烟气湿法脱硫吸收塔

烟气湿法脱硫吸收塔（共9篇）

烟气湿法脱硫吸收塔 篇1

本公司从德国鲁奇能捷斯比晓夫公司引进了石灰石—石膏湿法脱硫工艺,此工艺是目前世界上应用较为广泛和可靠的工艺,脱硫效率高达95%以上。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂,通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤,发生反应,以去除烟气中的,反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙(石膏)。现对该工艺中最关键的设备—吸收塔加以详细介绍。

吸收塔由反应池、吸收区、除雾器区三部分组成(见图1)。吸收剂与烟气在塔内逆向流动,吸收和氧化在同一个塔内进行,塔内设置喷淋层,氧化方式采用强制氧化。烟气中SOx的去除和石膏的生成就在吸收塔内完成。

根据被处理烟气的流量和SOx含量,通常布置2~3层喷淋层,浆液通过喷嘴成雾状喷出。循环泵把吸收塔反应池中的浆液输送至喷淋层。比晓夫吸收塔采用优化喷淋层的喷嘴布置,以达到最佳效果。最上面的喷淋层只布置与烟气逆流的喷嘴,其余喷淋层均布置有顺流和逆流双向喷射喷嘴。为了防止喷嘴堵塞,喷嘴出口的喉部尺寸设计为50 mm,其材质采用耐磨抗腐蚀的材料碳化硅(Si C)。SOx被喷淋层浆液吸收,并与之反应。通过吸收区后的净烟气经位于吸收塔上部的两级除雾器后排出。

空气通过氧化风机送入氧化区。氧化空气在进入吸收塔之前在管道中被加入工艺水,目的是为了冷却并使氧化空气达到饱和状态。通过这种方式,可以防止热的氧化空气在进入吸收塔时,在氧化空气管出口使浆液中的水分蒸发而造成出口浆液粘结、结垢的现象发生。氧化空气经过一个特殊的分配系统进入氧化区。这个分配系统是由几个管道组成的管线系统构成。氧化空气通过氧化管道上的开孔喷入浆液。由于开孔向下,FGD停运时,浆液中的固体不会进入氧化空气分配系统。氧化空气分配管布置在分区管之间,相应减少了吸收塔自由横截面,增加了浆液喷入结晶区的流速,从而阻止了浆液从结晶区向氧化区的回流混合。应为回流混合将会增加氧化区的PH值,以至于使氧化反应变得困难。

结晶区位于吸收塔反应池中氧化区下部。在结晶区,逐渐形成大的易于旋流器分离的石膏晶体。结晶过程要求浆液中最佳固体含量在180g/l,同时在反应池中要有足够的停留时间。新的石灰石浆液也在此区域加入,以保持吸收剂的活性。通过控制系统调节加入的浆液量。

石膏浆液通过石膏浆液泵输送至石膏旋流站,石膏浆液泵的吸入口位于氧化空气分配系统的下部。

喷淋浆液在吸收塔中被氧化和更新,通过吸收塔循环泵输送至喷淋层。

吸收塔反应池还配置有脉冲悬浮系统,通常由一用一备两台脉冲悬浮泵组成。塔内采用几根带有朝向吸收塔底的喷嘴的管子,通过脉冲悬浮泵将液体从吸收塔反应池上部抽出,经管路重新打回反应池内,当液体从喷嘴中喷出时就产生了脉冲,依靠该脉冲作用可以搅拌起塔底固体物,进而防止产生沉淀。脉冲悬浮泵有两个吸入管,通常情况下使用低位的吸入口。脉冲悬浮泵启动时,浆液自高位吸入口,运行一段时间后,底部的固体沉积物被悬浮起来,然后转换至低位吸入口运行。

相比而言,比晓夫的专利脉冲悬浮系统的优点为:

(1)吸收塔反应池内没有机械搅拌器或其他的转动部件;

(2)搅拌均匀,塔底不会产生沉淀;脱硫装置停运期间无需运行,节省能量。重新投运时,可通过专用管路快速悬浮;

(3)提高了脱硫装置的可用率和操作安全性。可以在吸收塔正常运行期间更换或维修脉冲悬浮泵,无需中断脱硫过程或排空吸收塔;

(4)加入反应池内的新鲜石灰石可以得到连续而均匀的混合,进而有利于降低吸收剂化学计量比。

当浆液通过吸收区时会带走液滴。为了满足净烟气的要求及防止液滴在下游部件中发生沉积,大部分液滴必须被再次分离。在吸收塔上部安装了一个两级除雾器,除雾器采用特殊的屋脊型布置方式。当净烟气通过第一级除雾器时,大部分液滴被分离出来,通过第二级除雾器可以获得更好地分离效果。在除雾器的表面会产生固体沉积,因此必须设置冲洗水。烟气蒸发会带走吸收塔内的一部分水,同时石膏浆液排出也会带走一部分水,因此吸收塔的液位会降低。吸收塔的补水通过除雾器的冲洗水和单独的工艺水补水实现。

在吸收塔烟道入口设置有内表面冲洗系统。当热的烟气进入吸收塔时,会在入口烟道下表面形成固体沉积。这些固体沉积通过内表面冲洗系统来清洗。

综上所诉,比晓夫的吸收塔结构有以下几个特点:

(1)应用脉冲悬浮系统,避免安装机械搅拌器;

(2)采用池分离技术,可以分别为氧化和结晶提供最佳反应条件;

(3)采用特殊的屋脊型除雾器布置方式;

(4)优化喷淋层喷嘴布置。

随着本公司承建项目的顺利运行,吸收塔的脱硫效果非常理想,达到了业主的期望,圆满完成烟气的环保要求。

摘要：详述吸收塔的组成、结构及特点。并介绍了脉冲系统的优点及吸收塔的工艺流程。

关键词：吸收塔,废气,脱硫技术,脉冲,冲洗系统,吸收

参考文献

[1]《脱硫工程技术与设备》,郭东明著.化学工业出版社,2007.5.1.

[2]《燃煤烟气脱硫脱销技术及工程实例》,钟秦编著.化学工业出版社,2002.4.1.

