一种单塔双循环脱硫塔的制作方法

本实用新型涉及电站锅炉及相关工业锅炉等烟气脱硫技术领域，特别是一种单塔双循环脱硫塔。

背景技术：

火力发电锅炉以及工业锅炉等设施在工作过程中会产生大量烟气，烟气中还有二氧化硫等大气污染物，造成环境污染，危害人类健康，因此锅炉烟气不能直接排放。针对日益严峻的大气污染形势，国家和地方政府相关部门连续出台多项政策，要求燃煤电厂加紧实施超低排放，其中火电厂锅炉的二氧化硫排放浓度需低至35mg/m³以下。为了满足新的环保要求，需要进一步控制燃煤机组烟气二氧化硫的排放，提高脱硫设备的脱硫效率。然而目前常规的单塔单循环喷淋脱硫系统难以满足现行的超低排放要求。

为了实现现行的二氧化硫排放标准低至35mg/m³，目前采用的工艺方法主要分为两种，分别是双塔双循环脱硫工艺和增加脱硫塔喷淋层数量的方法。其中双塔双循环脱硫工艺需要布置两台脱硫塔，使二氧化硫得到充分吸收，但两台脱硫塔占地面积大，对布置场地要求较高，很多电厂原脱硫塔周边场地很难满足双塔布置要求，无法直接进行改造。而增加喷淋层数量的方法需要将原有脱硫塔的塔体加高并更换扬程更大的浆液泵以满足喷淋要求，实施这种工艺技术存在改造或建造费用高，运行过程中能耗较大的问题，因此需要开发一种能够解决上述问题的脱硫塔。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供了一种单塔双循环脱硫塔，能够实现对二氧化硫的净化处理，并降低脱硫能耗，使二氧化硫的排放标准降低至35mg/m³以下，设备占地面积小，可以直接对现有脱硫塔进行改造，改造和建设成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种单塔双循环脱硫塔，包括脱硫塔体、塔体浆液池、塔外浆液箱、顶部喷淋层、若干中部喷淋层、塔体循环管道、浆液箱循环管道、塔体循环泵、持液层、浆液箱循环泵和浆液回流管道，所述脱硫塔体顶部开设有烟气出口，脱硫塔体中部开设有烟气入口，塔体浆液池位于脱硫塔体内部下方，所述顶部喷淋层、持液层和中部喷淋层由上到下依次设于脱硫塔体内，且最下层的中部喷淋层位于烟气入口的上方；所述中部喷淋层均经塔体循环管道与塔体浆液池连接，塔体循环泵设于塔体循环管道上；所述顶部喷淋层均经浆液箱循环管道与塔外浆液箱连接，所述塔外浆液箱还经浆液回流管道与持液层连接，所述浆液箱循环泵设于浆液箱循环管道上；所述单塔双循环脱硫塔还包括除雾器，所述除雾器设于脱硫塔体内，且位于顶部喷淋层与烟气出口之间；所述的单塔双循环脱硫塔中持液层与脱硫塔体内壁连接的一侧开设有排液槽，所述排液槽经管道与浆液回流管道连接；所述持液层上设有若干烟气过流装置，所述烟气过流装置包括排液锥、若干旋流叶片、支撑杆和筒体，所述排液锥为空心倒圆锥体、半椭球体或半球体，旋流叶片固定连接于排液锥下方，且旋流叶片与排液锥的连接面和所述倒圆锥体的侧面、半椭球体或半球体的弧形面紧密贴合，所述排液锥顶部还设有盖板；所述筒体为圆柱形空心管或多边形棱柱空心管，筒体设于持液层上，且贯穿持液层，筒体上方固定设有支撑杆，支撑杆与旋流叶片固定连接。

