一种串球填料及立式环形除雾的脱硫吸收塔的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保设备技术领域，具体设及一种利用串球栅板对含硫烟气进行整流 过滤，利用立式环形安装的挡水板对净化气体进行脱水除雾的脱硫吸收塔。
【背景技术】
[0002] 脱硫吸收塔是脱硫装置的主体设备，是脱硫岛的核屯、，对脱硫效果有着至关重要 的作用。脱硫吸收塔按照其特点可分为喷雾（喷淋）塔，填料塔（如端流球），板式塔（如 旋流、筛板），流化床，洗涂器（如旋风、水膜、文丘里）等。其中，喷雾或喷淋塔是应用最广 泛的塔型。
[0003] 不论何种结构形式，脱硫吸收塔一般具有氧化、吸收、除雾等功能，并尽可能满足 W下性能要求：
[0004] (1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；
[000引 似气液间扰动强烈，吸收阻力小，对s02的吸收效率高；
[0006] (3)操作稳定，要有合适的操作弹性；
[0007] (4)气流通过塔体后的的压降和溫降要小；
[0008] (5)结构简单，制造及维修方便，造价低廉，使用寿命长；
[0009] (6)不结垢，不堵塞，耐磨损，耐腐蚀；
[0010] (7)能耗低，不产生二次污染。
[0011] 在烟气脱硫产业的发展过程中，国内外的各大小公司，都根据各自的生产工艺特 点及不同时期的技术局限性，先后在不同行业和工况场合，应用了各种结构的脱硫塔，在国 夕F，美国Marsulex公司，最早应用圆形喷淋空塔+淋水装置，美国ALSTOM(阿尔斯通）公司 主要采用圆形喷淋空塔。美国己威公司采用圆形喷淋空塔+托盘装置。德国比晓夫公司采 用圆形喷淋空塔+浆液分层、脉冲悬浮系统。日本川崎公司采用圆形喷淋空塔+内部隔板、 外置除雾器。日本千代田公司采用圆形鼓泡塔。美国Ducon公司采用圆形喷淋空塔+文丘 里栅棒。在国内，脱硫产业发展的初期，主要是引进和借签国外的技术。早期的常净环保公 司，采用美国Marsulex公司的空塔结构。中电投远达环保和清华同方公司采用奥地利AEE 喷淋空塔吸收塔。目前，仍有不少企业，还是普遍采用空塔结构的脱硫吸收塔。所谓喷淋空 塔，就是塔内气液接触区无任何填料构件，不设任何格栅，托盘或性能增强结构，运种塔的 结构阻力小，运行简单，可靠性高，塔内不会结垢。但是，气、液相的传质效果差，脱硫效率不 高。为了提高脱硫效率，通常采用多层喷嘴进行喷雾或喷淋，并且喷雾重叠率要大，一般超 过150%，最高达到300%。实现大的喷雾重叠率，喷淋层一般是3-6层，其液气比一般为 10-25化/m3)，因而，循环水累的动力消耗很大，运行成本较高。为了降低运行成本，进一步 提高脱硫效率，国内脱硫行业的不少企业都进行了各种技术创新，取得了一定的成效。但是 也还存在一些问题。
[0012] 中国专利ZL200810120374. 1，采用了旋流喷淋组合脱硫装置。喷淋层位于旋 流板的上方。旋流板层和喷淋层均有二层或二层W上。运种结构增加了气液的传质效 果，减少了喷淋量的能耗，但是，阻力增加不少，总体能耗增加。化200820238538. 6和 化200810237005. 0采用了 4-5mm厚，40-50mm的扁钢条，布置成正交且平行的金属格栅。 ZL201410098068. 2采用了园管代替扁钢在喷淋管下面布置二层W上，层与层之间园管呈 异面相交状态排列。化200820211457. 7采用由断面为菱形的型钢多排平行布置焊接在塔 体内部。ZL201320506309. 0采用了新结构的多孔板结构，并且把开孔率提高到35-40 %。 ZL201510117171. 