烟气湿法脱硫吸收塔 篇2

关键词：密度值；湿法脱硫；吸收塔；脱硫效率

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 18-0000-01

根据我国环境保护法规和最新火电厂大气污染物排放标准的规定，新建大型火电厂都必须配有烟气脱硫系统。吸收塔浆液密度计控制着塔内石膏浆液的排放，保持塔内物料的平衡，若浓度低于某一定值，浆液需打回吸收塔再循环，若浓度高于设定值，则打至一级脱水系统。密度计显示不准确，容易造成塔内浆液排出难以控制，特别是在显示密度偏低的情况下，塔内实际密度较高，可能会造成浆液浓度过饱和度偏高，出现严重的结垢现象。瑞金电厂#1机组（350MW）脱硫改造工程对此做了设计优化。有效地提高了自动控制水平，降低了仪表维护成本，保证了系统安全运行，减少了能源消耗，提高了系统脱硫效率。

一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺

瑞金电厂#1机组（350MW）脱硫改造工程烟气处理采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。锅炉引风机来的烟气经原烟道进入吸收塔，在吸收塔内经过反应脱硫净化经除雾器除去水雾后，净烟气经过净烟道通过烟囱排入大气。在主烟道上设置旁路挡板门，当锅炉启动、烟气脱硫装置故障、检修停运时，旁路挡板门开启，烟气由主烟道经过烟囱排放。

石灰石粉仓内的石灰石经磨机磨粉后进入石灰石浆液箱制成浆液，由石灰石浆液泵送到吸收塔内，与吸收塔内的烟气发生化学反应，吸收烟气中的二氧化硫，在吸收塔循环浆液池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙[1]。

二、脱硫系统浆液密度测量方法

目前国内脱硫系统浆液密度测量方法主要有三种：γ射线放射吸收测量法、科氏力质量流量法、差压法。这三种方法各占市场的份额分别为：5%、90%、5%左右。

（一）γ射线放射吸收测量法。放射性密度计的测量原理是射线穿过物质时会发生衰减，衰减的程度取决于测量通道的管径和物质的密度，当测量通道恒定时，衰减量是物质密度的函数。放射性密度计的仪器组件不接触被检测对象，对容器内的物料密度等参数进行测量，特别适用于高温、高压、高腐蚀性、有毒、易燃以及强电磁干扰等恶劣环境的密度测量，价格也比较便宜。用于脱硫系统时，由于放射性密度计安装于浆液管之外，与浆液不直接接触，安装方便，维护量小，不会造成浆液的压力损失。但是，放射性密度计也存在一些缺点，如测量信号与浓度不呈线性，管道内壁结垢及磨损将引起测量误差等。实际应用中，因放射性仪器审批程序繁琐，并要对放射源进行严格管理与检查，故这类密度计只在早期的脱硫项目中有所应用。

（二）科氏力质量流量法。在烟气脱硫项目中应用最广的浆液密度测量仪器是质量密度计。其工作原理是：测量管在流体的作用下连续地以一定的共振频率进行振动，振动频率随流体的密度变化而改变，具有一定的规律性，因此共振频率是流体密度的函数，通过测量管的共振频率即可获得流体的密度。科氏力质量密度计的优点是安装和维护非常方便，测量精度高。

（三）差压法。差压法测密度是通过液体压力计算公式△p=ρgh来间接计算浆液的密度。式中，△p为两点间的差压；g为重力加速度；ρ为浆液密度；h为低压侧压力取样位置1与高压侧压力取样位置2的距离。式中h为固定值，因此根据这两点间的压力差即可推算出相应的浆液密度。

三、脱硫系统浆液密度测量设计优化

（一）设计改造过程。瑞金电厂#1机组（350MW）脱硫系统改造前浆液密度测量采用科氏力质量流量法，此仪表安装在石膏排出泵的密度测量旁路上，为保证浆液密度的连续测量，石膏排出泵必须连续运行，这不仅大大缩短了石膏排出泵的使用寿命，同时也增加了電厂后期的运行能耗成本。

由于科氏力质量密度计对流量要求高，但实际现场由于流速高，磨损非常大；由于内部有振动管，测量时易堵塞；同时由于使用过程中逐步磨损，测量的零点会出现飘移，经常出现测量不准和备品备件频繁损坏的现象，需要不断的进行校验和更换新的备品。使用科氏力质量密度计的电厂都存在共性问题：性能不稳定、可靠性差、测量管路磨损严重、更换备品频繁、维护成本极高。

为此设计单位和国电龙源环保公司在改造初期与电厂运行、检修人员及机务专业多方探讨，相互配合，最后决定采用间接测量法，即差压法测密度，简称差压式密度计。在吸收塔底部浆液池侧壁不同高度的位置分别开孔，将静压式液位计直接安装在吸收塔管口上。开孔高度与吸收塔液位高度及搅拌型式有关，通常情况下两层开孔高度差取2m左右。吸收塔塔壁原来在同一水平高度（标高+0.6m）安装有三台静压式液位计，本次改造在中间液位计正上方2m处新增一台静压式液位计（标高+2.6m）。通过测量不同高度的浆液压力，利用最基本的计算公式△p=ρgh来计算浆液的实时密度，代替传统的密度测量方式。并取消了原来石膏排出泵的密度测量旁路。同时设计了专用自动冲洗水，在脱硫分散控制系统（DCS）内设计了自动冲洗程序，每八小时冲洗一次，每次冲洗十分钟，解决了测量管路的磨损、堵塞等问题，保证了测量精度并实现了密度的连续不间断测量。

（二）系统调试。由于没有实际改造应用经验可以借鉴，只有基本的原理公式，根据原理公式对设计方案进行不断优化，保证了密度计改造后的正常投运。

差压式密度计投入运行后，在脱硫系统没有启动的情况下通过注水测量密度并效正；然后向吸收塔内注入浆液，通过浆液的化验比对调整后是比较准确的，取得了初步的预期效果；在系统启动后，针对正常运行过程中吸收塔浆液受搅拌器、泡沫、含尘量、氧化风机、浆液循环泵和冲洗水的影响，差压信号会出现跃变、尖波和突然增大现象，在DCS内部专门设计滤波、信号保持等数据处理功能；通过第三方的多次取样手动测量的对比试验总结规律，在DCS内部设置误差补偿，提供其测量精度。

四、结束语

随着人们对大气环境污染的日益重视，火电厂烟气脱硫技术将得到广泛的应用。本文以瑞金电厂#1机组（350MW）脱硫改造工程系统为例，详细地介绍了石灰石-石膏湿法脱硫工艺以及对脱硫吸收塔浆液密度检测方法做了设计优化，抛砖引玉，希望能使人们对火电厂的烟气脱硫技术有所了解，以便能更好地治理环境问题。

参考文献：

烟气湿法脱硫吸收塔 篇3

关键词：湿法烟气脱硫,吸收塔,材质

目前国内湿法脱硫采用的吸收塔材质主要有:碳钢衬玻璃磷片、玻璃钢、花岗岩以及钢筋混凝土等;下面就上述几种材质的吸收塔的特点进行比较。

1 碳钢衬玻璃磷片吸收塔

国内90%的湿法脱硫的吸收塔都采用了碳钢衬玻璃鳞片防腐工艺, 该方法已成功应用于国内外脱硫工程40余年, 塔体采用钢制, 以达到吸收塔工艺的强度要求, 塔体内壁用刷玻璃鳞片树脂的方法进行防腐, 以达到防腐耐磨的要求。由于玻璃鳞片本身的热膨胀系数与钢材相当, 能适应高温、腐蚀、冲刷、磨损的工作环境;玻璃鳞片在固化后的收缩率很低, 不容易从碳钢塔体内壁脱落;玻璃鳞片还具有优越的抗蒸汽及水渗透性能等特点。因此, 玻璃鳞片在脱硫行业中应用最广、技术最成熟、最可靠经济的非金属防腐材料;由于钢制塔体重量比较轻, 可以减少土建基础建设的费用, 而且钢制塔体安装比较方便, 可以大大缩短施工的工期。

