湿法烟气脱硫塔喷淋层设计

作者:李正青; 刊名:浙江化工 上传者:陈勇

【摘要】为了优化脱硫塔喷淋管的设计,研究了喷淋效果的影响因素。从改进喷淋效果和保障装置的长周期稳定运行两方面分析了喷淋层设计的几个方面,包括:喷嘴的布置和喷淋管的设计,支撑梁的设计,以及喷淋层与增效环的协同作用,提供了一些设计实例,为类似工程设计提供了参考。

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2018 年第 49 卷第 11 期 收稿日期:2018-06-21 作者简介:李正青(1984-),女,广西柳州人,硕士研究生,工程师,主要从事大气污染及其防治研究。 E-mail:65220765@qq.com。 湿法烟气脱硫塔喷淋层设计 李正青 (浙江菲达脱硫工程有限公司技术部, 浙江 杭州 310053) 摘 要: 为了优化脱硫塔喷淋管的设计,研究了喷淋效果的影响因素。 从改进喷淋效果和保障装置的长周期稳定运行两方面分析了喷淋层设计的几个方面,包括:喷嘴的布置和喷淋管的设计,支撑梁的设计,以及喷淋层与增效环的协同作用,提供了一些设计实例,为类似工程设计提供了参考。 关键词: 烟气脱硫;喷淋层;设计 文章编号: 1006-4184(2018)11-0041-03 0 前言 SO2 是人类从事工业化生产活动以来制造出的常见大气污染物,其不仅与烟尘 PM2.5 产生协同作用,诱发疾病,形成酸雨还会对生态造成不可逆的破坏。 按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态可将脱硫技术分为湿法脱硫(WFGD)、干法脱硫(DFGD)和半干法脱硫(SDFGD)。 其中湿法脱硫应用最广,占市场份额的 85%。 各类湿法脱硫塔中,喷淋空塔的塔内件相对少,压阻小,应用最广。 喷淋层是喷淋空塔中最重要的部件,SO2 最直接的吸收去除反应即在喷淋区内完成,喷淋区内足够的喷淋量和良好的气液传质是脱硫效率最重要的保证。 1 喷淋效果的影响因素 影响脱硫塔喷淋效果的因素有: 液气比、烟气在塔内停留时间、浆液温度、浆液浓度、喷淋覆盖率、覆盖均匀性、喷淋液滴颗粒尺寸。 1.1 液气比 在入口烟气量一定的前提下,液气比由喷淋 量决定。 喷淋量等于每层喷淋量乘以喷淋层数。基于双膜理论, 分析了 SO2 吸收所历经的三个阶段,得出了吸收有效区的高度在 2 m 左右。 由于石灰石溶解速率的限制,增加吸收区高度,脱硫效率的增加不明显[1]。 1.2 烟气在塔内停留时间 首先,在一定的烟气量的前提下,吸收塔的塔径决定了烟气流速。 接下来再确定喷淋区的高度即可确定烟气在塔内停留时间。 1.3 喷淋覆盖率 喷淋覆盖率按下式计算:α=N×A0/A×100%,式中:α———覆盖率,%; N———单个喷淋层喷嘴数量,个; A0———距离喷嘴出口 1 m 处测得的单个喷嘴喷淋面积,m2; A———喷淋塔横截面积,m2。 喷淋层的覆盖率以 200%~300%为宜。 A0 主要由喷雾角决定,喷雾角是指浆液离开喷嘴后形成的液膜锥的锥角,主要受喷嘴孔半径、旋转室半径和浆液入口半径等因素的影响。 通常为 90° 或 120°。 注意,若喷淋层喷嘴出口 1 m 处喷嘴喷 化工设计 - 41 - Vol.49No.11(2018)ZHEJIANGCHEMICALINDUSTRY 到喷淋管、梁和塔壁,计算覆盖率时需扣除这些无效面积;A0 并非按喷雾角所表示的 1 m 高圆锥横切面直接计算,因浆液喷出后的流体能量损失,距离喷嘴出口 1 m 处测得的单个喷嘴喷淋面积较小。 实际面积大约为喷雾角所表示的面积的 70%。 1.4 覆盖均匀性 主要通过喷淋管和喷嘴的布置来体现。 喷嘴尽量均匀地布置在吸收塔截面上,喷淋管的布置应使到达喷嘴的浆液流动路径短、拐弯少、压力流量均等。 1.5 喷淋液滴颗粒尺寸 通过选择合适的喷嘴来达到适合液滴粒径的分布。理想液滴粒径一般在 500~1000 μm。喷淋液滴粒径过大,比表面积不够,气液接触面小。 喷淋液滴粒径也不是越小越好,粒径过小,易被气化或被气流带走,直接减少了用于喷淋吸收的液滴量,而

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