具有闭气与曝气装置的脱硫塔的制作方法

本发明涉及锅炉烟气净化设备技术领域，特别是指一种具有闭气与曝气装置的脱硫塔。

背景技术：

近年来随着工业的发展，对环境的影响日益凸现，雾霾天气、全球气球变暖、大气污染治理是人类共同面临的难题。而燃煤锅炉、工业窑炉及垃圾焚烧炉等产生的二氧化硫、二氧化碳等气体，是其罪魁祸首。烟气脱硫是降低煤燃烧产生的主要污染物二氧化硫的主要措施，脱硫塔是烟气脱硫工艺的核心设备。其中，烟气脱硫的反应原理如下：

吸收：SO₂(g)→SO₂(1)+H₂O→H⁺+HSO₃^-→H++SO₃^2-

溶解：Mg(OH)₂(s)→Mg²⁺+2OH^-

MgSO₃(s)→Mg²⁺+SO₃^2-

中和：OH^-+H⁺→H₂O

OH^-+HSO₃^-→SO₃^2-+H₂O

氧化：HSO₃^-+1/2O₂→SO₄^2-+H⁺

SO₃^2-+1/2O₂→SO₄^2-

结晶：Mg²⁺+SO₃^2-+1/2H₂O→MgSO₃·1/2H₂O(s)

Mg²⁺+SO₄^2-+2H₂O→MgSO₄·2H₂O(s)

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中的脱硫塔在氧化过程中不能提供足够的氧气，造成HSO₃^-或SO₃^2-不能充分发生氧化反应，存在残留，降低脱除率，同时，用于脱硫的碱液利用率低，成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种既能使HSO₃^-或SO₃^2-发生充分氧化、提高脱硫率，又能节约成本的具有闭气与曝气装置的脱硫塔。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种具有闭气与曝气装置的脱硫塔，包括底座，所述底座上设置有塔体，所述塔体内部下方设置有闭气装置和曝气装置，其中：

所述塔体上设置有烟气进口和烟气出口，所述烟气进口设置于所述塔体的侧壁上，所述烟气进口处在所述塔体内部设置有烟气导流装置，所述烟气出口设置于所述塔体的顶部；

所述塔体内设置有内筒和脱硫液喷淋装置，所述内筒的上端连接所述烟气导流装置，所述脱硫液喷淋装置与位于所述塔体外部且装有脱硫液的溶液循环池连接；

所述塔体内在所述内筒的下方设置有集流装置，所述塔体外侧设置有用于排除硫酸镁砂浆液的出水槽，所述集流装置的出口连接所述闭气装置的入口，所述闭气装置的出口通过所述出水槽连接所述溶液循环池，所述曝气装置包括鼓风机和与所述鼓风机连接的曝气管道，所述曝气管道的末端伸入所述闭气装置的底部。

进一步的，所述脱硫液喷淋装置包括设置于所述内筒内的喷淋嘴，所述喷淋嘴通过喷淋管与所述溶液循环池连接。

进一步的，所述集流装置设置为漏斗状，所述闭气装置的底面设置为斜切面，所述闭气装置连接有所述集流装置的一端高于另一端，所述曝气管道的末端设置在靠近所述出水槽的一端且低于所述出水槽的槽口，所述出水槽与水平方向的夹角为0°～60°。

进一步的，所述闭气装置中部设置有用于阻隔未处理的烟气从所述出水槽溢出的挡板，所述挡板伸入液面以下。

进一步的，所述曝气管道的末端设置有1～4个出口，其中：

所述曝气管道末端设置为具有2个出口的“一”字形或者具有4个出口的“十”字形。

进一步的，所述曝气管道包括第一节曝气管道、第二节曝气管道和第三节曝气管道，所述第一节曝气管道位于所述塔体内且在所述闭气装置的两侧设置为“L”型，所述第二节曝气管道和第三节曝气管道设置为“V”型且其部分管道设置在所述塔体的外部。

