一种脱硫吸收塔自氧化装置的制作方法

1.本发明属于烟气脱硫领域，具体涉及一种石灰石-石膏湿法脱硫或海水法脱硫吸收塔自氧化装置。


背景技术：

2.采用石灰石-石膏湿法脱硫和海水法脱硫都涉及到脱硫剂氧化曝气系统，用于硫酸盐的氧化。石灰石-石膏湿法脱硫的氧化曝气系统设置在脱硫吸收塔上，通过专门的氧化风机向吸收塔内送入空气实现亚硫酸盐的氧化。海水法脱硫通过专门设置一套海水恢复系统实现亚硫酸盐的氧化。
3.以上两种不同的脱硫工艺均需要增设专门的曝气系统来提供所需的空气用量，并且还要提供专门的场地来布置设备，尤其在某些地区还要为风机单独建房子以控制风机的噪声和设备保温，能耗和运维成本高。因此，急需一种可以降低能耗和运维成本的氧化装置。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可以降低能耗和运维成本的脱硫吸收塔自氧化装置。
5.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，包括装于吸收塔内的多个倾斜设置的脱硫剂收集槽、装于吸收塔内壁的一圈脱硫剂溢流槽、上部与脱硫剂溢流槽底部连通的多个气液混合管、通过气液连通管与多个气液混合管连通的多个进气管、多个脱硫剂曝气管，所述脱硫剂收集槽设置于脱硫剂溢流槽上方，所述脱硫剂收集槽内的脱硫剂可流入脱硫剂溢流槽中，所述脱硫剂溢流槽位于吸收塔烟气进口的上方且位于吸收塔喷淋层的下方，脱硫剂溢流槽的溢流液面与吸收塔内的液面具有高度差，进气管上端开口、下端密封，进气管的上端进气口伸出吸收塔外，每个气液混合管的下端与脱硫剂曝气管相连，气液混合管的个数、进气管、脱硫剂曝气管的个数相等。
6.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，每个气液混合管通过两个气液连通管与进气管连通，每两个气液连通管的上端均与所述进气管的底部相连，每两个气液连通管的下端均与所述气液混合管的上部相连。
7.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，每个气液连通管包括一体构成或分段连接而成的竖直设置的中段、与中段上端连接的首段和与中段下端连接的尾段，首段与进气管的连接处高于首段与中段的连接处，尾段与气液混合管的连接处低于尾段与中段的连接处。
8.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，多个所述脱硫剂收集槽装于吸收塔的内壁，多个所述脱硫剂收集槽自吸收塔的内壁向吸收塔的中心并向上倾斜设置，且脱硫剂收集槽上靠近其固定端开设有孔，多个孔均位于脱硫剂溢流槽的正上方。
9.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，多个所述脱硫剂收集槽装于脱硫剂溢
流槽的溢流堰上，脱硫剂收集槽与溢流堰的连接端低于脱硫剂收集槽的另一端。
10.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，所述吸收塔喷淋层的喷淋管与脱硫剂上塔管道连接。
11.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，还包括脱硫剂分支管，所述脱硫剂分支管的一端与脱硫剂上塔管道连通，所述脱硫剂分支管的另一端与脱硫剂溢流槽连通。
12.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，所述脱硫剂分支管的内径小于吸收塔喷淋层的喷淋管的内径。
13.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，其中，还包括脱硫剂循环泵，所述脱硫剂循环泵通过管路输送脱硫剂至所述脱硫剂溢流槽内。