本实用新型在单循环脱硫塔的基础上，添加了塔外浆液箱，并通过顶部喷淋层对脱硫塔内的烟气进行脱硫，然后利用持液层将脱硫浆液回收到塔外浆液箱中，实现脱硫浆液再次利用。

在塔体浆液池内汇集的脱硫浆液经塔体循环管道和塔体循环泵，再次回到中部喷淋层。顶部喷淋层、持液层和塔外浆液箱也经浆液回流管道和浆液箱循环管道完成循环，实现单塔双循环，提高脱硫塔的脱硫效果。脱硫塔体中部喷淋层即可除去烟气中大部分的二氧化硫，经过中部喷淋层处理后烟气穿过持液层后再与顶部喷淋层反应，最终处理后的烟气可以达到超低的排放标准，适用于高硫煤和脱硫效率要求更高的锅炉机组，既能提高脱硫石膏的品质，又便于在现有设备上进行改造，设备建设和运行成本更低。

湿法脱硫完成后的烟气中会夹带脱硫浆液的液滴，除雾器能够用于分离烟气中夹带的液滴,防止脱硫反应产生的硫酸和溶于水中的二氧化硫对后续设备产生影响。由持液层拦截顶部喷淋层的脱硫浆液，然后沿排液槽和管道进入浆液回流管道，进行回收循环。

烟气由烟气入口进入脱硫塔体后，先经过中部喷淋层的处理，然后由中空的筒体穿过持液层，烟气在旋流叶片的扰动作用下湍流加强，提高烟气与顶部喷淋层脱硫浆液的反应效率，强化传热传质，提高脱硫效果，满足二氧化硫的排放标准。为防止持液层和烟气过流装置被脱硫浆液腐蚀，持液层和烟气过流装置可采用不锈钢等耐腐蚀材料。

前述的单塔双循环脱硫塔中，持液层的中心向上凸起，持液层的中心到边缘的标高均匀降低，坡度为0.1％—0.3％，便于落在持液层的脱硫浆液流向排液槽，进行统一回收。

前述的单塔双循环脱硫塔中，塔外浆液箱的标高低于所述持液层的标高，能够不使用外加动力，即可使持液层回收的脱硫浆液流回塔外浆液箱中。

前述的单塔双循环脱硫塔中，多个烟气过流装置成同心圆形布置于持液层上，使烟气均匀分布，提高脱硫效果。

本实用新型的塔外循环过程，包括以下步骤：

s1，塔外浆液箱的浆液首先进入到浆液箱循环泵内进行增压；

s2，增压后的浆液进入脱硫塔体内的顶部喷淋层，通过顶部喷淋层的作用将浆液均匀喷洒在脱硫塔体内，使浆液与烟气充分接触传质反应；

s3，浆液经顶部喷淋层喷淋反应后，落入持液层，由于持液层有0.1％-0.3％的坡度，持液层上的脱硫浆液流入排液槽；

s4，排液槽经管道与脱硫塔外的浆液回流管道连接，由于持液层的高度高于塔外浆液箱高度，因此浆液回流管道内的脱硫浆液可通过重力的作用重新进入塔外浆液箱，然后脱硫浆液重新经浆液箱循环泵和浆液箱循环管道进入脱硫塔体内的顶部喷淋层与烟气进行反应。

烟气经烟气过流装置下部的筒体进入持液层的上方，在旋流叶片的扰动作用下，烟气湍流加强，烟气通过烟气过流装置后进入持液层上方与顶部喷淋层浆液进行化学反应，由于旋流叶片的扰动作用，强化了脱硫浆液和烟气的传质作用，提高了脱硫效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

1、提供了一种单塔双循环脱硫塔，利用单个脱硫塔内的双循环过程，实现烟气二氧化硫的超低排放；

2、能够在现有脱硫塔的基础上进行改造，改造过程简单，工程量小，改造成本低；

3、利用烟气过流装置提高了烟气和顶部喷淋层的反应效率，能够有效减小脱硫塔的高度，既减少了建设改造成本，又能够降低脱硫浆液循环泵的能耗；

4、对多种行业的燃煤锅炉和工业炉等均适用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中持液层的结构示意图；

