废气处理设备及其吸收塔、废气处理方法与流程

本发明涉及吸收塔设备技术领域，尤其是涉及一种废气处理设备及其吸收塔、废气处理方法。

背景技术：

在国内化工吸收、洗气、除尘、增湿、催化等生产过程中，吸收塔是最为重要的生产设备。传统吸收塔多采用气下液上的逆流操作，空塔喷淋吸收或在塔内安装塔板、填料等内件增强吸收效果；但气液逆流形式的吸收塔具有明显的缺点：当气液通量过大时，会发生液泛现象，严重时会发生淹塔，液泛会极大的影响了吸收效果，降低生产效率。因此，气液逆流吸收塔往往因避免液泛的发生将气液通量限制在较小的范围内，气液通量的减小极大降低了吸收塔设备的处理能力，因此往往为了达到要求的处理能力，需要增大吸收塔设备尺寸，而这无疑又增加了生产成本。

而气液同时在塔内自上而下的并流吸收塔则可以避免气液逆流吸收时会液泛，同时气液并流对含尘气体的处理也具有天然的优势。但是气液并流因其传质动力较低，在相同处理能力的情况下，虽然设备尺寸小，阻力能耗低，但吸收传质效果不如气液逆流吸收塔。并且不管是气液逆流还是气液并流，吸收剂均不可能对废气进行彻底吸收，往往吸收废液还具有较好的吸收能力即被当作废液排出。

因此针对上述技术问题，有必要在气液并流吸收塔的基础上研发一种高效并流吸收塔设备，在保证吸收效果的同时，又能够充分利用并节约吸收剂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种废气处理设备及其吸收塔、废气处理方法，同时避免了气液逆流吸收塔液泛，气体流速小，塔身尺寸大和普通气液并流吸收塔的吸收效果不理想的缺点，并且节约了吸收剂的用量，降低了成本，提高了吸收效率。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种吸收塔，应用于废气处理设备，包括：

塔体，所述塔体内设有隔板以将所述塔体内空间分隔成用于二效吸收的上塔空间和用于一效吸收的下塔空间；所述上塔空间内设有二效吸收塔内件，且所述上塔空间中位于所述二效吸收塔内件背离所述下塔空间的一侧设有二效气体入口和二效液体入口，所述上塔空间位于所述二效吸收塔内件朝向所述下塔空间的一侧设有排气出口和用于将进行二效吸收后的降液排出的降液液体出口；所述下塔空间内设有一效吸收塔内件，所述下塔空间中位于所述一效吸收塔内件朝向所述上塔空间的一侧设有一效气体入口和用于将所述上塔空间排出的降液液体引入的降液液体入口，所述下塔空间中位于所述一效吸收塔内件背离所述上塔空间的一侧设有用于与二效气体入口连通的一效气体出口；