14.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明脱硫吸收塔自氧化装置，工作原理为虹吸原理，包括脱硫剂收集槽、脱硫剂溢流槽、气液混合管、进气管、气液连通管、脱硫剂分支管、脱硫剂曝气管，使用时，装于吸收塔内，由于脱硫剂溢流槽的液面高于吸收塔内液面，液体会由高位势能向低位势能自然流动，在此过程中设置在气液混合管上的气液连通管内会形成负压，而气液连通管上部由于与进气管连接，进气管又连通大气，空气自然会被吸入，随着液体向下不断运动，气体也不断地被吸入，管道中的液体的运动起到了“活塞”的作用，空气通过气液连通管、气液混合管、脱硫剂曝气管被不断地引入需要曝气氧化的位置，从而实现曝气氧化，整个工作过程自发进行，结构简单，投入比较小且容易实现，且对吸收塔脱硫没有影响，整个装置没有运动部件，只要吸收塔工作，该过程便自动进行，降低了能耗，减少了运行维护成本。
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
附图说明
16.图1为本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置的半剖结构示意图，其中示出了吸收塔；
17.图2为本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置的主剖视图，其中示出了吸收塔；
18.图3为本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置的俯视图。
19.其中，1-脱硫剂收集槽，2-脱硫剂溢流槽，3-气液混合管，4-进气管，5-气液连通管， 6-脱硫剂分支管，7-吸收塔喷淋层示意，8-脱硫剂上塔管道，9-脱硫剂曝气管，10-烟气进口， 11-孔，71-喷淋孔，1
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吸收塔。
具体实施方式
20.如图1-3所示，本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，包括装于吸收塔1’内的多个倾斜设置的脱硫剂收集槽1、装于吸收塔1’内壁的一圈脱硫剂溢流槽2、上部与脱硫剂溢流槽2底部连通的多个气液混合管3、通过气液连通管5与多个气液混合管3连通的多个进气管4、多个脱硫剂曝气管9，脱硫剂收集槽1设置于脱硫剂溢流槽2上方，脱硫剂收集槽1内的脱硫剂可流入脱硫剂溢流槽2中，脱硫剂溢流槽2位于吸收塔烟气进口10的上方且位于吸收塔喷淋层7的下方，脱硫剂溢流槽2的溢流液面与吸收塔1’内的液面具有高度差，进气管4上端开口、下端密封，进气管4的上端进气口伸出吸收塔1’外，每个气液混合管3的下端与脱硫剂曝气管9相连，气液混合管3的个数、进气管4、脱硫剂曝气管9的个数相等。吸收塔喷淋层7的喷淋管与脱硫剂上塔管道8连接。
21.如图1、2所示，每个气液混合管3通过两个气液连通管5与进气管4连通，每两个气液连通管5的上端均与进气管4的底部相连，每两个气液连通管5的下端均与气液混合管3的上部相连。每个气液连通管5包括一体构成或分段连接而成的竖直设置的中段、与中段上端连接的首段和与中段下端连接的尾段，首段与进气管的连接处高于首段与中段的连接处，尾段与气液混合管3的连接处低于尾段与中段的连接处。
22.脱硫剂收集槽1的横截面为半环形，脱硫剂收集槽1采用弧形凹槽，图2中为半圆形凹槽。多个脱硫剂收集槽1装于吸收塔1’的内壁，多个脱硫剂收集槽1自吸收塔的内壁向吸收塔的中心并向上倾斜设置(即脱硫剂收集槽1与吸收塔内壁的连接处低于脱硫剂收集槽1 的自由端，见图2，脱硫剂收集槽1的根部低于端部)，且脱硫剂收集槽1上靠近其固定端 (脱硫剂收集槽1的根部)开设有孔11，多个孔11均位于脱硫剂溢流槽2的正上方。从脱硫剂喷淋层7的喷淋管的喷淋孔71中流出的脱硫剂落入脱硫剂收集槽1中，并经脱硫剂收集槽1的孔11流入脱硫剂溢流槽2中。
23.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置中，还包括脱硫剂分支管6，脱硫剂分支管6的一端与脱硫剂上塔管道8连通，脱硫剂分支管6的另一端与脱硫剂溢流槽2连通，以保证脱硫剂溢流槽2中脱硫剂溢流。脱硫剂分支管6的内径小于吸收塔喷淋层7的喷淋管的内径。
24.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置中，还包括脱硫剂循环泵，脱硫剂循环泵通过管路输送脱硫剂至脱硫剂溢流槽2内。脱硫剂循环泵可单独为脱硫剂溢流槽2提供脱硫剂。当然也可通过脱硫剂上塔管道8和脱硫剂分支管6同时为吸收塔喷淋层7和脱硫剂溢流槽2提供脱硫剂。
