一种文氏棒液柱喷流塔烟气脱硫除尘装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种烟气除尘脱硫一体化治理装置，具体涉及一种将液柱喷流洗涤吸 收与文氏棒层均化烟气分布和气液鼓泡流化强化传质协同耦合的湿法烟气除尘脱硫装置。
【背景技术】
[0002] 湿法烟气脱硫除尘是目前工业炉窑烟气粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放控制的主 要手段，在烟气脱硫市场上约占80 %以上。按所采用的脱硫剂区分，常用的工艺有石灰石 /石灰-石膏法、镁法、钠法、双碱法、氨法等十多种，并且经过多年的研究和应用开发，大部 分工艺已趋于成熟。设备方面，已形成了喷淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱塔以及双循环塔、复 合塔等数种各具特色的湿法烟气脱硫吸收塔。其中，喷淋空塔内部构件少、气阻低、不易结 垢、运行周期长，但脱硫效率受气流分布不均的影响较大，且浆液循环泵的能耗大；填料塔 传质效率高，但容易被堵塞，气阻大，需要定时清洗更新填料，维修费用高；喷射鼓泡塔传质 效率高，但存在吸收过程动力消耗大、烟气温度降低多、设备需作防腐处理、占地面积也较 大的缺点。液柱塔采用喷嘴由下向上喷射，形成一个个液柱喷泉，液柱顶端速度为零，液体 伞形下落，下落的液滴与上喷的液滴相撞形成更细的液滴，从而增加气液接触表面；吸收液 上喷时湍动，加速S02吸收与除尘；烟气被液体射流卷吸，增加气液混合；因而，脱硫效率 高，循环泵数少，设备投资低，且结构简单易于维护，处理气量大，不易结垢。但实际应用显 示，普通液柱塔的脱硫效率并不高，通常只有70~90%，且循环液量较大、操作费用也不 低，对烟气负荷变化的适应能力也较差。
[0003] 为克服普通液柱塔的缺陷，提高液柱塔的脱硫除尘效率，国内外主要从以下两方 面进行改进：（1)采用双塔或单塔双循环来增加气液接触，提高脱硫效率。如日本三菱公 司在开发了液柱喷射塔之后又设计了双接触、顺逆流、组合式液柱塔，使烟气先在吸收塔的 左半部与吸收液液柱逆流接触，然后再在右半部与吸收液顺流接触；或先顺流接触再逆流 接触。显然双塔设计将增大占地面积、设备投资和操作成本。清华大学等则提出了单塔双 级液柱喷射（如中国专利CN1282625A)，这也会使塔高大幅增加，增加循环泵电耗及操作成 本。（2)改善塔内气、液分布，减少"短路"，增加气液接触。普通液柱塔内气液分布并不均 匀。为使烟气与浆液充分均匀接触，需使各喷嘴喷射的液柱高度一致且对塔全截面覆盖均 匀。故中国专利CN1795965A公开了从进口到出口管径逐渐变小并双向交错布置的喷液管 道设计；CN101564641A公开了一种置于喷浆管内部用于调节液体喷射高度的均流板设计， 以消除液柱喷射高度不一致对脱硫率的影响。中国专利CN202983508U则提供了一种多级 多尺度喷射的液柱塔设计，即在一个液体分布器上设置若干个喷射高度不一的液柱，形成 多层、液滴分级增大的喷淋。这些专利对液柱喷射作了改进，但基本未改变进塔烟气分布的 不均匀性；此外，液柱喷射高度增加必然使循环泵能耗增加。为改善进塔烟气分布，中国专 利CN2691692Y公开了 一种液柱鼓泡式湿式烟气脱硫装置，其特征是在烟气进口与浆液喷 射装置之间增设了一层多孔托盘使进塔的烟气均布并在托盘上形成鼓泡传质以去除一部 分飞灰并进行一次脱硫，烟气再与喷射液柱进行二次脱硫，从而提高系统的脱硫效率。该专 利方案可较好地解决进塔烟气分布不均问题，并增加一次托盘鼓泡接触提高脱硫率，但多 孔托盘将增加结垢与堵塞风险，应用上将会受到一些限制。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构相对简单、不 结垢堵塞，脱硫除尘效率高、液气比较小、且投资省、运行费用低的液柱喷射与文氏棒层相 结合的湿法烟气脱硫除尘装置。
[0005] 所谓文氏棒层，即由按一定间距排布的固体实心棒或空心管构成的覆盖流体流通 截面的棒排或管排（本说明书以下不再区分棒与管，统一称为棒）。由于棒排中棒间隙通道 是减缩渐扩的，流体流过该棒排层时，会产生文丘里过流效应，故称这种覆盖塔横截面的棒 排为文氏棒层。
[0006] 为实现此目的，本发明的技术方案是：在液柱塔内设置文氏棒层，构成一种液柱喷 射与文氏棒层协同耦合的烟气脱硫除尘装置（简称文氏棒液柱塔脱硫除尘装置），从下向 上依次为吸收液循环氧化池、烟气进口段、烟气净化段和除雾段。其特征在于：烟气净化段 底部内设置有至少一层文氏棒层和中部设置至少一层液柱喷射装置；
[0007] 其中所述及的一层文氏棒层为由一块或多块按设定间距排布的耐腐蚀、有足够机 械强度的金属或非金属固体实心棒或空心管排构成，覆盖塔全部横截面的棒层。该文氏棒 层至少一层，优选为两层，设置在位于烟气进口段上部与液体喷射装置之间；
[0008] 其中所述及的液柱喷射装置至少有一层可覆盖塔全截面的液柱喷头，优选为两层 液柱喷头，通过液体分配管路与循环液泵、吸收液循环氧化池相连。
[0009] 本发明的液柱喷射与文氏棒层协同耦合的烟气除尘脱硫装置的工作流程及工作 原理是：
[0010] 热烟气从烟气入口管道进入脱硫塔，与按照设定棒间距排列的文氏棒层相遇，烟 气受到棒的阻挡，从减缩渐扩的两园棒间隙通道通过，产生所谓的"文氏管"过流效应：一使 棒层后烟气重新分布，接近均匀的"平推流"，减少烟气"短路"，改善气液接触；二由于棒层 处烟气对下落液体的托举，可在棒层上表面形成高湍动的液体薄层，产生高效的"液包气" 鼓泡流化传质；三由于棒间隙气速高、湍动大，对棒层有"自清洁"作用，加之棒截面为光滑 园形，不易结垢；从而大大提高烟气降温、除尘及一次脱硫、脱酸等效果。同时液柱喷射回落 的液体在棒层处被烟气托举，形成鼓泡流化，从而大大延长气液接触时间和吸收液的利用 率。烟气离开棒层后进一步上行与喷射液柱完成二次液柱塔脱硫除尘，由于已经过了文氏 棒层的一次处理，烟气湿度已接近饱和、温度低，含尘少，因而该二次脱硫反应比普通液柱 塔中更接近最佳反应条件，反应更加充分，故可获得更高的装置脱硫除尘效率，净化后的烟 气最终经除雾后从净化烟气出口排出。
[0011] 与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：本发明在烟气进口段上部设置 至少一层以上的文氏棒层，利用文丘里效应使进气流接近均布，减少气体"短路"、提高了气 液接触；在文氏棒层上表面形成高湍动的液体薄层，在一个塔内引入了 "液包气"