图3是本实用新型中烟气过流装置的结构示意图；

图4是本实用新型中烟气过流装置的仰视图；

图5是本实用新型中烟气过流装置在持液层中的布置图。

附图标记的含义：1-脱硫塔体，2-塔体浆液池，3-塔外浆液箱，4-顶部喷淋层，5-中部喷淋层，6-塔外循环管道，7-浆液箱循环管道，8-塔体循环泵，9-持液层，10-浆液箱循环泵，11-浆液回流管道，12-烟气出口，13-烟气入口，14-除雾器，15-排液槽，16-烟气过流装置，17-排液锥，18-旋流叶片，19-支撑杆，20-筒体。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：如图1所示，一种单塔双循环脱硫塔包括脱硫塔体1、塔体浆液池2、塔外浆液箱3、顶部喷淋层4、两层中部喷淋层5、两条塔体循环管道6、浆液箱循环管道7、两个塔体循环泵8、持液层9、浆液箱循环泵10、浆液回流管道11和除雾器14。

如图1所示，本实施例中的脱硫塔体1顶部开设有烟气出口12，脱硫塔体1中部开设有烟气入口13，塔体浆液池2位于脱硫塔体1内部下方，收集中部喷淋层5喷淋下的脱硫浆液。所述顶部喷淋层4、持液层9和两层中部喷淋层5由上到下依次设于脱硫塔体1内，且下层的中部喷淋层5位于烟气入口13的上方。所述中部喷淋层5分别经两条塔体循环管道6与塔体浆液池2连接，两个塔体循环泵8分别设置在塔体循环管道6上。所述顶部喷淋层4均经浆液箱循环管道7与塔外浆液箱3连接，所述塔外浆液箱3还经浆液回流管道11与持液层9连接，所述浆液箱循环泵10设于浆液箱循环管道7上。所述除雾器14设于脱硫塔体1内，且位于顶部喷淋层4与烟气出口12之间。

烟气由烟气入口12进入脱硫塔体1，首先经中部喷淋层5进行脱硫处理，去除大部分二氧化硫，然后穿过持液层9与顶部喷淋层4的脱硫浆液发生反应，进一步脱除二氧化硫，最后经过脱硫处理后由烟气出口12排出，达到烟气二氧化硫的排放标准。脱硫塔体1内部下方的塔体浆液池2与中部喷淋层5完成循环，塔外浆液箱3、顶部喷淋层4和持液层9完成循环。

如图2所示，本实施例中的持液层9与脱硫塔体1内壁连接的一侧开设有排液槽15，所述排液槽15经管道与浆液回流管道11连接，排液槽15用于回收落在持液层9上的脱硫浆液，然后流入浆液回流管道11进行回收。

如图2所示，本实施例中持液层9上设有烟气过流装置16，用于使烟气通过持液层9。如图3和图4所示，烟气过流装置16包括排液锥17、六个旋流叶片18、支撑杆19和筒体20，所述排液锥17为空心倒圆锥体，旋流叶片18固定连接于排液锥17下方，且旋流叶片18与排液锥17的连接面和所述倒圆锥体的侧面紧密贴合，所述排液锥17顶部还设有盖板，排液锥17能够防止顶部喷淋层4的浆液进入持液层9下方。所述筒体20为圆柱形空心管，筒体20设于持液层9上，且贯穿持液层9，筒体20上方固定设有支撑杆19，支撑杆19与旋流叶片18固定连接。烟气从筒体20中穿过持液层9，并在旋流叶片18的作用下湍流加强，提高烟气和顶部喷淋层4脱硫浆液的反应效果，进一步去除烟气中的二氧化硫。

本实用新型的实施例2：如图1所示，一种单塔双循环脱硫塔包括脱硫塔体1、塔体浆液池2、塔外浆液箱3、顶部喷淋层4、两层中部喷淋层5、两条塔体循环管道6、浆液箱循环管道7、两个塔体循环泵8、持液层9、浆液箱循环泵10、浆液回流管道11和除雾器14。

