《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》是中電投遠達環保工程有限公司重慶科技分公司於2016年4月29日申請的專利，該專利的公布號為CN105749734A，授權公布日為2016年7月13日，發明人是吳其榮、喻江濤、范振興、李紫龍、王進、王琴。
《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》包括用於對脫硫吸收塔內流體進行傳質的傳質構件，所述傳質構件為板狀結構，該傳質構件包括至少三個沿縱向並排設定的分區，每個分區上沿縱向並排設有至少兩組用於流體通過的孔，每組孔由兩種不同孔徑的孔組成，每組孔中兩種不同孔徑的孔沿橫向間隔設定，所述孔的橫截面為梯形。《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》不僅能夠提高煙氣的均勻性，加強氣液傳質效率，同時對漿液循環量和機組負荷具有較高適應性，提高對二氧化硫和粉塵的深度脫除效果。
2020年7月14日，《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置
- 申請人：中電投遠達環保工程有限公司重慶科技分公司
- 申請日：2016年4月29日
- 申請號：201610281990X
- 公布號：CN105749734A
- 公布日：2016年7月13日
- 發明人：吳其榮、喻江濤、范振興、李紫龍、王進、王琴
- 地址：重慶市北部新區金渝大道96號
- Int. Cl.：B01D53/80(2006.01)I、B01D53/50(2006.01)I、B01D47/04(2006.01)I
- 代理機構：北京海虹嘉誠智慧財產權代理有限公司
- 代理人：謝殿武
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著中國針對燃煤超低排放政策的提出，傳統的脫硫和除塵技術已很難滿足超低排放要求下的嚴格排放指標，通過對2016年4月之前的裝置的最佳化和改進，提升裝置的脫硫和協同除塵效率成為2016年前最為有效和經濟的一種方式。2016年4月之前的脫硫除塵設備主要有以下幾種：
1.專利號為200710093042.4的中國專利公開了一種雙相整流煙氣脫硫工藝，其利用了噴淋塔內流場的不均勻性，整流板和噴淋層的設計不會刻意對液相及氣相進行均勻的整流，煙氣的阻力相對變小，不會造成煙氣的流速降低，氣相和液相相對不均勻，使得液相和氣相始終保持在紊流的狀態下進行逆流反應，最佳化了流場，使系統壓降降低，達到節能降耗和降低裝置成本和維修成本的目的；
2.專利號為201110447122.1的中國專利公開了一種帶偏流式雙相整流裝置的脫硫吸收塔，通過在噴淋層與煙氣入口之間設有偏流式雙相整流裝置，該偏流式雙相整流裝置包括水平設定的整流板，整流板垂直於煙氣入口流向劃分區域，每個區域的整流板上均開有篩孔並且靠近煙氣入口區域的篩孔密度大於遠離煙氣入口區域的篩孔密度，根據煙氣進入脫硫吸收塔時煙氣分布的不均勻性，煙氣濃度低、流速低的區域的篩孔密度大於煙氣濃度高、流速高的區域的篩孔密度，因此整流板各個區域的煙氣阻力不同，煙氣通過整流板時被整流均布，從而使煙氣分布均勻，以提高脫硫效率；
3.專利號為201520212632.4的中國專利公開了一種燃煤電廠煙氣多污染物深度淨化控制耦合系統，包括省煤器系統、雙混整流提效SCR煙氣脫硝系統、高效靜電除塵系統、濕法分區提效脫硫系統、雙相整流相變凝聚系統和濕式靜電深度控制系統，以上系統依次連線，雙混整流提效SCR煙氣脫硝系統包括噴氨裝置、脫硝催化劑和整流調節裝置，濕法分區提效脫硫系統採用一塔分區系統或兩塔雙迴路耦合系統，雙相整流相變凝聚系統設定在濕式靜電深度控制系統入口處。
可見，2016年4月之前的技術均是基於傳統多孔板結構設計的整流系統，通過設定多孔板結構來提高煙氣和漿液的傳質效果，然而，由於傳統的多孔板上各孔的孔徑均相同，且均為直孔，使其不能有效實現粉塵的高效脫除，且對流場自適應性差，傳質效率低，不具備負荷調節功能，降低了脫除效果。
因此，急需開發一種不僅能夠提高煙氣的均勻性，加強氣液傳質效率，同時對漿液循環量和機組負荷具有較高適應性，提高對二氧化硫和粉塵的深度脫除效果的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置。
發明內容
專利目的
《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》的目的在於提供一種自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，不僅能夠提高煙氣的均勻性，加強氣液傳質效率，同時對漿液循環量和機組負荷具有較高適應性，提高對二氧化硫和粉塵的深度脫除效果。
