河南脱硫塔/砖厂脱硫塔报价
1.塔的总体布置
一般塔底液面高度h1=6?m~15m;最低喷淋层离入口顶端高度h2=1.2~4m;最高喷淋层离入口顶端高度h3≥vt,v为空塔速度,m/s,t为时间,s,一般取t≥1.0s;喷淋层之间的间距h4≥1.5~2.5m;除雾器离最近(最高层)喷淋层距离应≥1.2?m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时,该距离应≥3m;除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m。
喷淋区的高度不宜太高,当高度大于6m时,增加高度对于效率的提高并不经济。喷淋区的烟气速度应与雾滴的滴谱范围相对应。从理论上讲,约有3%~6%的液滴量被夹带,在冷却区的夹带量大约为0.2%~0.5%(与烟气进口的切向流动有关)
2.塔径的确定
脱硫塔的传质段的塔径主要取决于塔内传质、气液分布及经济性的考虑。
在喷淋塔内,烟气流速较低时,压降上升幅度小于流速的上升幅度。随着烟气流速的提高,压力曲线逐渐变陡,直至液泛。液泛气速接近液滴自由沉降的终端速度,并随着吸收液滴直径的增大而提高。故喷雾塔设计时,烟气流速的选取应与吸收液液滴直径相匹配,按常规,设计气速应为液泛气速的50%~80%。
由于喷雾型脱硫塔中,气流分布可以“自我校正”均匀,从这个角度看,塔径可以无限大。但塔的结构设计的经济性和设计难度等影响到塔径的大小,这需作综合分析,必要时分塔。
脱硫塔可设计成等直径塔,也可设计成变直径塔,具体应根据侧搅拌层数和储浆量大小确定。
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3.塔底储浆量的确定
确定脱硫塔储浆量的基本要素有:最大的SO2负荷,这依赖于进气的SO2浓度及出气所要求的SO2浓度;各部分的浆液pH值;在考虑了可能存在的离子影响(飞灰、石灰石和工艺水)条件下的石灰石实测溶解速率;石膏品质(如粒径大小)的要求。根据以上要求确定浆液所需停留的名义时间,该时间可由塔底总浆液量除于排石膏浆液量获得。
4.塔入口烟道的设计
脱硫塔入口烟气的均匀性直接影响到脱硫塔内烟气分布的均匀性。
烟气入口气液接触处为干湿交界面,浆液在此干燥结垢将影响塔运行的安全性和气流流向。设计时应在烟道入口上方及两侧安设挡水板,防止喷嘴喷出的浆液进入烟道内。运行时,上方挡水板形成的水帘有利于脱硫和气流均布,两侧挡水板可防止喷嘴喷雾产生的背压将浆液抽进烟道内(当烟道档板未关,且无气体进入塔内时)。同时,靠近烟道侧的喷嘴应调整安装角度,防止喷入烟道。
烟气入口区域的流体流动受入口烟道与塔的几何尺寸、内部构件、托盘下部的喷淋层以及浆液从托盘流出的方式影响。尽管脱硫塔入口设计扁平,但入口射流上下左右及端部都必然有死滞区、回流区,可通过下述方法改善之:
(1)将水平进气方式改为切向斜向下进气,此种结构有利于削弱塔内回流旋涡,降低压损,延长气液接触时间,防止浆液倒流。
(2)在脱硫塔烟气入口处增设导流板,将大大提高气流分布的均匀性,且可减小压力损失。
(3)烟气入口进气方式为斜向下进气,在脱硫塔内部增设托盘或文丘里棒等均压装置。
当烟气入口采用合金钢材料时,应设冲洗系统。
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5.塔出口烟道的设计
烟气出口出口型式较多,其出口可设计成轴向对称型式和切向对称型式。
若将脱硫塔出口先适当收缩成锥状,再侧向出口,可避免对脱硫塔的气流分布造成不利的影响。
9.脱硫塔的振动问题
脱硫塔顶层不宜设置大量照明灯具、检修电源箱、照明配电箱等设备,循环泵出口管路固定部件应牢固,否则易造成脱硫塔晃动。其中前者可能是由于共振造成塔晃动,后者则是由于管道牵引塔体一起晃动。脱硫塔晃动会对脱硫塔壳体以及内部设备造成疲劳性损伤。
10.脱硫塔的冲洗