塔釜，所述塔釜与所述下塔空间中位于所述一效吸收塔内件背离所述上塔空间的一侧连通，所述塔釜设有废液排出口。

进一步地，所述塔釜设有循环液体出口，且所述下塔空间中位于所述一效吸收塔内件朝向所述上塔空间的一侧设有用于与所述循环液体出口连通的循环液体入口。

进一步地，所述一效吸收塔内件为穿流式塔板或填料，和/或，所述二效吸收塔内件为穿流式塔板或填料。

进一步地，所述一效气体出口和所述排气出口分别在塔体内端设有丝网除沫器。

进一步地，所述二效液体入口和所述降液液体入口分别在塔体内端设有液体分布器；

当吸收塔存在循环液体入口时，所述循环液体入口在塔体内端设有液体分布器。

进一步地，所述液体分布器为排管式液体分布器；或者，

所述液体分布器为喷嘴式液体分布器；或者，

所述液体分布器为莲蓬头式液体分布器。

第二方面，本发明还提供一种废气处理设备，包括第一方面中提供的任一种所述的吸收塔，其中，还包括：

用于储存吸收剂的储液箱；

与所述一效气体入口连接的进气管路，连接所述一效气体出口和所述二效气体入口的输气管路，与所述排气出口连接的排气管路；

连接所述储液箱和所述二效液体入口连接的进液管路；连接所述降液液体出口和所述降液液体入口的降液管路；

与所述废液排出口连接的排液管路；

设于所述进液管路上用于给液体增压的第一水泵；

设于所述进气管路上用于给气体增压的引风机；

用于控制管路中流体流量的阀门。

进一步地，当吸收塔包括循环液体入口和循环液体出口时，还包括：

连接所述循环液体出口和所述循环液体入口的废液循环管路；

设于废液循环管路用于给液体增压的第二水泵；

用于控制废液循环管路中流体流量的阀门。

第三方面，本发明还提供一种采用第二方面中提供的任一种废气处理设备的废气处理方法，包括：

废气经进气管路进入下塔空间，与下塔空间中吸收剂并流通过下塔的一效吸收塔内件一效吸收后，经输气管路送至上塔空间，与上塔空间中吸收剂并流通过上塔的二效吸收塔内件二效吸收后，流至上塔底部，最后经排气管路排出。

进一步地，所述的废气处理方法还包括：

吸收剂在下塔空间中与一效吸收后的气体进行二效吸收后，流至塔釜，经废液循环管路在下塔空间内构成循环。

本发明提供的废气处理设备及其吸收塔、废气处理方法具有以下有益效果：

采用本发明提供的吸收塔，应用于废气处理设备，塔体内设有隔板以将塔体内空间分隔成用于二效吸收的上塔空间和用于一效吸收的下塔空间，可节省大量制作吸收塔的材料，并且节省空间，可用率高。每效吸收中气液采用同向并流流动，无液泛现象发生。废气自一效气体入口进入用于一效吸收的下塔空间，上塔空间中二效吸收后的吸收剂从降液液体出口输送到降液液体入口，进而废气和二效吸收后的吸收剂进入下塔空间进行一效吸收，一效吸收后的吸收剂废液流入塔釜，一效吸收后的中间气自一效气体出口输送到二效气体入口，进入二效吸收的上塔空间，新鲜的吸收剂输送到二效液体入口，一效吸收后的中间气和二效液体入口进入的新鲜的吸收剂在上塔空间进行二效吸收。二效吸收后的气体经排气出口排出吸收塔；二效吸收后的吸收剂从降液液体出口输送到降液液体入口，依次循环利用，流入塔釜的吸收剂废液自废液排出口排出吸收塔。新吸收剂吸收低浓度的废气，吸收过废气的二效吸收后吸收剂进入一效吸收的下塔空间吸收高浓度的废气，实现了吸收剂的多次充分利用，需补充的新吸收剂量较少，可用率高，提高了吸收效率，节约了吸收剂的用量，降低了成本。采用本发明提供的吸收塔用于脱硫除尘，脱硫效率可达到90％-99％，除尘效率可达到95％-99％，液气比可达到30L/m^-3，工作时压力降为500-2000Pa。与气液逆流脱硫除尘塔相比，塔径尺寸减少30％-60％，塔高降低20％-50％。与单效吸收塔相比，吸收剂用量节约30％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的不带废液循环的吸收塔的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的带废液循环的吸收塔的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的不带废液循环的废气处理设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的带废液循环的废气处理设备的结构示意图。

图标：100-上塔空间；101-二效吸收塔内件；102-二效气体入口；103-二效液体入口；104-排气出口；105-降液液体出口；123-液体分布器；124-丝网除沫器；200-下塔空间；201-一效吸收塔内件；202-一效气体入口；203-降液液体入口；204-一效气体出口；211-循环液体入口；300-隔板；400-塔釜；401-废液排出口；411-循环液体出口；500-储液箱；600-进气管路；601-输气管路；602-排气管路；603-进液管路；604-降液管路；605-排液管路；606-废液循环管路；700-第一水泵；701-第二水泵；800-引风机；900-阀门。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参照图1、图2、图3和图4，下面将结合附图对本发明实施例提供的废气处理设备及其吸收塔、废气处理方法作详细说明。

本发明第一方面的实施例提供了一种吸收塔，应用于废气处理设备，包括：

塔体，塔体内设有隔板300以将塔体内空间分隔成用于二效吸收的上塔空间100和用于一效吸收的下塔空间200；上塔空间100内设有二效吸收塔内件101，且上塔空间100中位于二效吸收塔内件101背离下塔空间200的一侧设有二效气体入口102和二效液体入口103，上塔空间100位于二效吸收塔内件101朝向下塔空间200的一侧设有排气出口104和用于将进行二效吸收后的降液排出的降液液体出口105；下塔空间200内设有一效吸收塔内件201，下塔空间200中位于一效吸收塔内件201朝向上塔空间100的一侧设有一效气体入口202和用于将上塔空间100排出的降液液体引入的降液液体入口203203，下塔空间200中位于一效吸收塔内件201背离上塔空间100的一侧设有用于与二效气体入口102连通的一效气体出口204；