进一步的，所述第一节曝气管道上设置有储气罐、测量仪表、调节阀和用于控制所述曝气装置工作的控制阀，所述第二节曝气管道和第三节曝气管道为可拆卸连接。

进一步的，所述第二节曝气管道和第三节曝气管道通过螺纹法兰连接，所述出水槽设置为“U”形槽结构。

进一步的，所述闭气装置的上部且靠近所述出水槽的一端设置有第一检修入口，所述闭气装置的侧面且在所述出水槽的下方设置有第二检修入口。

进一步的，所述集流装置内设置有用于支撑所述内筒的支撑板，所述支撑板和内筒分别与所述集流装置为焊接连接，所述出水槽下部设置有支撑柱，所述鼓风机采用罗茨风机。

本发明具有以下有益效果：

本发明的具有闭气与曝气装置的脱硫塔包括底座，底座上设置有具有烟气进口和烟气出口的塔体，烟气进口通过烟气导流装置连接塔体内部的内筒，塔体内设置有脱硫液喷淋装置，脱硫液喷淋装置与装有脱硫液的溶液循环池连接，在塔体内且在内筒的下方设置有集流装置，集流装置的出口连接闭气装置的入口，闭气装置的出口通过出水槽连接溶液循环池，曝气装置的鼓风机通过曝气管道为闭气装置输送HSO₃^-或SO₃^2-发生氧化反应所需要的氧气。本发明的具有闭气和曝气装置的脱硫塔在使用时，锅炉烟气通过烟气导流装置输送到设置有脱硫液喷淋装置的内筒内，烟气在内筒内发生化学反应，发生化学反应后的硫酸镁砂浆液经过内筒、集流装置冲刷到闭气装置中，鼓风机通过曝气管道不断为闭气装置中输送HSO₃^-或SO₃^2-发生氧化反应所需要的氧气，使其充分氧化，然后结晶析出，从而提高脱硫率，避免HSO₃^-或SO₃^2-排放到空气中污染环境，同时，不断为闭气装置输送的氧气可以起到搅拌的作用，避免MgSO₃·1/2H₂O(s)或MgSO₄·2H₂O(s)晶体沉淀到闭气装置的底部，最终充分发生化学反应后的硫酸镁砂浆液通过出水槽抵达溶液循环池，溶液循环池中的喷淋脱硫脱硝液可以循环利用，节约成本。

综上，本发明的曝气装置可以连续曝气以充分补充HSO₃^-或SO₃^2-发生氧化反应所需要的氧气，提高脱硫率，避免残留的HSO₃^-或SO₃^2-排放到空气中污染环境，同时，溶液循环池中的脱硫液可以循环利用，节约成本。

附图说明

图1为本发明的具有闭气与曝气装置的脱硫塔的结构示意图；

图2为本发明的具有闭气与曝气装置的脱硫塔的闭气与曝气装置的结构示意图；

图3为本发明的具有闭气与曝气装置的脱硫塔的内筒的结构示意图；

图4为图3所示的具有闭气与曝气装置的脱硫塔的内筒的A向结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种具有闭气与曝气装置的脱硫塔，如图1-4所示，包括底座1，底座1上设置有塔体6，塔体6内部下方设置有闭气装置3和曝气装置，其中：

塔体6上设置有烟气进口22和烟气出口9，烟气进口22设置于塔体6的侧壁上，烟气进口22处在塔体6内部设置有烟气导流装置23，烟气出口9设置于塔体6的顶部；

塔体6内设置有内筒7和脱硫液喷淋装置8，内筒7的上端连接烟气导流装置23，脱硫液喷淋装置8与位于塔体6外部且装有脱硫液的溶液循环池14连接；

塔体6内在内筒7的下方设置有集流装置5，塔体6外侧设置有用于排除硫酸镁砂浆液的出水槽12，集流装置5的出口连接闭气装置3的入口，闭气装置3的出口通过出水槽12连接溶液循环池14，曝气装置包括鼓风机2和与鼓风机2连接的曝气管道4，曝气管道4的末端伸入闭气装置3的底部。

本发明的具有闭气和曝气装置的脱硫塔在使用时，锅炉烟气通过烟气导流装置输送到设置有脱硫液喷淋装置的内筒内，烟气在内筒内发生化学反应，发生化学反应后的硫酸镁砂浆液经过内筒、集流装置冲刷到闭气装置中，鼓风机通过曝气管道不断为闭气装置中输送HSO₃^-或SO₃^2-发生氧化反应所需要的氧气，使其充分氧化，然后结晶析出，从而提高脱硫率，避免HSO₃^-或SO₃^2-排放到空气中污染环境，同时，不断为闭气装置输送的氧气可以起到搅拌的作用，减少MgSO₃·1/2H₂O(s)或MgSO₄·2H₂O(s)晶体沉淀到闭气装置的底部，最终充分发生化学反应后的硫酸镁砂浆液通过出水槽抵达溶液循环池，溶液循环池中的喷淋脱硫脱硝液可以循环利用，节约成本。