7在喷淋层下面或喷淋层中间增加一层或两层多孔筛板，在塔内内壁增设 气液再分布环。上述几种结构，对进口烟气有较好的整流作用，同时，增加气液传质效果，对 提高脱硫效率都起了一定的积极作用。但是，运些结构的液相或气相的传质系数都较少，对 整体性能的提高，有一定的限制。ZL200510031623. 6提供了一种"规流填料塔"技术。在 塔内筒上设置托板，托板上开有具有气流导向作用的槽，在托板上的环形流道内布置球体， 气流通过托板上的导向槽吹向球体，使球产生自旋作用。在填料层上设置的喷嘴，对球体 不停的喷淋，规流填料使多相物料在规流填料传质场中，多相都处于分散状态，多相分散的 基元互相撞击，实现基元细化，大大提高相间接触的比表面积，并能使基元实现表面高速更 新，多相间保持稳定的高速传质，极大提高设备的分离、反应效率，增加气液的传质效果，最 大限度的降低了液气比。从而，提高了脱硫效率，减低了运行成本。但是，在运行中也还存 在一些不足之处，当烟气量大小不稳定时，"规流填料塔"的使用性能要大打折扣。实际运行 烟气量和系统风压少于设计量时，填料自旋动力不足，旋转不起来，会产生堵塞现象。反而 会增大系统的运行阻力。当实际运行烟气量远大于设计量时，填料会脱离自旋的环道，形成 厚薄不均的填料层，对提高脱硫效率也不利。
[0013] 影响脱硫吸收塔使用性能的另一个方面是除雾效率。除雾效率不高，不仅会使风 机叶片的磨损加快或加剧，而且会造成脱硫区域"石膏雨"的频发，带来二次污染等严重后 果。传统的除雾器安装在吸收塔顶部，大都采用两级除雾器。下面一级粗除雾器，上面一级 细除雾器，两级平行布置，外形为波状板结构。其结构有折流板式和旋流板式。除雾器的布 置，一般有水平形，人字形，V字形，组合（菱形或X型）形。含液滴的气体通过除雾器，利 用液滴的惯性作用原理，液滴碰触档板而留在档板上，然后进入排水系统。经除雾器分离后 的净烟气，液滴含量小于75mg/m3,液滴平均直径小于25um。但是，运种安装方式，烟气的流 速大小对除雾效果影响很大。因为，除雾后的水珠滴落方向与气流方向是逆方向的，在风速 较大时，脱出的水珠仍有一部分会返回气流，造成二次带水，降低除雾器的效率。同时，阻力 大，能耗高。降低烟气流速，会使吸收塔直径增大，投资增加。为了提高除雾效率，国内脱硫 行业也进行了大量的研究与创新。ZL200720188695. 6采用了两级除雾装置，第一级水平布 置，第二级呈人字式屋顶结构。ZL201220683202. 7采用布置方向不同的二级除雾装置，一 级除雾水平布置在喷淋层上方。二级除尘器布置在顶部烟道出口的水平段，气流方向不同， 相互干扰小。塔的高度也略降低。化201420094452. 6采用了Ξ级除雾器的结构。并在每 一二层除雾器之间增加了喷淋装置。化201420727665. 8采用静电的原理，在吸收塔上部设 置由阳极板和阴极线组成的除雾装置。化201520197916. 0采用多级双气旋除雾装置，运些 改进的除雾器结构，对提高除雾效率有一定的作用。但是，仍有很多不完善之处。由于，脱 硫塔体大都是按3. 5~5. 5m/s的空塔流速要求设计直径，除雾器水平布置时气流速度一般 都在4m/sW上，而折流板式除雾器的最佳气流速度为2. 5~3. 5m/s，最高不能超过4m/s。 因此，在塔体内增加除雾板的层数，不会有较高的除雾效率，相反会增大气流阻力。在塔体 内设计"人"字形屋脊式的除雾板，能降低除雾器上的气流速度，但是要达到最佳速度还是 有一定的难度。即使气流速度能达到要求，但脱出的水流方向与气流方向还是逆方向流动， 因此，效果不是十分理想。在出风烟道的水平段设计立式除雾板，能减少气流方向和水流方 向的互相干设，但是，出风烟道的截面积一般都少于脱硫塔的横截面积，气流速度又显著增 大，