塔釜400，塔釜400与下塔空间200中位于一效吸收塔内件201背离上塔空间100的一侧连通，塔釜400设有废液排出口401。

需要说明的是，采用本发明第一方面的实施例提供的吸收塔，应用于废气处理设备，塔体内设有隔板300以将塔体内空间分隔成用于二效吸收的上塔空间100和用于一效吸收的下塔空间200，上述吸收塔采用隔板300将塔体分为两效吸收的设计，可节省大量制作吸收塔的材料，并且节省空间，可用率高。每效吸收中气液采用同向并流流动，无液泛现象发生。并且，在前面的基础上，上塔空间100中设有用于将进行二效吸收后的降液排出的降液液体出口105，下塔空间200中设有用于将上塔空间100排出的降液液体引入的降液液体入口203，这样的设计使吸收剂循环使用，使得新吸收剂吸收低浓度的废气，吸收过废气的二效吸收后吸收剂进入一效吸收的下塔空间200吸收高浓度的废气，需补充的新吸收剂量较少，可用率高，提高了吸收效率，节约了吸收剂的用量，降低了成本。采用本发明第一方面的实施例提供的吸收塔用于脱硫除尘，脱硫效率可达到90％-99％，除尘效率可达到95％-99％，液气比可达到30L/m^-3，工作时压力降为500-2000Pa。与气液逆流脱硫除尘塔相比，塔径尺寸减少30％-60％，塔高降低20％-50％；与单效吸收塔相比，吸收剂用量节约30％。

进一步地，塔釜400设有循环液体出口411，且下塔空间200中位于一效吸收塔内件201朝向上塔空间100的一侧设有用于与循环液体出口411连通的循环液体入口211。

需要说明的是，塔釜400设有循环液体出口411，且下塔空间200中位于一效吸收塔内件201朝向上塔空间100的一侧设有用于与循环液体出口411连通的循环液体入口211，管路连接后，形成吸收剂的另一个循环通路，将塔釜400中的废液在一效吸收的下塔空间200内再循环一次，提高吸收效率，节约了吸收剂的用量，降低了成本。

进一步地，一效吸收塔内件201为穿流式塔板或填料，和/或，二效吸收塔内件101为穿流式塔板或填料。

需要说明的是，本发明第一方面的实施例提供的吸收塔可以是板式塔，也可以是填料塔。具体地，作为板式塔，塔内件可以为穿流式塔板，如立体旋流筛板；作为填料塔，塔内件可以为填料，具体填料种类在此不做进一步的限定；吸收塔还可以为复合塔，即塔内件为塔板和填料的复合。

进一步地，一效气体出口204和排气出口104分别在塔体内端设有丝网除沫器124。

需要说明的是，丝网除沫器是一种气液分离装置，气体通过除沫器的丝网，可除去夹带的雾沫。丝网除沫器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。气液过滤网的非金属丝由多股非金属纤维捻制而成，亦可为单股非金属丝。该丝网除沫器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫，而且能滤除较小和微小液沫，广泛应用于化工、石油、塔器制造、压力容器等行业中的气液分离装置中。

进一步地，二效液体入口103和降液液体入口203分别在塔体内端设有液体分布器123；

当吸收塔存在循环液体入口211时，循环液体入口211在塔体内端设有液体分布器123。

需要说明的是，为了减少由于液体不良分布所引起的放大效应，充分发挥塔内件的效率，必须在吸收塔中安装液体分布器，把液体均匀地分布于塔内件顶部。液体初始分布的质量不仅影响着塔内件的传质效率，而且还会对吸收塔的操作弹性产生影响。因此，液体分布器是吸收塔内极为关键的内件，液体分布器的种类比较多，选择的依据主要有分布质量、操作弹性、处理量、气体阻力、对水平度等许多方面。三个液体入口均设液体分布器，保证了吸收剂均匀的喷洒在塔内件上，保证了吸收效率。