技術方案
《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，包括用於對脫硫吸收塔內流體進行傳質的傳質構件，所述傳質構件為板狀結構，該傳質構件包括至少三個沿縱向並排設定的分區，每個分區上沿縱向並排設有至少兩組用於流體通過的孔，每組孔由兩種不同孔徑的孔組成，每組孔中兩種不同孔徑的孔沿橫向間隔設定，所述孔的橫截面為梯形。
進一步，所述孔的橫截面為等腰梯形，其上孔的直徑大於下孔的直徑，孔壁與下孔端面之間的夾角α為90～165°。
進一步，各分區上分布的孔的孔隙率為不均等孔隙率。
進一步，所述孔的上孔和下孔的直徑通過孔隙率確定，即
，式中，K為孔隙率，d1為上孔直徑，d2為下孔直徑，ε為常數，ε的取值範圍為0.8～1.0，L為相鄰兩個孔的上孔邊緣之間的間距。
進一步，各個分區上的孔呈多邊形布置。
進一步，各個分區分別為單獨的板體，傳質構件由各板體拼接組成。
進一步，所述板體的厚度為3～20毫米。
進一步，所述傳質構件設定在脫硫吸收塔內，位於脫硫吸收塔的煙氣入口與脫硫吸收塔內設定的漿液噴淋層之間。
進一步，所述傳質構件與脫硫吸收塔的煙氣入口之間的距離為500～2000毫米。
進一步，使用時，漿液噴淋層的漿液噴淋在傳質構件上形成用於對流體進行負荷調節的沸騰式泡沫層，該沸騰式泡沫層的高度為100～500毫米。
有益效果
《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》的有益效果：該發明的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，通過設定板狀結構的傳質構件，傳質構件包括至少三個沿縱向並排設定的分區，每個分區上沿縱向並排設有至少兩組用於流體通過的孔，每組孔由兩種不同孔徑的孔組成，每組孔中兩種不同孔徑的孔沿橫向間隔設定，且孔的橫截面為梯形，使其不僅能夠提高煙氣的均勻性，加強氣液傳質效率，同時對漿液循環量和機組負荷具有較高適應性，提高對二氧化硫和粉塵的深度脫除效果。
附圖說明
圖1為《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》的結構示意圖；
圖2為該發明傳質構件的結構簡圖；
圖3為圖2的A-A向剖視圖；
圖4為該發明使用狀態示意圖。
技術領域
《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》涉及煙氣淨化領域，特別涉及一種自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置。
權利要求
1.一種自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：包括用於對脫硫吸收塔內流體進行傳質的傳質構件，所述傳質構件為板狀結構，該傳質構件包括至少三個沿縱向並排設定的分區，每個分區上沿縱向並排設有至少兩組用於流體通過的孔，每組孔由兩種不同孔徑的孔組成，每組孔中兩種不同孔徑的孔沿橫向間隔設定，所述孔的橫截面為梯形。
2.根據權利要求1所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：所述孔的橫截面為等腰梯形，其上孔的直徑大於下孔的直徑，孔壁與下孔端面之間的夾角α為90～165°。
3.根據權利要求2所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：各分區上分布的孔的孔隙率為不均等孔隙率。
4.根據權利要求3所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：所述孔的上孔和下孔的直徑通過孔隙率確定，即，式中，K為孔隙率，d1為上孔直徑，d2為下孔直徑，ε為常數，ε的取值範圍為0.8～1.0，L為相鄰兩個孔的上孔邊緣之間的間距。
5.根據權利要求4所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：各個分區上的孔呈多邊形布置。
6.根據權利要求1所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：各個分區分別為單獨的板體，傳質構件由各板體拼接組成。
7.根據權利要求6所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：所述板體的厚度為3～20毫米。
