大，吸收剂浆液中石膏的浓度过高，和/或吸收剂浆液的循环速率很大以至于在集管10中的液流速度很高的情况下，集管10需要用昂贵的抗腐蚀和抗磨损的材料制作，以防止由于磨损和腐蚀导致可靠性降低。这不利地使得材料和制造或加工的成本增加，并进一步增加了安装成本并导致经济效益下降。更准确地说，当吸收剂浆液S的液柱高度大于1m，吸收剂浆液S中的石膏重量百分浓度大于15％，和/或集管10中的液流速度大于2m/s时，传统上是使用具有高硬度和良好耐磨性的昂贵的金属材料制作集管10，从而要求昂贵的材料、制造和加工成本。而且，当在极严酷的条件下要求抗腐蚀性时，由于必须使用镍基合金而使经济效益显著下降。

考虑到上述现有的技术水平，本发明的目标是提供一种所配装的集管重量轻、价格便宜、有良好的耐磨性和抗腐蚀性、因此可靠性高、经济效益好的气液接触装置。