如图1所示，本实施例中的脱硫塔体1顶部开设有烟气出口12，脱硫塔体1中部开设有烟气入口13，塔体浆液池2位于脱硫塔体1内部下方，收集中部喷淋层5喷淋下的脱硫浆液。所述顶部喷淋层4、持液层9和两层中部喷淋层5由上到下依次设于脱硫塔体1内，且下层的中部喷淋层5位于烟气入口13的上方。所述中部喷淋层5分别经两条塔体循环管道6与塔体浆液池2连接，两个塔体循环泵8分别设置在塔体循环管道6上。所述顶部喷淋层4均经浆液箱循环管道7与塔外浆液箱3连接，所述塔外浆液箱3还经浆液回流管道11与持液层9连接，所述浆液箱循环泵10设于浆液箱循环管道7上。所述除雾器14设于脱硫塔体1内，且位于顶部喷淋层4与烟气出口12之间。

烟气由烟气入口12进入脱硫塔体1，首先经中部喷淋层5进行脱硫处理，去除大部分二氧化硫，然后穿过持液层9与顶部喷淋层4的脱硫浆液发生反应，进一步脱除二氧化硫，最后经过脱硫处理后由烟气出口12排出，达到烟气二氧化硫的排放标准。脱硫塔体1内部下方的塔体浆液池2与中部喷淋层5完成循环，塔外浆液箱3、顶部喷淋层4和持液层9完成循环。

如图2所示，本实施例中的持液层9与脱硫塔体1内壁连接的一侧开设有排液槽15，所述排液槽15经管道与浆液回流管道11连接，排液槽15用于回收落在持液层9上的脱硫浆液，然后流入浆液回流管道11进行回收。

如图2所示，本实施例中持液层9上设有烟气过流装置16，用于使烟气通过持液层9。如图3和图4所示，烟气过流装置16包括排液锥17、四个旋流叶片18、支撑杆19和筒体20，所述排液锥17为空心倒圆锥体，旋流叶片18固定连接于排液锥17下方，且旋流叶片18与排液锥17的连接面和所述倒圆锥体的侧面紧密贴合，所述排液锥17顶部还设有盖板，排液锥17能够防止顶部喷淋层4的浆液进入持液层9下方。所述筒体20为圆柱形空心管，筒体20设于持液层9上，且贯穿持液层9，筒体20上方固定设有支撑杆19，支撑杆19与旋流叶片18固定连接。烟气从筒体20中穿过持液层9，并在旋流叶片18的作用下湍流加强，提高烟气和顶部喷淋层4脱硫浆液的反应效果，进一步去除烟气中的二氧化硫。

如图2所示，本实施例中的持液层9的中心向上凸起，持液层9的中心到边缘的标高均匀降低，坡度为0.1％，便于脱硫浆液进入排液槽15进行回收。

如图1所示，本实施例中的塔外浆液箱3的标高低于所述持液层9的标高，脱硫浆液可以在重力的作用下流向塔外浆液箱3，无需额外提供动力。

如图5所示，本实施例中持液层9上的烟气过流装置16成同心圆形布置于持液层9上，烟气均匀穿过持液层9，便于烟气与脱硫浆液反应，去除二氧化硫。

本实用新型的实施例3：如图1所示，一种单塔双循环脱硫塔包括脱硫塔体1、塔体浆液池2、塔外浆液箱3、顶部喷淋层4、两层中部喷淋层5、两条塔体循环管道6、浆液箱循环管道7、两个塔体循环泵8、持液层9、浆液箱循环泵10、浆液回流管道11和除雾器14。

如图1所示，本实施例中的脱硫塔体1顶部开设有烟气出口12，脱硫塔体1中部开设有烟气入口13，塔体浆液池2位于脱硫塔体1内部下方，收集中部喷淋层5喷淋下的脱硫浆液。所述顶部喷淋层4、持液层9和两层中部喷淋层5由上到下依次设于脱硫塔体1内，且下层的中部喷淋层5位于烟气入口13的上方。所述中部喷淋层5分别经两条塔体循环管道6与塔体浆液池2连接，两个塔体循环泵8分别设置在塔体循环管道6上。所述顶部喷淋层4均经浆液箱循环管道7与塔外浆液箱3连接，所述塔外浆液箱3还经浆液回流管道11与持液层9连接，所述浆液箱循环泵10设于浆液箱循环管道7上。所述除雾器14设于脱硫塔体1内，且位于顶部喷淋层4与烟气出口12之间。