在石灰石-石膏法脱硫工艺中,结垢和堵塞是经常遇到的情况,为了防止和减轻这种情况的发生,需用一定压力的工艺水进行冲洗,主要冲洗脱硫塔的如下部位:塔壁“干-湿”交界区、除雾器、氧化用喷嘴。
(1)塔壁“干-湿”交界区的冲洗
在脱硫塔烟气入口处至第一层喷嘴之间,以及最后一层喷嘴与烟气出口之间,属于“干-湿”交界区,这些部分最容易结垢,这些部分的结垢属于“湿-干”结垢。由于浆液中含有4CaSO、3CaSO、3CaCO及飞灰中含有硅、铁、铝等物质,这些物质具有较大的粘度,当浆液碰撞到塔壁时,它们中的部分便粘附于塔壁而沉积下来。同时,由于烟气具有较高的温度,加快沉积层的水分蒸发,沉积层逐渐形成结构致密的、类似于水泥的硬垢。当垢层达到一定厚度后,也可能脱落,砸伤喷嘴和防腐内衬,因此,需要及时进行冲洗。冲洗方式一般采用喷嘴进行连续冲洗或间隔冲洗,间隔冲洗的周期一般应小于2h。
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(2)除雾器的冲洗
气水分离器的结垢类型也属于“湿-干”结垢,它是由雾滴所携带的浆液碰到折板而形成的。一般采用喷嘴进行间隔冲洗,冲洗周期为30min~60min。需要注意的是冲洗水压不宜过高,尤其是向下冲洗的喷嘴,否则容易发生飞溅而使烟气含湿量增高。具体水压应根据喷嘴性能及其与气水分离器的距离来确定。
(3)氧化用喷嘴的冷却冲洗
氧化用喷嘴容易受3CaCO、OHCaSO242?、3CaSO的结晶析出沉积于喷嘴内腔而发生堵塞现象。一般采用0.1~0.3MPa的水进行间隔冲洗,间隔冲洗周期不大于20min。
脱硫塔的优化设计
实施以下设计可提高脱硫效率、降低投资和运行费用。
1.增加液体再分布装置(ALRD)
由前述可知,短路和壁流减少了气液接触
的有效传质面积,液气交接面处的传质效率也很低。
液体再分布装置是把塔壁上的液膜收集起来,重新破碎成液滴,分配到烟气中,一方面靠近塔壁的喷嘴也可布置得离塔壁远些,既可减少贴壁流动的浆液,又可减轻对塔壁防腐层的冲刷;另一方面又可使贴壁流动的浆液发挥
余热,克服了壁流现象造成脱硫效率降低的负面影响。
安装液体再分配装置后的性能测试结果表明,系统脱硫效率可提高2%~5%。
2.提高脱硫塔气速
将逆流脱硫塔的气速增加到4~5m/s,提高流速可提高气液两相的湍动,一方面可降低烟气与液滴之间的膜厚度,液膜增强因子增加,从而提高总传质系数;另一方面,喷淋液滴的下降速度减小,持液量增大,使得吸收区的传质面积增大。
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当烟气流速低于3m/s时,脱硫效率与烟气速度无关;高于3m/s时,液滴表面的振动加大,液滴中的混合增强,表面更新加快,可促进二氧化硫吸收反应,有利于脱硫效率的提高;当烟气流速从3.0m/s提高到4.5m/s时,脱流率上升幅度较大,进一步提高烟气流速时,脱流率的提高趋于平缓。同时,烟气流速受除雾器性能和液泛速度的制约。
低烟气流速时,压降的增大幅度大于传质面积,而高烟气流速时,结果则相反,传质面积的增大幅度大于压降。这一点在ABB的高流速实验中也得到证实:在脱硫率不变的条件下,烟速从2.3m/s提高到4.3m/s,液气比减少32%,相应的传质速率增加50%,总能耗可下降25%;根据中试结果,从节能观点出发,空塔流速最好大于4.57m/s。
3.增加托盘、气流分布板
4.采用Sauter粒径更小双向喷嘴
尺寸较小的喷嘴可降低雾滴平均直径,增加了比表面积,增加了塔断面覆盖率。?例如,某脱硫塔每个喷淋层原来是由25只130mm的喷嘴组成,每只喷嘴的流量为31.5L/s,后来改为每层60至84只50mm的喷嘴,每只喷嘴的流量为12.6L/s,前后压力操作不变,同时增加了一块穿流孔板,以改变塔入口处的气流分布。经此改进后,脱硫效率由80%提高到96%。
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