但是碳钢衬玻璃磷片塔使用寿命的关键在于防腐的质量, 而影响防腐质量的因素不止是防腐材料本身的质量, 更关键的是防腐施工的质量。玻璃鳞片树脂施工的关键点较多如碳钢基体的喷砂除锈指标、施工中的环境温度和湿度控制、材料配制的时间控制、整体施工时间的控制、施工过程的工序控制、质量检测指标控制等, 任何环节出现问题都会严重影响防腐的质量。当吸收塔在经过一段时间的使用后, 需要检查内衬玻璃磷片的磨损情况, 可能会需要修补磨损的防腐层, 增加了后期维护运行的费用。

2 玻璃钢吸收塔

对于玻璃钢脱硫塔, 材质较碳钢轻, 耐腐蚀性能好, 不用再增设防腐层, 在造价上的节省显而易见。由于塔内设备结构支撑梁比较复杂, 因此需要可靠的支撑结构, 内支撑的强度必须保证, 但是玻璃钢刚性不足, 容易变形、老化, 温度升高到一定程度, 强度下降;内支撑的强度还受到锅炉运行过程中各种因素的影响, 不可能总在理想设计条件下运行, 采用玻璃钢吸收塔存在一定的安全风险。所以在国内湿法脱硫项目中, 使用玻璃钢吸收塔的项目并不是很多。

3 花岗岩吸收塔

花岗岩砌筑的吸收塔, 主要利用于水膜脱硫除尘法, 因此又被称为花岗岩水膜脱硫除尘器, 或名麻石水膜脱硫除尘器。塔体材料采用优质天然花岗岩砌筑, 由于材料的特性, 可以有效保证塔体的坚固性、耐腐性以及使用的长久稳定性, 且可通过配制不同的除尘剂, 同时达到除尘和脱硫的效果。但是由于塔体本身重量过大, 塔体基础的土建费用过大, 同时施工受到自然气候影响较大, 导致施工工期过长;而且在经过长时间的恶劣工作环境运行后, 脱硫效率降低, 后期维护、改造费用的增加, 经济性较差。因此现在花岗岩吸收塔基本不会使用在大机组锅炉的脱硫项目中, 仅会在小机组锅炉的脱硫项目中使用。

4 钢筋混凝土吸收塔

吸收塔塔体采用钢筋混凝土结构, 内衬耐腐蚀的高分子材料防腐层, 施工时钢筋混凝土和内衬防腐层同时进行。钢筋混凝土增大了塔体的稳定性, 保温性能好、塔内高分子材料的防腐层防腐耐磨性能好, 克服了湿法脱硫烟气对塔体的腐蚀, 大大延长了塔体的使用寿命, 且平时不需要检修与维护。根据国外的使用经验, 该种吸收塔能够做到20年以上的免维修, 在国内已经运行的工程项目中, 经过几年运行后, 打开塔人孔进入检查时, 高分子材料的防腐层表面光洁如新, 没有任何的腐蚀损坏。相对与其他几种材质吸收塔的后期维护效果来说, 钢筋混凝土塔是有其独到的优越性。不过因为钢筋混凝土的自重较大, 混凝土的施工受到自然气候影响较大, 施工周期会变长;土建的成本会大幅增加, 对一次投资的资金需求会比较高;因此国内湿法脱硫中使用钢筋混凝土塔的项目为数不多的。

湿法烟气脱硫增压风机的选型分析 篇4

湿法烟气脱硫增压风机的选型分析

通过工程实例,从性能参数、能耗、运行维护及成本等方面对动叶可调轴流式风机和静叶可调轴流风机进行了经济技术比较,对脱硫系统增压风机的.选型进行了分析,可为燃煤电厂湿法烟气脱硫系统中增压风机的选择提供指导和参考.

作 者：孔林 辛树威 李芳  作者单位：华电国际邹县发电厂,山东,邹城,273522 刊 名：浙江电力 英文刊名：ZHEJIANG ELECTRIC POWER 年，卷(期)： 27(2) 分类号：X773 关键词：燃煤电厂   烟气脱硫   增压风机   选型  

烟气湿法脱硫吸收塔 篇5

1 石灰石石膏法原理

石灰石—石膏法目前为世界上最成熟的脱硫工艺, 其主要原理为, 石灰石吸收烟气中的[4], 并将分离出的抛弃处

理, 也可以将其氧化为1做石膏回收处理。[1]

石灰石为吸收剂, 石灰石粉碎后加水混合后制成吸收剂浆液, 当吸收剂浆液在FGD吸收塔内与烟气混合, 烟气中的[4]与浆液中的Ca CO3发生化学反应被吸收, 最终反应产物为石膏, 脱硫后的烟气需要经过涂雾器再经换热器升温后排入烟囱。吸收塔底部中的脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收利用。

2 主要工艺系统设备

目前石灰石石膏法脱硫工艺系统主要由烟气系统、吸收系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、废除处理系统五大部分组成。[2]

2.1 烟气系统

其主要包括烟道、烟气挡板、密封风机和气-气加热器等相关设备。从锅炉引风机上排出的烟气经除尘后, 通过气-气加热器冷却降温, 接着烟气从吸收塔内进行脱硫洗涤后被传输至吸收塔。

2.2 吸收系统

吸收塔是FGD设备的核心装置系统。按照烟气和循环浆液在吸收塔内的流动方向, 可以将吸收塔分成逆流塔和顺流塔两大类。基于充分利用顺、逆流塔的优点以及减小单个吸收塔的塔径和降低塔高度, 也有采用顺、逆流串联组合双塔的流程布置。吸收塔除了浆液和烟气的相对流动方向不同外, 主要差别是通过何种方式来增大吸收浆液表面积, 来提高二氧化硫从烟气到浆液的传质速率。石灰石湿法工艺中按此分类的塔类型有:喷淋空塔、有多孔塔盘的喷淋塔、喷淋填料塔、双循环湿式洗涤器、喷射鼓泡反应器及双接触液柱塔。

2.3 浆液制备系统

浆液制备系统中的干粉制浆方式, 粉仓下部设有2个下粉口, 并接有落粉管及星型给料机, 浆液箱上部装有搅拌机, 在浆液箱中石灰石粉与溢流液混合生成浓度为30%的石灰石浆液。浆液制备系统的主要是向吸收系统中提供石灰石浆液。

2.4 石膏脱水系统

石膏脱水系统主要包括水力旋流器和真空皮带脱水机。其主要利用离心分离的原理, 分离出颗粒细小的结晶继续与脱硫反应, 颗粒粗大的结晶通过真空皮脱水机去除粗大结晶颗粒之间的游离水。