烟气由烟气入口12进入脱硫塔体1，首先经中部喷淋层5进行脱硫处理，去除大部分二氧化硫，然后穿过持液层9与顶部喷淋层4的脱硫浆液发生反应，进一步脱除二氧化硫，最后经过脱硫处理后由烟气出口12排出，达到烟气二氧化硫的排放标准。脱硫塔体1内部下方的塔体浆液池2与中部喷淋层5完成循环，塔外浆液箱3、顶部喷淋层4和持液层9完成循环。

如图2所示，本实施例中的持液层9与脱硫塔体1内壁连接的一侧开设有排液槽15，所述排液槽15经管道与浆液回流管道11连接，排液槽15用于回收落在持液层9上的脱硫浆液，然后流入浆液回流管道11进行回收。

如图2所示，本实施例中持液层9上设有烟气过流装置16，用于使烟气通过持液层9。如图3和图4所示，烟气过流装置16包括排液锥17、四个旋流叶片18、支撑杆19和筒体20，所述排液锥17为空心半椭球体，旋流叶片18固定连接于排液锥17下方，且旋流叶片18与排液锥17的连接面和所述半椭球体的弧形面紧密贴合，所述排液锥17顶部还设有盖板，排液锥17能够防止顶部喷淋层4的浆液进入持液层9下方。所述筒体20为圆柱形空心管，筒体20设于持液层9上，且贯穿持液层9，筒体20上方固定设有支撑杆19，支撑杆19与旋流叶片18固定连接。烟气从筒体20中穿过持液层9，并在旋流叶片18的作用下湍流加强，提高烟气和顶部喷淋层4脱硫浆液的反应效果，进一步去除烟气中的二氧化硫。

如图2所示，本实施例中的持液层9的中心向上凸起，持液层9的中心到边缘的标高均匀降低，坡度为0.2％，便于脱硫浆液进入排液槽15进行回收。

如图1所示，本实施例中的塔外浆液箱3的标高低于所述持液层9的标高，脱硫浆液可以在重力的作用下流向塔外浆液箱3，无需额外提供动力。

本实施例中持液层9上的烟气过流装置16成同心圆形布置于持液层9上，烟气均匀穿过持液层9，便于烟气与脱硫浆液反应，去除二氧化硫。

本实用新型的实施例4：如图1所示，一种单塔双循环脱硫塔包括脱硫塔体1、塔体浆液池2、塔外浆液箱3、顶部喷淋层4、两层中部喷淋层5、两条塔体循环管道6、浆液箱循环管道7、两个塔体循环泵8、持液层9、浆液箱循环泵10、浆液回流管道11和除雾器14。

如图1所示，本实施例中的脱硫塔体1顶部开设有烟气出口12，脱硫塔体1中部开设有烟气入口13，塔体浆液池2位于脱硫塔体1内部下方，收集中部喷淋层5喷淋下的脱硫浆液。所述顶部喷淋层4、持液层9和两层中部喷淋层5由上到下依次设于脱硫塔体1内，且下层的中部喷淋层5位于烟气入口13的上方。所述中部喷淋层5分别经两条塔体循环管道6与塔体浆液池2连接，两个塔体循环泵8分别设置在塔体循环管道6上。所述顶部喷淋层4均经浆液箱循环管道7与塔外浆液箱3连接，所述塔外浆液箱3还经浆液回流管道11与持液层9连接，所述浆液箱循环泵10设于浆液箱循环管道7上。所述除雾器14设于脱硫塔体1内，且位于顶部喷淋层4与烟气出口12之间。

