一种镁法烟气脱硫装置

技术领域

本发明涉及燃煤烟气处理技术领域，具体涉及一种镁法烟气脱硫装置。

背景技术

燃煤烟气中的二氧化硫需要添加脱硫剂进行脱除，以达到国家和地方的排放标准及排污许可证规定的限值。常用的脱硫剂有碳酸钙、氧化钙、氧化镁等，其中氧化镁的脱硫效率高，因硫酸镁的溶解度远高于硫酸钙，使沉淀池废渣少，脱硫塔内壁不易结料，所以氧化镁湿法脱硫工艺得到广泛应用。

以煤炭为主要燃料的纸面石膏板生产产业，在利用脱硫塔对燃煤烟气进行脱硫时，首先将氧化镁与水混合均匀形成脱硫浆液，均匀喷淋到脱硫塔体内部，与排放的烟气逆向运行，氧化镁脱硫浆液将二氧化硫吸收下来，生成亚硫酸镁，进入曝气池通入大量的空气进行氧化，生成硫酸镁，同时将经过脱硫处理的烟气进行无污染排放。

现有技术中的脱硫装置不能充分利用脱硫浆液对烟气中的二氧化硫进行吸收脱除，因此，需要提供一种镁法烟气脱硫装置解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁法烟气脱硫装置，以解决现有装置中对烟气中的二氧化硫吸收不充分、单次供应不能实现双层脱硫的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

在本发明的第一个方面，提供了一种镁法烟气脱硫装置，包括：脱硫塔体，其一端设有用于烟气导入的烟气进管，烟气进管倾斜于脱硫塔体的中轴线开口朝下设置，脱硫塔体另一端设有用于烟气排出的烟气出管，烟气进管倾斜于脱硫塔体的中轴线开口朝上设置；喷淋组件，其设于脱硫塔体内部，喷淋组件给脱硫塔体内部提供用于吸收烟气中二氧化硫的脱硫浆液，喷淋组件包含设于脱硫塔体内壁上的喷淋头，喷淋头沿脱硫塔体横截面的径向喷淋，从而在脱硫塔体内部形成用以吸收烟气中二氧化硫的喷淋面；导流组件，其设于烟气出管内部，导流组件用于对脱硫塔体内部的烟气形成导流作用，导流组件包含导流旋叶；集流筒，脱硫塔体内位于喷淋组件的正下方设有安装板，安装板上设有与脱硫塔体同轴设置的集流筒，喷淋头的射流汇合于集流筒内；其中，集流筒的侧壁上靠近其内底边缘处周向设有多个喷孔，从而使集流筒内部的流体能够沿其周向流出，且在单位时间内，喷淋组件的喷流量大于集流筒的排出量，从而使集流筒内部流体蓄积产生液体压力，以压迫位于喷孔附近的流体在流出时形成沿集流筒周向的射流。

进一步地，集流筒位于安装板的上方，且通过设于安装板上的动力电机驱动，以通过集流筒的转动使喷孔内的射流转化为朝脱硫塔体侧壁喷洒的旋流。

进一步地，动力电机的输出轴贯穿集流筒，且联接于集流筒内部同轴设置的转杆，转杆上周向设有桨叶；其中，喷孔的射流均处于相邻喷淋头两条射流之间的下方区域，以使得喷孔产生的射流填充喷淋头所产生射流的间隙，桨叶在集流筒内的深度与喷孔位置相对应，以通过桨叶带动流体转动提高喷孔所产生射流的射程。

进一步地，集流筒的底部转动连接于安装板上，喷孔的中轴线是沿集流筒的外壁切向设置的，以利用喷孔所产生射流的反作用力使集流筒自身产生转动。

进一步地，集流筒的底部固定连接于安装板上，集流筒内同轴设有第一活塞；其中，第一活塞通过至少两个相对设置的弹性件设于集流筒的顶部边缘上，第一活塞能够随集流筒内流体的增加而逐渐向下移动至越过喷孔位置，以利用集流筒内的流体压力增大喷孔所产生射流的流速。

进一步地，集流筒的开口端部向内收缩形成变径口，变径口内部设有第二活塞；其中，第二活塞下方通过弹簧柱连接于第一活塞，使集流筒随喷淋组件的启停具有以下两种工况：

第一工况：喷淋组件开始工作，随着变径口内流体的增多，第二活塞因受流体压力而压缩弹簧柱直至第二活塞完全脱离变径口区域并与变径口之间形成流体的进流间隙，使流体加速涌入集流筒内；随着集流筒内流体压力的增多，第一活塞因受流体压力而拉伸弹性件下移直至第一活塞越过喷孔，在此过程中，第一活塞逐渐带动弹簧柱底端下移至其恢复形变后逐渐带动第二活塞同步下移，使第二活塞失去对流体的阻碍作用；