2.5 废水处理系统

其主要由废水池、水泵、管道、阀门四大部分组成。废除处理主要分为四个步骤, 分别为废水中和、重金属沉淀、絮凝和澄清/浓缩。

3 石灰石石膏法烟气脱硫现今存在的问题及解决办法

现在国内大部分电厂都采用的是石灰石石膏法烟气脱硫技术。但是技术确实参差不齐。主要都存在结垢及堵塞、腐蚀及磨损等棘手的问题。解决此两项问题事关重要。

3.1 结垢和堵塞

火电厂石灰石石膏法烟气脱硫技术中, 经常出现设备堵塞现象。结垢会增到能耗, 情况严重时可造成增压风机出现喘振现象。因此, 设备结垢和堵塞问题成为了设备可否长期运行的关键, 了解造成结垢和堵塞的原因也成了首要关注问题。在工艺流程操作中, 很多方法可以防止结垢和堵塞的发生。除尘方面, 要严格控制吸收系统中所进入的烟尘量, 严把控制液的PH值, 控制吸收液中的水分蒸发量。严格控制大颗粒结晶物质的饱和程度。选择吸收系统设备方面, 需优先考虑用不易出现结垢及耐腐蚀现象的材质作吸收设备。[3]

3.2 腐蚀及磨损

烟气脱硫技术中的腐蚀及磨损是湿法中常见的问题, 腐蚀主要发生在热交换器、烟道和吸收塔等处。选材方面要采用不易腐蚀材质作换热器、烟道及吸收塔。从而降低工艺操作中降低腐蚀率。[4]

4 结语

石灰石石膏湿法喷淋脱硫其脱硫效率较高、运行稳定成熟, 得到国内广泛的认可。我国在烟气脱硫技术基础上, 需进一步对烟气脱硫系统进行优化与开发, 使烟气脱硫技术有着更可观的发展前景, 及更符合中国国情的烟气脱硫技术。

参考文献

[1]李小宇, 朱跃, 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统工艺设计初探[M], 哈尔滨:锅炉制造, 2007.

[2]湿法讲义[J], 北京烟气脱硫技术专题研修班培训教材, 2005.

[3]王辉, 王少权, 石灰石石膏湿法烟气脱硫的水平衡问题探讨:环境污染与防治, 2008.

烟气湿法氨法脱硫技术 篇6

关键词：脱硫,工艺,设计

双鸭山龙煤天泰煤制芳烃项目3×165t/h循环流化床锅炉烟气进行脱硫处理采用氨法脱硫工艺, 使锅炉烟气排放符合环保要求;同时副产硫酸铵, 按一炉一塔设计, 每台炉设置一套烟气脱硫装置, 三台炉公用一套硫铵生产系统, 脱硫后的烟气汇总后经150m烟囱排放。

1 设计规模

脱硫系统设计处理单台炉烟气270000 Nm3/h, 设计脱硫效率≥91.2%, 锅炉排放烟气中SO2≤90mg/m3, 装置年运行小时8000h, 无污水排放, 主要设备寿命不小于20年。当脱硫系统进口烟气流量+10%、温度+20℃、SO2浓度+10%范围内变化, 仍可达到保证参数。脱硫装置可带基本负荷, 也可以用于变负荷, 负荷变化范围30%~110%基本负荷。

1.1 烟气吸收脱硫原理。氨法脱硫用含氨溶液通过喷淋与烟气接触, 吸收烟气中的二氧化硫, 最终生成亚硫酸铵。

反应过程可基本表述为:烟气中的二氧化硫与烟气接触时首先被水吸收, 生成氢离子、亚硫酸氢根离子与亚硫酸根离子, 然后氢离子与氨水溶于水后生成的氢氧根结合生成水分子。同时体系中的铵离子、亚硫酸氢根离子、亚硫酸根离子不断增多, 然后亚硫酸根离子与亚硫酸氢根离子经氧化生成硫酸根, 最终在浓缩阶段生成硫酸铵并回收。吸收反应式如下:

1.2 亚硫酸铵氧化工艺原理。在烟气吸收过程中形成的HSO3-、SO32-需氧化为SO42-才是期望得到的离子。2SO32-+O2葑2SO42-

1.3 硫酸铵回收工艺原理。

脱硫吸收的生成物分散溶解于溶剂水中, 经氧化后, 基本成为水—铵离子—硫酸根离子体系, 在浓缩阶段溶剂水逐步被蒸发, 当达到硫酸铵饱和度后发生下列反应并析出, 使脱硫反应生成的硫酸铵得以回收:

1.4 脱硫液后续处理副产品回收工艺原理。

经吸收、氧化得到的 (NH4) 2SO4为稀溶液, 需蒸发其水分, 后续处理, 才能得到符合标准要求的副产品。本装置副产品回收原理图如图1。

2 脱硫工艺流程

脱硫装置分A、B、C三套, 公用一套氨水系统和回收系统, 以A套为例介绍。

本装置采用的工艺为湿式氨法脱硫工艺, 采用一定浓度的氨水为脱硫剂来脱除烟气中的二氧化硫, 回收的副产品硫酸铵可作为商品出售。

本装置总流程为:热烟气自引风机引出后, 首先在脱硫塔进风管和浓缩段与喷淋的硫酸铵溶液进行降温浓缩硫酸铵溶液;然后进入脱硫段, 与喷淋的亚硫酸铵液接触进行SO2吸收, 完成脱硫;最后经除雾器除雾后进入烟囱, 排入大气。脱硫后生成的亚硫酸铵液经氧化生成硫酸铵, 再经浓缩、甩干、干燥、包装等, 得到副产品硫酸铵。

本装置分为脱硫系统与产品回收系统, 这两个系统中又各有子系统, 现分项说明如下:

本系统由氨水制备系统、SO2吸收系统 (包含几个子系统) 、亚硫酸铵氧化循环、硫酸铵预浓缩循环、回收系统组成。

2.1 氨水制备系统。本系统分为两个子系统:氨水系统和事故系统。

氨水系统是将厂区供应的氨水打入氨水罐, 氨水罐内的氨水由氨水泵打出并向脱硫系统输送。

事故系统, 来自脱硫系统A/B/C事故液、母液罐事故液、烟囱冷凝液进入地下事故槽, 经事故泵再打回脱硫系统A/B/C。

2.2 SO2吸收系统

①烟风系统。a.热烟气自引风机引出后, 在烟道内首先与喷淋的硫酸铵溶液接触, 然后进入脱硫塔浓缩段, 上升过程中首先与喷淋的硫酸铵浆液接触, 对其进行浓缩, 同时完成进一步降温。b.气流上升穿过浓缩段升气帽后, 开始与脱硫段喷淋的硫酸铵溶液接触, 完成脱硫过程。c.气流继续上升穿过除雾除沫器, 减少烟气中夹带的水分并尽可能多地回收产品。除沫后的湿烟气排出塔外, 经烟囱排入大气。