8.根據權利要求1所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：所述傳質構件設定在脫硫吸收塔內，位於脫硫吸收塔的煙氣入口與脫硫吸收塔內設定的漿液噴淋層之間。
9.根據權利要求8所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：所述傳質構件與脫硫吸收塔的煙氣入口之間的距離為500～2000毫米。
10.根據權利要求8所述的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，其特徵在於：使用時，漿液噴淋層的漿液噴淋在傳質構件上形成用於對流體進行負荷調節的沸騰式泡沫層，該沸騰式泡沫層的高度為100～500毫米。
實施方式
圖1為《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》的結構示意圖，圖2為該發明傳質構件的結構簡圖，圖3為圖2的A-A向剖視圖，圖4為該發明使用狀態示意圖，圖中箭頭所示方向為流體流向，其中煙氣的流向為自下而上，漿液的流向為自上而下，如圖所示：該實施例的自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置，包括用於對脫硫吸收塔4內流體進行傳質的傳質構件1，所述傳質構件1為板狀結構，該傳質構件包括至少三個沿縱向並排設定的分區（第一分區21、第二分區22、第三分區23），每個分區上沿縱向並排設有至少兩組用於流體通過的孔，每組孔由兩種不同孔徑的孔（孔I31、孔II32）組成，每組孔中兩種不同孔徑的孔（孔I31、孔II32）沿橫向間隔設定，該實施例的傳質構件1上設定有六個分區（第一分區21、第二分區22、第三分區23、第四分區24、第五分區25、第六分區26），每個分區上設有兩組孔，每組孔中兩種孔的孔徑以及各孔的孔隙率根據煙氣的流場分布狀況確定，所述孔（孔I31或孔II32）的橫截面為梯形，使漿液能夠沿著孔的孔壁向下流動，通過孔採用梯形結構能夠對流體進行緩衝和負荷調節，這樣不僅能夠提高煙氣的均勻性，加強氣液傳質效率，同時對漿液循環量和機組負荷具有較高適應性，極大地提高對二氧化硫和粉塵的深度脫除效果。
該實施例中，所述孔（孔I31或孔II32）的橫截面為等腰梯形，其上孔（孔I的上孔31a或孔II的上孔）的直徑大於下孔（孔I的下孔31b或孔II的下孔）的直徑，使其能夠對流體的流量進行控制，實現負荷調節，孔壁與下孔端面之間的夾角α為90～165°，使漿液能夠沿著孔壁向下流動，對漿液形成緩衝，這樣更加有利於加強氣液傳質效率，保證煙氣與漿液能夠更好的結合，並進一步提高負荷調節能力，提高適應性。
該實施例中，各分區上分布的孔的孔隙率為不均等孔隙率，以提高對流場的適應能力，進一步增強自適應性。
該實施例中，所述孔（孔I31或孔II32）的上孔（孔I的上孔31a或孔II的上孔）和下孔（孔I的下孔31b或孔II的下孔）的直徑通過孔隙率確定，即，式中，K為孔隙率，d1為上孔直徑，d2為下孔直徑，ε為常數，ε的取值範圍為0.8～1.0，L為相鄰兩個孔的上孔邊緣之間的間距，這樣使孔的設定和分布更加合理，進一步提高負荷調節能力，傳質效率高，自適應能力好，提高脫除效果。
該實施例中，各個分區上的孔呈多邊形布置，該實施例的各個分區上的孔可採用三角形或正方形或長方形或平行四邊形或其它多邊形方式布置，以提高自適應能力。
該實施例中，各個分區分別為單獨的板體，傳質構件1由各板體拼接組成，便於加工製造；當然，各個分區也可設定在一個板體上。
該實施例中，所述板體的厚度為3～20毫米，以保證板體的強度，且便於製造。
該實施例中，所述傳質構件1設定在脫硫吸收塔4內，位於脫硫吸收塔4的煙氣入口5與脫硫吸收塔4內設定的漿液噴淋層6之間，漿液噴淋層6向下噴淋漿液，漿液自上向下流動，煙氣入口5進入的煙氣向上流動，漿液和煙氣流經傳質構件1上的孔進行傳質。
該實施例中，所述傳質構件1與脫硫吸收塔4的煙氣入口5之間的距離為500～2000毫米，保證煙氣能夠充分完全的流經傳質構件，以最大化提高傳質效率，經濟實用。
該實施例中，使用時，漿液噴淋層6的漿液7噴淋在傳質構件1上形成用於對流體進行負荷調節的沸騰式泡沫層8，該沸騰式泡沫層8的高度為100～500毫米，通過沸騰式泡沫層8的部分泡沫落入傳質構件1的孔內，使漿液能夠沿著孔的孔壁向下流動，進一步對漿液7和煙氣進行負荷調節，以提高傳質效率。
榮譽表彰
2020年7月14日，《自適應沸騰式泡沫脫硫除塵裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