第二工况：喷淋组件停止工作，流体不再汇于集流筒，部分流体通过喷孔排出后，集流筒内流体压力减小，弹性件收缩使第一活塞带动第二活塞上移复位。

进一步地，第一活塞内部开设有导流孔，导流孔贯通第一活塞的顶壁和侧壁，在第一活塞位移至喷孔位置时，导流孔与喷孔连通形成流体的射流通道。

进一步地，脱硫塔体的内位于喷淋组件下方同轴设有内筒，内筒的内径由两端逐渐向中部减小，从而对烟气在内筒内的流动起到加速作用。

进一步地，内筒具有弹性材质，内筒的壁面厚度由两侧逐渐向中部减少，内筒的两端与脱硫塔体的内壁密封形成形变腔；其中，脱硫塔体的侧壁上开设有充气口，通过充气口对形变腔充气时，内筒的中部区域优先产生形变，以使其形成内径从两端逐渐向中间减小的筒状结构，从而控制内筒内烟气流动速度。

进一步地，烟气进口内设有用于烟气导流的瓦板，瓦板的端部设有用于承接由脱硫塔体内壁落至烟气进口的脱硫浆液的导向外沿，瓦板的凹面用于导向烟气，瓦板的凸面用于将脱硫浆液导出烟气进口。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明旨在通过集流筒的设置，使脱硫塔体内脱硫浆液的单次供应实现双层脱硫效果，达到脱硫浆液的充分利用的目的，使烟气中的二氧化硫能够被脱硫浆液充分吸收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明提供的一种镁法烟气脱硫装置的立体结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为为图2的剖视图；

图4为图3中Ⅰ-Ⅰ的放大图；

图5为图3中Ⅱ-Ⅱ的放大图；

图6为本发明所提供集流筒的另一实施例的结构示意图；

图7为图6中Ⅲ-Ⅲ的放大图；

图8为发明所提供集流筒的另一实施例的结构示意图；

图9为喷淋头和喷孔所组成的射流方向图；

图10为本发明所提供集流筒的另一实施例结构示意图；

图11为图10所示B-B向剖视图；

图12为集流筒的另一实施例结构示意图；

图13为图12中第一活塞在本发明中另一实施例结构示意图；

图14为本发明所提供脱硫塔体的另一实施例结构示意图；

图15为图14中Ⅳ-Ⅳ的结构示意图；

图16为本发明所提供脱硫塔体的另一实施例结构示意图；

图17为图16中脱硫塔体中形变腔在充气状态下的结构示意图；

图18为图3中烟气进管在本发明中另一实施例结构示意图；

图19为图18中烟气进管的透视图；

图20为图19的侧视图。

图中的标号分别表示如下：

10、脱硫塔体；11、烟气进管；111、瓦板；112、导向外沿；12、烟气出管；13、安装板；14、动力电机；141、输出轴；15、内筒；16、形变腔；17、充气口；20、喷淋组件；21、喷淋头；30、导流组件；31、导流旋叶；40、集流筒；41、喷孔；42、转杆；421、桨叶；43、第一活塞；431、导流孔；44、弹性件；45、变径口；46、第二活塞；461、弹簧柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1-图5所示，本发明提供了一种镁法烟气脱硫装置，包括：

脱硫塔体10，其一端设有用于烟气导入的烟气进管11，烟气进管11倾斜于脱硫塔体10的中轴线开口朝下设置，脱硫塔体10另一端设有用于烟气排出的烟气出管12，烟气进管11倾斜于脱硫塔体10的中轴线开口朝上设置；

喷淋组件20，其设于脱硫塔体10内部，喷淋组件20给脱硫塔体10内部提供用于吸收烟气中二氧化硫的脱硫浆液，喷淋组件20包含设于脱硫塔体10内壁上的喷淋头21，喷淋头21沿脱硫塔体10横截面的径向喷淋，从而在脱硫塔体10内部形成用以吸收烟气中二氧化硫的喷淋面；

导流组件30，其设于烟气出管12内部，导流组件30用于对脱硫塔体10内部的烟气形成导流作用，导流组件30包含导流旋叶31；

集流筒40，脱硫塔体10内位于喷淋组件20的正下方设有安装板13，安装板13上设有与脱硫塔体10同轴设置的集流筒40，喷淋头21的射流汇合于集流筒40内；

其中，集流筒40的侧壁上靠近其内底边缘处周向设有多个喷孔41，从而使集流筒40内部的流体能够沿其周向流出，且在单位时间内，喷淋组件20的喷流量大于集流筒40的排出量，从而使集流筒40内部流体蓄积产生液体压力，以压迫位于喷孔41附近的流体在流出时形成沿集流筒40周向的射流。