烟气经上述操作后完成脱硫操作。

②液体物料循环吸收系统。a.工艺水流程。工艺水一路通过清水泵去塔的最上层清洗除雾器 (分为三层) , 为间歇式喷淋, 以冲洗掉除雾器上的结晶。另一路工艺水由工艺水主管引入, 向多功能氧化器补水, 以维持多功能氧化器的液位平衡;b.硫酸铵溶液循环脱硫流程。脱硫循环泵将硫酸铵溶液自多功能氧化器中打出, 打出后在脱硫段分两层进行喷淋。喷淋后的硫酸铵溶液在液滴下落过程中吸收随气流上升的SO2, 吸收SO2后的溶液在升气帽上汇集并溢流入多功能氧化器, 完成脱硫循环, NH4HSO3与 (NH4) 2SO3在多功能氧化器内被氧化为硫酸铵, 再次被脱硫循环泵抽出时补充氨水, 恢复脱硫能力, 周而复始。

2.3 亚硫酸铵氧化循环。

多功能氧化器内的硫酸铵溶液在循环脱硫的工程中会有新的NH4HSO3与 (NH4) 2SO3混入, 因此脱硫后的硫酸铵溶液中含有亚铵成分, 需要经氧化使其转化为硫酸铵。

2.4 硫酸铵溶液浓缩循环。

进入浓缩段的稀硫酸铵在烟道内喷淋后与塔内循环喷淋浆液混合, 进入脱硫塔底部浆液池, 浆液池内浆液硫酸铵总浓度48%~53%, 晶体含量5~10%。

2.5 硫铵回收系统

浆液结晶器系统。由出料泵送来的含晶体物料进入母液罐后, 硫酸铵晶体并在重力作用下晶体以较快速度下沉, 在母液罐锥形底部沉积, 形成晶体相对集中区, 经母液泵打入旋流器, 在旋流器中进行初次分离后上清液回母液罐;经旋流器后的稠料经离心机中分离后, 清液回母液罐。母液罐晶体沉降后的稀浆液在内筒与罐壁的环隙内上浮, 并在结晶罐溢流口处溢流进入母液回流泵进口, 由回液泵打出, 经流量调节阀有控制地进入A、B、C三套脱硫系统。

3 脱硫装置设计技术经济指标

3.1 烟囱出口排放烟气SO2浓度≤90 mg/m3, 排放烟气温度>50℃, 烟气水雾含量<75mg/Nm3, 游离氨逃逸率<10mg/m3。

3.2 脱硫系统总阻力 (引风机出口至烟囱入口包括脱硫部分烟道及GGH) <2350Pa。

3.3 脱硫率≥92%。脱硫效率应不小于95%。

3.4 吸收剂利用率≥95%。

湿法烟气脱硫技术研究现状及进展 篇7

1 湿法烟气脱硫技术的研究现状

1.1 国外湿法烟气脱硫技术现状

传统湿法烟气脱硫技术即石灰石-石膏脱硫技术, 在20世纪70年代末开始崭露头角, 在欧美各国、日本等渐渐成熟起来, 特别是FGD装置的发明和生产, 对于其他各国的脱硫技术的发展起到了很好的推动作用。到了80年代, 这些国家开始将这一成果向其他各国输送, 尤其是日本, 在这一领域比较超前。其次是德国、北欧各国, 然后是美国。FGD技术的迅速推广和实用化极大地改善了环境, 有效解决了污染问题。现在看来, 湿法烟气脱硫技术久经考验, 我国也开始着手这方面的研究以解决我国的硫排放问题, 但相对起步还是较晚。

1.2 国内湿法烟气脱硫技术研究现状

我国的大学和研究机构对于湿法烟气脱硫技术的研究已经取得了不小的成果, 主要有:西安交通大学的液幕床式湿法脱硫技术, 清华大学的液柱喷射式烟气脱硫系统, 南京电力环境科学研究所的强化湿式石灰石烟气脱硫技术以及浙江大学提出的“液柱冲击式湿法脱硫技术”等。李娟、钱枫、李建宇等人发表的燃煤烟气脱硫氧化镁活性研究让终产物通过再生产手段避免废垢处理的问题, 是研究的新成果;卞兆双发表的《低浓度二氧化硫烟气脱硫治理方案研究》中提出以钠碱双碱法进行脱硫的技术, 实验证明脱硫率高达95%-98%。这些研究都为湿法烟气脱硫技术的研究做出了贡献, 推动了我国湿法烟气脱硫技术的实践应用和发展。

钙基、镁基、双碱法、海水脱硫法、微生物脱硫法等都是湿法烟气脱硫技术常用的方法。本文重点介绍钙基烟气脱硫技术、双碱法烟气脱硫技术和海水烟气脱硫技术。

1.2.1 钙基烟气脱硫技术

最常用的钙基烟气脱硫技术为石灰石-石膏脱硫技术, 即用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫, 生成物初为亚硫酸钙, 再为硫酸钙。其总化学方程式表示为:

这是当前最成熟、最实用的应用技术, 脱硫剂为石灰石 (石灰) , 石灰被研成粉末和水混合成为准备吸收二氧化硫的原液。应用过程为:二氧化硫溶解于原液中, 发生反应分离成H+和HSO3-, HSO3-又被氧化成硫酸根, 硫酸根再与石灰石反应生成硫酸钙沉淀下来, 最后回收石膏。

该方法的优势在于可操作性强, 适用于煤炭的脱硫, 脱硫率高于95%。但相对来说, 占地面积广, 成本较高, 对设备耐防腐蚀性的要求很高。

1.2.2 双碱法烟气脱硫技术

这一方法是在钙基烟气脱硫技术的基础上发展起来的, 先利用碱液进行初步脱硫, 再用石灰粉末进行再生反应。脱硫率与钙基法不相上下, 但可以获得纯度较高的石膏回收物, 同时也耗费比较多的碱性吸收剂 (如氢氧化钠等) 。

1.2.3 海水脱硫技术

海水作为天然的吸收剂, 在节约开支上有自身的优势。这种技术的原理是:烟气中的SO2与海水融合生成碳酸氢离子和亚硫酸离子, 再反应生成二氧化碳和水。吸收塔里的酸化海水不能直接排出, 先用碱度海水中和, 再经过曝气池来强化中和, 最后才能排出。这一技术的优势主要在于节约成本, 但因其对海水的依赖性, 只能适用于沿海地区, 存在地域上的局限性。

2 湿法烟气脱硫技术的发展趋势

湿法是目前应用最广的脱硫方法, 约占世界上现有烟气脱硫装置的85%。烟气脱硫技术的巨大效果得到了国际上各国的认可, 成为当前科研的重点, 需要重点攻克的难题就是烟气中二氧化硫浓度过低的问题。因为巨大的烟气量, 使得实际操作中需要一次性投入很多, 实施过程中也需要技术人员不断进行维护, 以防止过度腐蚀和二次污染。当前, 湿烟囱成为大国普遍采用的方式, 可有效降低污染, 减少费用支出, 取得了不错的效果。烟道腐蚀问题也是困扰我们多年的难题, 是未来烟气脱硫技术需要攻克的难题之一。