优选的，脱硫液喷淋装置8包括设置于内筒7内的喷淋嘴21，喷淋嘴21通过喷淋管与溶液循环池14连接。溶液循环池中的脱硫液通过喷淋管输送到喷淋嘴中，然后从喷淋嘴中喷出与内筒中的烟气发生化学反应，对锅炉烟气进行脱硫。

进一步的，集流装置5设置为漏斗状，闭气装置3的底面设置为斜切面，闭气装置3连接有集流装置5的一端高于另一端，曝气管道4的末端设置在靠近出水槽12的一端且低于出水槽12的槽口，出水槽12与水平方向的夹角为0°～60°。闭气装置的底面设置为斜切面有利于MgSO₃·1/2H₂O(s)或MgSO₄·2H₂O(s)晶体沉淀到其靠近出水槽一端的底面，便于晶体排出，而且将出水槽设置为与水平方向呈0°～60°的夹角能够增加硫酸镁砂浆液的流速减少晶体沉淀到出水槽的底面。

为了阻断未处理的锅炉烟气从出水槽上溢出，提高环境质量。闭气装置3中部设置有挡板16，挡板16伸入液面以下。

进一步的，曝气管道4的末端设置有1～4个出口，其中：曝气管道4末端可以设置为具有2个出口的“一”字形或者具有4个出口的“十”字形。将曝气管道的末端设置为多个出口可以使曝气管道中的氧气从不同的方向输出，从而起到更好的搅拌作用，减少MgSO₃·1/2H₂O(s)或MgSO₄·2H₂O(s)晶体沉淀到闭气装置的底部。

作为本发明的一种改进，曝气管道4包括第一节曝气管道41、第二节曝气管道42和第三节曝气管道43，第一节曝气管道41位于塔体6内且在闭气装置3的两侧设置为“L”型，第二节曝气管道42和第三节曝气管道43设置为“V”型且其部分管道设置在塔体6的外部，另外，第一节曝气管道41上设置储气罐19、测量仪表20、调节阀18和控制阀17，第二节曝气管道42和第三节曝气管道43为可拆卸连接。“L”型和“V”型结构组合能够使第二节曝气管道和第三节曝气管道的部分管道位于塔体的外侧以便于实现第二节曝气管道和第三节曝气管道的可拆卸，从而清理第三节曝气管道末端的沉积物，第一节曝气管道上设置的储气罐用于储存氧气、测量仪表用于测量氧气流量、调节阀用于控制氧气流量、控制阀用于控制所述曝气装置工作。

进一步的，第二节曝气管道42和第三节曝气管道43通过螺纹法兰连接，出水槽12设置为“U”形槽结构。螺纹法兰是利用法兰内孔内加工的螺纹与带螺纹的管子旋合实现连接的，不必焊接，具有成本低、密封性好和安装方便等优点，出水槽设置为“U”形槽，“U”形槽结构可以方便抽出第三节曝气管道并且可以排出闭气装置中的气体。

为了便于对闭气装置的检修，提高设备的使用寿命。闭气装置3的上部且靠近出水槽的一端设置有第一检修入口11，闭气装置3的侧面且在出水槽12的下方设置有第二检修入口13。其中，第一检修入口用于给闭气装置添加防腐剂以减少硫酸镁砂浆液对闭气装置的腐蚀，提高闭气装置的使用寿命，第二检修入口用于排出沉淀到闭气装置底部的硫酸镁残渣。

本发明中，集流装置5内设置有用于支撑内筒7的支撑板10，支撑板10和内筒7分别与集流装置5为焊接连接，出水槽12下部设置有支撑柱15。支撑板和支撑柱分别起支撑作用以增加内筒和出水槽的牢固性，提高安全性，支撑板设计为4个，使内筒的受力均匀。鼓风机2采用罗茨风机，罗茨风机具有结构简单、制造方便、噪声小和运转平稳等优点。另外，底座1上设置有支撑肋板以提高对塔体6的的支撑强度；塔体6、内筒7和闭气装置3均采用碳钢或不锈钢材质，塔体6和闭气装置3的内壁以及内筒7均做清渣防锈和防腐处理。塔体、内筒和闭气装置均采用碳钢或不锈钢材质，塔体和闭气装置的内壁以及内筒均做清渣防锈和防腐处理，可以减少锅炉烟气对设备的腐蚀，延长寿命。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。