25.本发明中，多个脱硫剂收集槽1也可装于脱硫剂溢流槽2的溢流堰上，脱硫剂收集槽1与溢流堰的连接端低于脱硫剂收集槽1的另一端。脱硫剂收集槽1的安装位置和倾斜方向，只要能够保证脱硫剂流入脱硫剂溢流槽2中即可。
26.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置中，脱硫剂溢流槽2装于吸收塔壁上，位于吸收塔烟气进口10的上方，并且位于第一层的脱硫剂喷淋层7下方的合适高度，保证脱硫剂溢流槽2 的溢流液面与吸收塔1’内液面有最大的高度差。
27.本发明中，气液混合管3与脱硫剂溢流槽2底部连通，保证脱硫剂溢流槽2内脱硫剂可以自流入气液混合管3。
28.本发明中，进气管4的上端开口为进气口，进气管4的进气口伸出吸收塔1’外与大气连通，进气管4底部与气液连通管5相连，保证塔外空气能顺利被吸入。
29.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，使用时，装设于吸收塔1’，工作原理为虹吸原理，由于脱硫剂溢流槽的液面高于吸收塔内液面，液体会由高位势能向低位势能自然流动，在此过程中设置在气液混合管上的气液连通管内会形成负压，而气液连通管上部由于与进气管连接，进气管又连通大气，空气自然会被吸入，随着液体向下不断运动，气体也不断地被吸入，管道中的液体的运动起到了“活塞”的作用，空气通过气液连通管、气液混合管、脱硫剂曝气管被不断地引入需要曝气氧化的位置，从而实现曝气氧化，整个工作过程自发进行，且对吸收塔脱硫没有影响，整个装置没有运动部件，只要吸收塔工作，该过程便自动进行。
30.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺来说，可替代石灰石
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石膏湿法脱硫吸收塔的脱硫剂氧化系统；对于海水法脱硫系统来说，将本发明设
置在吸收塔上，可以有助于降低海水恢复系统的能耗。
31.对于石灰石-石膏湿法脱硫系统，当脱硫系统启动后，脱硫剂通过上塔管道8为吸收塔提供浆液，部分浆液可以通过脱硫剂分支管6由阀门控制进入脱硫剂溢流槽2，使自氧化装置建立虹吸现象，当虹吸建立起来后，室外空气会自然被吸入，再被送入吸收塔底部浆池实现曝气氧化。同时脱硫剂收集槽1也可以收集部分浆液，以保证脱硫剂溢流槽2溢流，在实施过程中可以根据需要核算硫剂收集槽1的设置数量，当有足够数量的脱硫剂收集槽1，则可以切断脱硫剂分支管6的工作，以减小脱硫剂循环泵的负荷。使用时，还可根据实际工况需要，选择所需本装置的数量，并且通过合理布置达到更优的氧化效果。在吸收塔装设本装置后，可以取消氧化空气系统，从而节省前期项目设备投资以及后期运维费用。同时也节省了项目占地，以及避免了风机带来的噪声问题。
32.对于海水法脱硫工艺，可以将本装置设置于吸收塔填料层下部与吸收塔烟气进气口之间，通过设置合理的数量实现吸收塔的下塔海水预曝气，从而节约海水恢复系统的能耗。
33.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，具有如下特点：
34.1、代替石灰石-石膏湿法脱硫系统的氧化曝气系统，从而实现脱硫系统的节能，减少投入成本以及运维费用。
35.2、可节约海水恢复系统的部分能耗，即降低了能耗。
36.3、结构简单，新建或者改造工程量都较小，没有运动部件，不需要专门进行维护，减少了运行维护成本。
37.4、虹吸建立起来后，系统自动运行，不需要专门监测手段，不影响脱硫效果。
38.5、为了更好的氧化效果可以设置多组，而不用担心系统能耗问题。
39.本发明一种脱硫吸收塔自氧化装置，利用虹吸原理通过合理设置进气管路，实现吸收塔脱硫剂自氧化，可以取代现有石灰石-石膏湿法脱硫工艺的脱氧化空气系统和降低海水法脱硫工艺的海水恢复系统能耗，使脱硫系统更加节能，同时节省了设备占地以及运维成本。