本发明旨在通过集流筒40的设置，使脱硫塔体10内脱硫浆液的单次供应实现双层脱硫效果，达到脱硫浆液的充分利用的目的，使烟气中的二氧化硫能够被脱硫浆液充分吸收，具体地，烟气从烟气进管11进入脱硫塔体10后沿其内部上行至与喷淋组件20、集流筒40产生的脱硫浆液射流相接触产生脱硫反应，脱硫后的烟气在烟气出管12中导流旋叶31的引导下继续上行，直至排放到大气中，而脱硫反应所产生的大部分废液则沿着脱硫塔体10的内壁向下流经烟气进管11排出收集。

上述实施例中，喷孔41仅依靠集流筒40内部流体蓄积产生液体压力形成沿集流筒40周向的射流，使射流在脱硫塔体10内部所能覆盖的范围有限。

为了解决上述问题，如图6-图7所示，本发明提供的另一实施例中，集流筒40位于安装板13的上方，且通过设于安装板13上的动力电机14驱动，以通过集流筒40的转动使喷孔41内的射流转化为朝脱硫塔体10侧壁喷洒的旋流。

本实施例中，喷孔41利用集流筒40转动过程中产生的离心力将脱硫浆液甩出，以增大射流在脱硫塔体10内部所能覆盖的范围。

为了解决本发明实施例中，两相邻喷淋头21所产生射流之间的间隙过大，射流覆盖稀疏，导致部分烟气由射流间隙未经脱硫而直接向上排出的问题，如图8-图9所示，本发明提供另一优选实施例，动力电机14的输出轴141贯穿集流筒40，且联接于集流筒40内部同轴设置的转杆42，转杆42上周向设有桨叶421；

其中，喷孔41的射流均处于相邻喷淋头21两条射流之间的下方区域，以使得喷孔41产生的射流填充喷淋头21所产生射流的间隙，桨叶421在集流筒40内的深度与喷孔41位置相对应，以通过桨叶421带动流体转动提高喷孔41所产生射流的射程。

本实施例一方面通过集流筒40内设置的桨叶421，拨动集流筒40内的脱硫浆液以较大压力通过喷孔41排出，增加其所产生射流的覆盖范围；另一方面，喷淋头21和喷孔41在不同位面上的交错设置使得喷孔41产生的射流能够填充其上方位面上喷淋头21所产生射流之间的间隙，从而使喷淋头21和喷孔41在立体空间内形成较为密集的脱硫区域，提高脱硫反应的速率的同时也增强了脱硫效果。

上述实施例中，集流筒40的运动都需要动力电机14进行驱动，动力电机14长期处于湿度大的酸性环境中，即使有电机罩的保护也易发生损坏。

为了解决上述问题，如图10-图11所示，本发明提供的另一实施例，集流筒40的底部转动连接于安装板13上，喷孔41的中轴线是沿集流筒40的外壁切向设置的，以利用喷孔41所产生射流的反作用力使集流筒40自身产生转动。

本实施例中，集流筒40通过沿其外壁切向设置的喷孔41产生射流的反作用力使集流筒40自身产生转动，使其在不需要动力输入的情况下就能够利用集流筒40转动产生的离心力从喷孔41甩出脱硫浆液，以提高脱硫浆液射流在脱硫塔体10内所能覆盖的范围。

上述实施例中，在喷淋组件20的喷流量不大于集流筒40的排出量时，集流筒40内无法积蓄脱硫浆液产生液体压力，则有可能使脱硫浆液在初进入到集流筒40内时就从喷孔41内呈滴流状下落，无法在脱硫塔体10内部对烟气形成有效脱硫面。

为了解决上述问题，如图12-图13所示，本发明提供的另一实施例中，集流筒40的底部固定连接于安装板13上，集流筒40内同轴设有第一活塞43；

其中，第一活塞43通过至少两个相对设置的弹性件44设于集流筒40的顶部边缘上，第一活塞43能够随集流筒40内流体的增加而逐渐向下移动至越过喷孔41位置，以利用集流筒40内的流体压力增大喷孔41所产生射流的流速。

本实施例中，通过第一活塞43和弹性件44的配合设置，使脱硫浆液在集流筒40内积蓄到一定量后才从喷孔41排出，由于液体压力的作用，使喷孔41所产生的射流能够覆盖较大范围。