据此, 未来我国湿法烟气脱硫技术的发展趋势有: (1) 进一步改进和完善湿法脱硫系统的防腐、防垢内衬技术, 解决烟气带水问题; (2) 开发新的吸收剂, 以降低对石灰等传统吸收剂的依赖; (3) 开发新的设备和技术, 实现硫硝同脱, 降低开支。

3 总结及展望

湿法烟气脱硫技术的应用在我国已经初显成效, 但其过高运行成本一直阻碍着此技术在我国的广泛推广。我们相信, 在科学技术不断发展和进步的今天, 一系列高新、实用性强的脱硫技术会不断涌现。相信在国家相关部门的支持和鼓励下, 全新的脱硫技术必将取代传统的脱硫技术。

摘要：随着“雾霾”的普遍蔓延, 化工等能源产业的环境治理问题再次成为人们关注的焦点。目前国内外比较流行的脱硫技术是湿法脱硫方法, 包括石灰-石膏湿法、微生物法和海水烟气法等。基于湿法烟气脱硫技术的优势, 本文结合国外的研究状况, 重点分析了我国当前湿法烟气脱硫技术的研究现状及进展趋势, 阐述了其未来的发展前景。

关键词：湿法烟气脱硫技术,现状,进展

参考文献

湿法烟气脱硫换热结垢问题 篇8

1 脱硫GGH运行状况

1#G G H从2 0 0 7年6月1 8日开始1 6 8试运, 开始时差压5 0 0 P a左右, 运行后每天保证3次蒸汽吹灰 (每班一次) , 开始时差压上升不快, 蒸汽吹扫 (压力1.2 M P a, 温度3 2 0℃) 效果不是很明显, 运行1个月左右, 差压达到1 5 0 0 P a (高值) , 第一次使用高压水冲洗, 差压下降到6 0 0～7 0 0 P a, 过后差压又继续升高, 此后高压水冲洗效果不是很明显, 并且差压较以往上升的要快, 差压又达到1 4 0 0 P a左右, 之后在8月份, 1#增压风机申请停运后又用低压离线水冲洗了一次, 这一次, 1#G G H差压降到1 0 0 0 P a, 然后差压只增无减, 高压水冲洗没有明显变化, 已经结垢非常严重 (以上数值均是在满负荷时记录的) 。

2007年8月28日1#机组停运, 29日开人孔检查, 发现1#G G H换热元件结垢、堵塞严重, 靠中心半径约1.5 m范围以及最外圈约2 0 0～3 0 0 m m范围已基本完全堵塞。结垢很硬, 粘附牢固, 不易清除, 化验成分主要为石灰石和石膏, G G H内部无腐蚀, 传热元件无损坏。

2 GGH结垢造成的影响

2.1 经济性影响

(1) G G H结垢造成净烟气不能达到设计要求的排放温度, 并对下游设施造成了腐蚀。表面结垢使G G H换热效率降低。G G H换热面结垢后, 污垢的导热系数比换热元件表面的防腐镀层小, 热阻增大。随着结垢厚度的增加, 传热热阻增大, 在原烟气侧高温原烟气热量不能被G G H换热元件有效吸收, 换热元件蓄存热量达不到设计值。换热元件回转到净烟气侧, G G H换热元件本身没有储存到充足热量, 由于结垢而不能释放出来被净烟气吸收, 因此净烟气的温升达不到设计要求。结垢越严重换热效率就越差, 净烟气的温升就越小, 净烟气对外排放温度就越低, 对出口烟道造成了低温腐蚀。

(2) 结垢会造成吸收塔耗水量增加。由于结垢G G H换热元件与高温原烟气不能有效进行热交换, 经过G G H的原烟气未得到有效降温, 进入吸收塔的烟气温度超过设计值。进入吸收塔的烟气温度越高, 从吸收塔蒸发而带走的水量就越多。据统计, 对于3 5 0 M W机组, 进入吸收塔的烟气温度每升高1 0℃, 大约水耗量增加5 t/h。

(3) 结垢后将会增加增压风机的出力运行, 加大电耗, 增加了厂用电率。

2.2安全性影响

(1) 如果G G H换热元件结垢严重可能造成风机喘振。因为, G G H结垢后, 烟气通流面积减小, 阻力增大。换热面结垢后表面粗造度增大, 也使阻力增大。G G H正常阻力约5 0 0 P a, 结垢后阻力增大。如果结垢特别严重, 烟气通流面积减小使烟气通流量减小, 风机出口压力升高。当G G H烟气通流量与风机出口压力处于风机失速区, 风机处在小流量高压头工况下运行, 极易造成风机喘振, 引起增压风机跳闸, 脱硫系统退出运行, 严重的, 如果烟道旁路挡板没有正常连锁快开或者机械机构卡死, 将威胁机组的安全运行, 造成了更加严重的事故。

(2) 如果结垢严重由于原烟气经过G G H时, G G H换热元件本身没有有效的吸收原烟气温度, 造成吸收塔入口烟气温度的增加, 严重时会因高温烟气损坏吸收塔内部的设备, 同时也会影响吸收塔内的化学反应效果。

3 GGH结垢原因分析

造成G G H结垢的因素是多方面的, 有设计、设备、运行方面的原因:

(1) 净烟气侧携带的石膏石灰石混合物颗粒, 经过G G H, 在换热元件表面的积累吸收塔浆液循环泵工作时, 吸收塔内整个弥漫着含有石灰石和石膏混合物颗粒的雾状液滴。在原烟气侧, 气流方向是抑制此雾状液滴向G G H的方向扩散, 烟气系统投运时雾状液滴从原烟气侧进入到G G H而吸附的可能性几乎没有, 只有是净烟气携带所致。同时, 在高低负荷时, 吸收塔浆液循环泵都是两台运行, 一台备用, 因此, 在低负荷时烟气量减小而浆液量没有变, 这就增加了净烟气的湿度, 和携带的石膏石灰石混合物颗粒的机会。

?喷淋层或喷嘴设计不合理、喷嘴雾化效果不好、除雾器除雾效果不好、净烟气流速不合理、吸收塔内浆液浓度过高均可造成净烟气携带大量含有石灰石和石膏混合物颗粒到G G H。净烟气携带的液滴附着在G G H换热片表面, 当G G H回转到原烟气侧, 在原烟气高温作用下, 液滴水份蒸发, 而液滴中石灰石和石膏混合物颗粒粘结在换热片表面。