40.本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种脱硫吸收塔自氧化装置，包括装于吸收塔(1’)内的多个倾斜设置的脱硫剂收集槽(1)、装于吸收塔(1’)内壁的一圈脱硫剂溢流槽(2)、上部与脱硫剂溢流槽(2)底部连通的多个气液混合管(3)、通过气液连通管(5)与多个气液混合管(3)连通的多个进气管(4)、多个脱硫剂曝气管(9)，所述脱硫剂收集槽(1)设置于脱硫剂溢流槽(2)上方，所述脱硫剂收集槽(1)内的脱硫剂可流入脱硫剂溢流槽(2)中，所述脱硫剂溢流槽(2)位于吸收塔烟气进口(10)的上方且位于吸收塔喷淋层(7)的下方，脱硫剂溢流槽(2)的溢流液面与吸收塔(1’)内的液面具有高度差，进气管(4)上端开口、下端密封，进气管(4)的上端进气口伸出吸收塔(1’)外，每个气液混合管(3)的下端与脱硫剂曝气管(9)相连，气液混合管(3)的个数、进气管(4)、脱硫剂曝气管(9)的个数相等。2.根据权利要求1所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：每个气液混合管(3)通过两个气液连通管(5)与进气管(4)连通，每两个气液连通管(5)的上端均与所述进气管(4)的底部相连，每两个气液连通管(5)的下端均与所述气液混合管(3)的上部相连。3.根据权利要求2所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：每个气液连通管(5)包括一体构成或分段连接而成的竖直设置的中段、与中段上端连接的首段和与中段下端连接的尾段，首段与进气管的连接处高于首段与中段的连接处，尾段与气液混合管(3)的连接处低于尾段与中段的连接处。4.根据权利要求3所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：多个所述脱硫剂收集槽(1)装于吸收塔(1’)的内壁，多个所述脱硫剂收集槽(1)自吸收塔的内壁向吸收塔的中心并向上倾斜设置，且脱硫剂收集槽(1)上靠近其固定端开设有孔(11)，多个孔(11)均位于脱硫剂溢流槽(2)的正上方。5.根据权利要求3所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：多个所述脱硫剂收集槽(1)装于脱硫剂溢流槽(2)的溢流堰上，脱硫剂收集槽(1)与溢流堰的连接端低于脱硫剂收集槽(1)的另一端。6.根据权利要求4或5所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：所述吸收塔喷淋层(7)的喷淋管与脱硫剂上塔管道(8)连接。7.根据权利要求6所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：还包括脱硫剂分支管(6)，所述脱硫剂分支管(6)的一端与脱硫剂上塔管道(8)连通，所述脱硫剂分支管(6)的另一端与脱硫剂溢流槽(2)连通。8.根据权利要求7所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：所述脱硫剂分支管(6)的内径小于吸收塔喷淋层(7)的喷淋管的内径。9.根据权利要求8所述的一种脱硫吸收塔自氧化装置，其特征在于：还包括脱硫剂循环泵，所述脱硫剂循环泵通过管路输送脱硫剂至所述脱硫剂溢流槽(2)内。

技术总结
本发明公开了一种脱硫吸收塔自氧化装置，包括脱硫剂收集槽、脱硫剂溢流槽、气液混合管、进气管、气液连通管、脱硫剂分支管、脱硫剂曝气管，脱硫剂溢流槽的液面高于吸收塔内液面，液体会由高位势能向低位势能自然流动，在此过程中设置在气液混合管上的气液连通管内会形成负压，而气液连通管上部由于与进气管连接，进气管又连通大气，空气自然会被吸入，随着液体向下不断运动，气体也不断地被吸入，空气通过气液连通管、气液混合管、脱硫剂曝气管被不断地引入需要曝气氧化的位置，从而实现吸收塔脱硫剂的自氧化，整个工作过程自发进行，降低了能耗以及运维成本。能耗以及运维成本。能耗以及运维成本。


技术研发人员：张学会 张红英 安桂杰 许璐 张静伟
受保护的技术使用者：北京龙源环保工程有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/3/8