进一步地，液体分布器123为排管式液体分布器；或者，

液体分布器123为喷嘴式液体分布器；或者，

液体分布器123为莲蓬头式液体分布器。

需要说明的是，液体分布器123可以为排管式液体分布器，也可以为喷嘴式液体分布器，还可以为喷头式液体分布器，如莲蓬头式液体分布器。

排管式液体分布器由于结构简单而得到广泛的应用。它由进液口、液位管、液体分配管及布液管组成。液体分配管将进口液体分流给歌布液管，布液管底部打孔以将液体分布到塔板或填料上。

喷嘴式液体分布器，管内液体流速较高，既不容易堵管，也不容易堵塞喷嘴，但容易形成雾沫夹带。

喷头式液体分布器根据喷头的结构，还可以细分为弯管式、缺口式和莲蓬头式。喷头式液体分布器的结构简单，造价低。

第二方面，本发明还提供一种废气处理设备，包括第一方面中提供的任一种的吸收塔，其中，还包括：

用于储存吸收剂的储液箱500；

与一效气体入口202连接的进气管路600，连接一效气体出口204和二效气体入口102的输气管路601，与排气出口104连接的排气管路602；

连接储液箱500和二效液体入口103连接的进液管路603；连接降液液体出口105和降液液体入口203的降液管路604；

与废液排出口401连接的排液管路605；

设于进液管路603上用于给液体增压的第一水泵700；

设于进气管路600上用于给气体增压的引风机800；

用于控制管路中流体流量的阀门900。

需要说明的是，本发明第二方面实施例提供的废气处理设备中，进气管路600将废气输送到一效气体入口202，降液管路604将上塔空间100中二效吸收后的吸收剂从降液液体出口105输送到降液液体入口203，进而废气和二效吸收后的吸收剂进入下塔空间200进行一效吸收，吸收剂流入塔釜400，一效吸收后的中间气经输气管路601自一效气体出口204输送到二效气体入口102，进入二效吸收的上塔空间100，新鲜的吸收剂经进液管路603自储液箱500输送到二效液体入口103，一效吸收后的中间气和二效液体入口103进入的新鲜的吸收剂在上塔空间100进行二效吸收。二效吸收后的气体经排气出口104由排气管路602排出吸收塔；二效吸收后的吸收剂经降液管路604从降液液体出口105输送到降液液体入口203，依次循环利用，流入塔釜400的吸收剂废液自废液排出口401经排液管路605排出吸收塔。

进一步地，当吸收塔包括循环液体入口211和循环液体出口411时，还包括：

连接循环液体出口411和循环液体入口211的废液循环管路606；

设于废液循环管路606用于给液体增压的第二水泵701；

用于控制废液循环管路606中流体流量的阀门900。

需要说明的是，本发明第二方面实施例提供的废气处理设备中，当吸收塔包括循环液体入口211和循环液体出口411时，还包括吸收剂的另一条循环通路：流入塔釜400的吸收剂废液自循环液体出口411经废液循环管路606输送至循环液体入口211，流入一效吸收的下塔空间200，与降液管路604流入的吸收剂、进气管路600进入的废气进行一效吸收，达到吸收剂的充分循环利用。

本发明第二方面的实施例提供的废气处理设备包括本发明第一方面的实施例提供的吸收塔，从而具有本发明第一方面的实施例提供的吸收塔所具有的一切有益效果。

第三方面，本发明还提供一种采用第二方面中提供的任一种废气处理设备的废气处理方法，包括：

废气经进气管路600进入下塔空间200，与下塔空间200中吸收剂并流通过下塔的一效吸收塔内件201一效吸收后，经输气管路601送至上塔空间100，与上塔空间100中吸收剂并流通过上塔的二效吸收塔内件101二效吸收后，流至上塔底部，最后经排气管路602排出。

进一步地，废气处理方法还包括：

吸收剂在下塔空间200中与一效吸收后的气体进行二效吸收后，流至塔釜400，经废液循环管路606在下塔空间200内构成循环。

本发明第三方面的实施例提供的废气处理方法采用本发明第二方面的实施例提供的废气处理设备，从而具有本发明第二方面的实施例提供的废气处理设备所具有的一切有益效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。