(2) 运行时吸收塔内液位高, 浆液从吸收塔原烟气入口倒流入G G H。吸收塔在运行时由于氧化空气的鼓入, 液位有一定的上升, 另外吸收塔运行时在液面上常会产生大量泡沫, 泡沫中携带的石灰石和石膏混合物颗粒, 液位测量反应不出液面上虚假的部分, 造成泡沫从吸收塔原烟气入口倒流入G G H。原烟气穿过G G H时, 泡沫在原烟气高温作用下, 水份被蒸发, 泡沫中携带的石灰石和石膏混合物颗粒粘附在换热片表面。在此过程中, 原烟气中的灰尘首先被吸附在泡沫上, 随着泡沫水份的蒸发进而粘附在换热片表面, 造成结垢加剧。

(3) 原烟气中灰尘的浓度大、粘度强。换热元件在净烟气侧附带水分之后, 在经过原烟气侧时, 原烟气中电除尘未除净的尘粒附着在换热元件上, 久而久之, 越积越多, 在高温蒸汽的作用下板结, 形成垢块。

(4) 除雾器除雾效果不好。由于除雾器没有有效地去除烟气中携带的液滴, 使得净烟气进入G G H时携带大量水分和浆液杂质, 在经过G G H换热元件时, 水分连同其携带的石灰石和石膏一起粘附在换热元件上面, 当带有水分的换热元件转到原烟气侧时, 温度较高的原烟气使水分蒸发, 而石灰石和石膏成分则粘附在换热元件上, 如此反复, 使得换热元件上的结垢越来越多, 而蒸汽吹灰时高温蒸汽 (3 2 0℃) 又加剧了水分的蒸发, 使得垢体更加坚硬, 附着更加牢固, 不易清除。

(5) G G H本身设计不合理。G G H换热面高度、换热片间距、换热片表面材质、吹灰方式、布置形式、吹灰器数量、吹灰器喷头吹扫位置、覆盖范围等, 对G G H积灰、结垢均有影响。

(6) G G H运行中对结垢初期处理不当。G G H运行中没有定期进行吹扫;吹扫的参数低、不能达到吹扫效果;吹扫的周期长, 每次吹扫的时间较短, 不能及时去除而形成累积;喷嘴与换热面间的距离过大, 使得能量损失严重, 而达不到充分吹扫;结垢后没有及时采用高压冲洗水在线冲洗或采用了高压冲洗水在线冲洗但由于结垢量太大, 没有冲洗干净, 经过原烟气加热后板结成硬垢, 造成结垢越来越严重。

4 防止GGH换热元件结垢措施

4.1 运行措施

(1) 运行过程中应注意监测吸收塔液位, 适当降低吸收塔液位, 同时记录、分析运行数据, 总结吸收塔真实液位以上“虚假液位”规律, 防止泡沫从吸收塔烟气入口进入G G H。运行过程中应严格控制吸收塔浆液参数, 建议吸收塔浆液浓度控制在1 1 0 0～1 1 3 0 k g/m 3, p H值控制在设计范围5.4～5.6之内, 最大不超过6.0, 也可根据实际情况经验适当降低, 严格控制电除尘效果, 控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量, 及时按规定程序用工艺水对除雾器进行冲洗, 以防止除雾器结垢影响除雾效果。

(2) G G H运行中应及时进行吹扫, 定期进行检查;如果发现有结垢的预兆就应进行处理。结垢后吹扫时一定要吹扫干净, 不要留余垢, 否则垢体会越积越多, 以后很难清理。特别是采用高压冲洗水在线冲洗时, 一定要彻底冲洗干净, 否则停留时间太长等结成硬垢后, 更难清理, 并且会越来越严重, 高压水冲洗建议采取辅电机低转速运行冲洗, 在冲洗时建议采取将烟气旁路挡板全开, 增压风机静叶调至出力最小运行, 以达到最佳冲洗效果;记录、分析G G H运行数据, 掌握G G H结垢规律, 确定经济合理的吹扫周期和吹扫时间, 把握高压冲洗水投运的时机和持续时间。通过掌握的运行资料, 修编适合自己的G G H运行规程。

(3) 要在浆液里面加入适当消泡剂, 防止吸收塔虚假液位的出现。

(4) 在脱硫系统启动时, 建议尽量缩短启动浆液循环泵与增压风机的时间间隔, 防止吸收塔浆液飘入G G H, 在每次启动脱硫系统后, 尽快使用高压水冲洗G G H一次, 防止飘落在换热元件上的浆液干固, 粘附在换热元件上;只要冲洗就要冲洗彻底, 防止结垢更严重。

(5) 在G G H出口原烟道靠近吸收塔的侧壁下边缘处加装导流槽, 以防浆液顺原烟气烟道流入G G H, 可以把顺侧壁流下的浆液导流到两侧顺外壳的密封片处流下。

(6) 在低负荷时采用减少一台浆液循环泵运行方式, 不仅可以减少净烟气的含带浆液量, 同时也可以减少厂用电率, 提高经济性。

4.2 整改措施

(1) 利用脱硫系统停运时, 适当调整蒸汽 (高压水) 冲洗喷嘴与换热元件间的距离以及根据结垢程度相应增加喷嘴数量, 以保证冲洗介质的最大能量利用。

(2) 利用脱硫系统停运时, 检查除雾器是否有结垢现象, 根据除雾效果适当调整除雾器, 保证更有效的去除雾滴。

(3) 在G G H净烟气侧入口前加装烟气除湿过滤净化装置, 定期清理更换, 以降低通过G G H的净烟气的湿度和杂质含量。

(4) 寻找一种垢体溶解剂, 在G G H冲洗过程中加入到冲洗介质中, 既不腐蚀设备又可以达到清除垢体的目的。

(5) 利用脱硫系统停运时, 在满足吸收塔出入口烟气温度的情况下, 适当调宽G G H换热片之间的间距。

5 结束语

目前三河电厂通过各种改造以及运行整改措施, 已经达到一定的效果, 增加了G G H的正常投运时间, 但是问题仍然存在, 还需要进一步的研究改造。G G H换热元件结垢是各电厂石灰石-石膏湿式烟气脱硫的一个普遍共同关注的问题, 解决此问题意义重大, 希望和大家共同探讨, 尽快解决此类问题。

摘要：介绍脱硫烟气换热器结垢造成的影响, 结垢原因, 防止结垢的措施。

一种湿法烟气脱硫塔的设计 篇9

工业炉窑及锅炉燃烧过程排出的烟气中夹带有二氧化硫等大气污染气体, 脱除其中二氧化硫的装置品种繁多。随着环境标准的不断提高, 工业炉窑及锅炉大气污染物的排放执行更加严格的标准。

环保企业想方设法改进脱硫塔内的喷淋系统和脱水系统, 以进一步提高脱硫和脱水效果, 达到新的排放标准要求, 作者与广西某环保工程企业的工程技术人员, 在长期的湿法烟气脱硫塔设计与应用中, 针对现有的工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔由于洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题开展研究设计, 经多次试验和完善, 设计了一种改善洗涤液雾化效果和喷嘴流道;改进常规旋流板脱水器结构, 增大烟气旋流直径, 脱硫效率高, 喷嘴堵塞概率低, 洗涤后烟气脱水效果好的高效脱硫装置, 并应用于多项湿法烟气脱硫塔工程, 取得比较好的效果。