本发明基于上述实施例提供的另一优选实施例中，集流筒40的开口端部向内收缩形成变径口45，变径口45内部设有第二活塞46；

其中，第二活塞46下方通过弹簧柱461连接于第一活塞43，使集流筒40随喷淋组件20的启停具有以下两种工况：

第一工况：喷淋组件20开始工作，随着变径口45内流体的增多，第二活塞46因受流体压力而压缩弹簧柱461直至第二活塞46完全脱离变径口45区域并与变径口45之间形成流体的进流间隙，使流体加速涌入集流筒40内；

随着集流筒40内流体压力的增多，第一活塞43因受流体压力而拉伸弹性件44下移直至第一活塞43越过喷孔41，在此过程中，第一活塞43逐渐带动弹簧柱461底端下移至其恢复形变后逐渐带动第二活塞46同步下移，使第二活塞46失去对流体的阻碍作用；

第二工况：喷淋组件20停止工作，流体不再汇于集流筒40，部分流体通过喷孔41排出后，集流筒40内流体压力减小，弹性件44收缩使第一活塞43带动第二活塞46上移复位。

本实施例中，通过变径口45和第二活塞46的配合设置，一方面，在喷淋组件20的喷流量足够时，脱硫浆液在变径口45内蓄积到一定量时，由于液体压力的作用使第二活塞46脱离其与变径口45的配合，继而使变径口45内储存的脱硫浆液通过第二活塞46与变径口45端部之间形成的进流间隙加速流入到集流筒40内，从而继续对第一活塞43产生液体压力；另一方面，在喷淋组件20的喷流量不足或降低到一定程度时，脱硫浆液进入到变径口45内的蓄积量降低，液体压力减小，不足以继续压迫第二活塞46压缩弹簧柱461，则弹簧柱461会推动第二活塞46上移使其与变径口45端部之间形成的进流间隙关闭，从而阻止集流筒40内部的进流，能够在喷淋组件20的喷流量不足时，防止变径口45继续向集流筒40内供流，导致脱硫浆液通过喷孔41持续性地呈滴流状下流扰乱烟气上行轨迹、脱硫浆液的脱硫效果降低的问题。

如图13所示，本发明基于上述实施例提供的另一优选实施例中，第一活塞43内部开设有导流孔431，导流孔431贯通第一活塞43的顶壁和侧壁，在第一活塞43位移至喷孔41位置时，导流孔431与喷孔41连通形成流体的射流通道。

本实施例中，通过导流孔431与喷孔41的对应设置，使其二者之间能够组成脱硫浆液的射流通道，脱硫浆液在从集流筒40内进入到导流孔431的狭窄空间后会被加速，导流孔431的直径可以大于喷孔41的直径，以使导流孔431内的脱硫浆液能够完全进入到喷孔41内。

为了增大烟气沿脱硫塔体10内部上行时的流速，如图14-图15所示，本发明提供的另一实施例，脱硫塔体10的内位于喷淋组件20下方同轴设有内筒15，内筒15的内径由两端逐渐向中部减小形成文氏管结构，从而对烟气在内筒15内的流动起到加速作用。

如图16-图17所示，本发明基于上述实施例提供的优选实施例中，内筒15具有弹性材质，内筒15的壁面厚度由两侧逐渐向中部减少，内筒15的两端与脱硫塔体10的内壁密封形成形变腔16；

其中，脱硫塔体10的侧壁上开设有充气口17，通过充气口17对形变腔16充气时，内筒15的中部区域优先产生形变，以使其形成内径从两端逐渐向中间减小的筒状结构，从而控制内筒15内烟气流动速度。

本实施例中，通过形变腔16的设置，使柔性材质的内筒15能够根据充气口17充气量大小调整其形变量，且与导流旋叶31的转动速率相配合，需要大量排放脱硫后烟气时，加大导流旋叶31的转动速率，适当对形变腔16进行充气使内筒15收缩，需要导入待脱硫烟气时，降低导流旋叶31的转动速率，对形变腔16进行放气使内筒15扩张，以容纳更多的待脱硫烟气。

为了解决脱硫后废液从脱硫塔体10侧壁流下时在烟气进管11的端部形成阻碍烟气进入的液幕，如图18-图20所示，本发明提供的另一实施例中，烟气进管11内设有用于烟气导流的瓦板111，瓦板111的端部设有用于承接由脱硫塔体10内壁落至烟气进管11的脱硫浆液的导向外沿112，瓦板111的凹面用于导向烟气，瓦板111的凸面用于将脱硫浆液导出烟气进管11。

本实施例中，通过瓦板111的设置，能够对烟气和脱硫废液分别进行导向，避免靠近烟气进管11一侧的脱硫塔体10壁面上的脱硫废液直接流下时形成液幕阻碍烟气的上行。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。