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烟气脱硫塔的工作原理

时间:2014-09-26   来源:河南蒲辉环保   点击:

    脱硫塔是一种对工业废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。用于燃煤发电厂烟气脱硫的大型脱硫装置称为烟气脱硫塔,而用于燃煤工业锅炉和窑炉烟气脱硫的小型脱硫除尘装置多称为脱硫除尘器。
 
    在烟气脱硫塔中,其工作原理是应用碱液洗涤含二氧化硫(SO2)的烟气,对烟气中的二氧化硫进行化学吸收。烟气中的二氧化硫实际上是酸性的,通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除酸性的二氧化硫。烟气脱硫塔中的烟道气脱最常用的碱性物质是石灰石()、生石灰(氧化钙)和熟石灰(氢氧化钙)。石灰石产量丰富,因而相对便宜,生石灰和熟石灰都是由石灰石通过加热来制取。有时也用碳酸纳(纯碱)、碳酸镁和氨等其它碱性物质。所用的碱性物质与烟道气中的二氧化硫发生反应,产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物(根据所用的碱性物质不同,这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐)。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件,在某些工艺中,所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐。二氧化硫与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生(湿法烟道气脱硫技术),或在固体碱性物质的湿润表面发生(干法或半干法烟道气脱硫技术)。
 
脱硫塔的结构          
                                                                                       
1.一般塔底液面高度 h16-15m;最低喷淋层离入口顶端高度h21.2-4m;最高喷淋层离入口顶端高度 h3vt;v 为空塔速度,m/s,t 为时间,s,一般取 t1.0s;喷淋层之间的间距 h41.5-2.5m;除雾器离最近(最高层)喷淋层距离1.2m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时,该距离3m;除雾器离塔出口烟道下沿距离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。故喷淋塔设计时,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。
3. 塔底储浆量的确定
确定塔底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(飞尘、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以排石膏浆液量获得。
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(当烟道挡板未关,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。
5. 塔出口烟道的设计
6. 喷淋层的设计
喷淋层的设计时脱硫塔设计的重点和难点。 喷淋层的设计包括浆液管道、喷嘴的选择与布置。 喷嘴的数量和喷淋层数取决于脱硫效率,一般采用 3-6 层。喷淋层可用多台循环泵供浆或一层喷淋层单独对应供浆,后者更适合于大型脱硫塔且烟气负荷变化较大的场合。当某台循环泵或管路需检修时,只要将其停止来即可,不会影响到塔的运行;当锅炉负荷变化时,可通过增加或停止一台循环泵达到节能的效果,以满足未来日益严格的也可备用一套管路(包括循环泵、喷淋层及相关管道)环保要求。


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