烟气由烟气入口12进入脱硫塔体1，首先经中部喷淋层5进行脱硫处理，去除大部分二氧化硫，然后穿过持液层9与顶部喷淋层4的脱硫浆液发生反应，进一步脱除二氧化硫，最后经过脱硫处理后由烟气出口12排出，达到烟气二氧化硫的排放标准。脱硫塔体1内部下方的塔体浆液池2与中部喷淋层5完成循环，塔外浆液箱3、顶部喷淋层4和持液层9完成循环。

如图2所示，本实施例中的持液层9与脱硫塔体1内壁连接的一侧开设有排液槽15，所述排液槽15经管道与浆液回流管道11连接，排液槽15用于回收落在持液层9上的脱硫浆液，然后流入浆液回流管道11进行回收。

如图2所示，本实施例中持液层9上设有烟气过流装置16，用于使烟气通过持液层9。如图3和图4所示，烟气过流装置16包括排液锥17、四个旋流叶片18、支撑杆19和筒体20，所述排液锥17为空心半球体，旋流叶片18固定连接于排液锥17下方，且旋流叶片18与排液锥17的连接面和所述半球体的弧形面紧密贴合，所述排液锥17顶部还设有盖板，排液锥17能够防止顶部喷淋层4的浆液进入持液层9下方。所述筒体20为空心多边形棱柱管，筒体20设于持液层9上，且贯穿持液层9，筒体20上方固定设有支撑杆19，支撑杆19与旋流叶片18固定连接。烟气从筒体20中穿过持液层9，并在旋流叶片18的作用下湍流加强，提高烟气和顶部喷淋层4脱硫浆液的反应效果，进一步去除烟气中的二氧化硫。

如图2所示，本实施例中的持液层9的中心向上凸起，持液层9的中心到边缘的标高均匀降低，坡度为0.3％，便于脱硫浆液进入排液槽15进行回收。

如图1所示，本实施例中的塔外浆液箱3的标高低于所述持液层9的标高，脱硫浆液可以在重力的作用下流向塔外浆液箱3，无需额外提供动力。

本实施例中持液层9上的烟气过流装置16成同心圆形布置于持液层9上，烟气均匀穿过持液层9，便于烟气与脱硫浆液反应，去除二氧化硫。

本实施例中的塔外循环过程，包括以下步骤：

s1，塔外浆液箱3的浆液首先进入到浆液箱循环泵10内进行增压；

s2，增压后的浆液进入脱硫塔体1内的顶部喷淋层4，通过顶部喷淋层4的作用将浆液均匀喷洒在脱硫塔体1内，使浆液与烟气充分接触传质反应；

s3，浆液经顶部喷淋层4喷淋反应后，落入持液层9，由于持液层9有0.3％的坡度，持液层9上的脱硫浆液流入排液槽15；

s4，排液槽15经管道与脱硫塔外的浆液回流管道11连接，由于持液层9的高度高于塔外浆液箱3的高度，因此浆液回流管道11内的脱硫浆液可通过重力的作用重新进入塔外浆液箱3，然后脱硫浆液重新经浆液箱循环泵10和浆液箱循环管道7进入脱硫塔体1内的顶部喷淋层5与烟气进行反应；

本实用新型的工作原理：本实用新型在一座脱硫塔内完成了双循环，塔体浆液池内的脱硫浆液经塔体循环管道和塔体循环泵，再次回到中部喷淋层，继续进行喷淋，去除烟气中大部分的二氧化硫，同时，顶部喷淋层、持液层和塔外浆液箱也经浆液回流管道和浆液箱循环管道完成循环，对穿过持液层的烟气进一步脱硫，提高脱硫塔的脱硫效果。

本实用新型还利用烟气过流装置使烟气湍流加强，提高了烟气与顶部喷淋层浆液的反应效果，进而减小了脱硫塔的高度，可在现有设备上个进行改造，设备建设和运行成本更低，同时还降低了浆液箱循环泵的能耗。