1 湿法烟气脱硫塔工作原理

湿法烟气脱硫塔结构示意图如图1所示。湿法烟气脱硫塔, 含硫烟气从塔体1下部的烟气入口2进入, 上升经过一层筛孔板3构成的气泡脱硫区, 与筛孔板3面上的由钙碱如石灰石、石灰等制成的脱硫浆液的液膜相遇, 形成大量气泡, 气泡破裂激起水滴、水花、水雾等, 使得烟气能够与浆液充分接触, 烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区, 多个短双螺旋大流道

结构的低压雾化喷嘴4喷出雾化效果好、喷雾均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾, 均匀分布的脱硫浆液喷雾覆盖整个塔体的横截面, 烟气与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触, 烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收, 从而达到脱去烟气中SO2的目的。

经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴, 上升经过无集水槽旋流板脱水器5, 上升的烟气通过旋流叶片后形成旋涡气流, 由于离心力的作用, 烟气中的液滴被抛到塔体1的内壁, 气体则上升从上部沿切向排出, 从而将烟气中的液滴与气体分离。被抛到塔体1内壁的液滴聚集后沿内壁落下, 流经脱水器的罩筒和旋流叶片, 向下流入塔底。脱除液滴后的烟气从烟气出口6排出, 再通向下游设备。

2 喷嘴设计

在湿法烟气脱硫设备中, 脱硫浆液喷雾总表面积是影响脱硫效率的关键因素。对于一个特定的脱硫塔, 脱硫率随着喷雾的总表面积的增加而增加, 因此, 增大脱硫浆液喷雾液滴的总表面, 是一种比较经济有效的提高脱硫效率的方法。

用于喷淋雾化脱硫浆液的喷嘴是脱硫装置的关键部件, 由于脱硫浆液中不可避免地存在结垢碎片等杂物, 如果采用大流道喷嘴, 脱硫浆液的雾化效果不好, 严重影响脱硫效果;采用水雾喷嘴, 要求脱硫浆液的压力比较高, 喷嘴容易被堵塞, 致使脱硫装置故障率高、设备运行不可靠。

本文设计的湿法烟气脱硫塔的喷淋系统中的喷嘴组全部采用本公司工程技术人员自主设计的一种短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴。该喷嘴为企业工程技术人员经过反复试验、不断研究改进设计以及多次实际脱硫塔工程应用而研制的一种脱硫喷嘴。

图2为该短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴结构图, 由喷嘴套1和喷嘴芯2组成, 喷嘴套为底部封口并在中心开有一个喷孔的短空心套, 上端有外或内管螺纹, 用于与管道的连接, 喷嘴芯是短双螺旋结构, 喷嘴下部有漩涡室, 喷嘴的空心套内孔, 直径采用Φ40~Φ100mm, 喷孔直径为Φ12~Φ30mm, 双螺旋流道自由畅通直径为喷孔直径的90%~110%, 工作压力约为0.1~0.3MPa。当脱硫浆液进入喷嘴后, 沿着双螺旋大流道围绕轴心作旋转运动, 在漩涡室汇合并形成一股漩涡流, 从喷孔以漩涡状喷射出去, 形成雾滴粒径小、液雾分布均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾。

3 脱水器设计

烟气洗涤脱硫后夹带大量的夹带有有害物质的液滴, 需经脱除处理后才能向外排放。常规旋流板脱水器在脱硫塔塔体内壁与脱水器罩筒之间设置有集水槽, 用于烟气形成旋流后被抛至塔壁的液滴的归集, 然后通过溢流装置下流。在实际生产应用中, 由于旋流板脱水器设置有集水槽, 脱水器旋流叶片的外径被减小, 导致将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力减小, 降低了脱除烟气中液滴的效率。

本文设计的无集水槽旋流板脱水器由罩筒1、多片旋流叶片2、盲板3组成, 旋流叶片固定在罩筒与盲板之间, 罩筒外壁贴着塔体内壁安装, 与塔体内壁之间不设置集水槽, 罩筒外直径等于塔体的内直径。当夹带液雾的烟气上升经过旋流叶片后形成旋涡气流, 烟气中的液滴受离心力的作用, 被抛向塔体内壁, 液滴聚集后沿塔体内壁落下, 经罩筒内壁和旋流叶片, 向下流入塔底, 气体则上升从上部沿切向排出, 从而将液滴从烟气中分离出来。

4 本湿法烟气脱硫塔的主要特点

(1) 采用的短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴, 没有狭窄流道, 不易被脱硫浆液中的结垢碎片等杂物堵塞, 工作可靠稳定, 解决了狭窄流道的喷嘴容易被堵塞的技术问题, 能够有效提高喷嘴工作可靠性;喷嘴内直径为Φ40~Φ100mm, 供液压力为0.1~0.3MPa时, 形成雾滴粒径小、液雾分布均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾, 解决了大流道喷嘴所需的较大供浆压力的技术问题, 能够降低脱硫浆液循环泵的出口压力, 减少脱硫塔功率最大的设备的能耗, 降低脱硫成本;喷嘴结构和制造工艺简单, 制造容易, 成本低廉。

(2) 与带集水槽的旋流板脱水器相比, 采用无集水槽旋流板脱水器, 因其旋流叶片的外直径比带集水槽的旋流板脱水器要大, 因此烟气上升经过无集水槽旋流板脱水器形成的旋涡流直径更大, 即将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力更大, 烟气中的液滴分离率更高, 达到更好的脱水效果, 能够有效降低净化烟气中的含水量, 减少对下游管道和设备的腐蚀和污垢沉积。

(3) 本湿法烟气脱硫塔结构简单、成本低廉、运行可靠、容易维护, 适用于大规模产业化生产和工业应用。

5 实例与验证

该湿法烟气脱硫塔为广西某环保公司工程技术人员在多年的湿法烟气脱硫工程项目设计与施工中, 以工程应用为背景, 针对喷淋系统喷嘴的洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题, 通过大量的针对性试验研究而设计。目前, 该湿法烟气脱硫塔已应用于广西某剑麻公司10t/h的热油锅炉脱硫项目、广西南宁某纸厂10t/h的燃煤锅炉脱硫项目、广西横县某糖厂10t/h的燃煤锅炉脱硫项目、广西上思某冶炼厂60t/h的燃煤锅炉脱硫项目等, 烟道出口监测点烟气中的二氧化硫质量浓度均低于2014年环境保护部发布的在用锅炉二氧化硫允许的最高排放值, 脱水器出口监测点烟气中的液滴质量浓度均低于2009年环境保护部规定的75 mg/m3。

6 结论

本文提出的湿法烟气脱硫塔, 通过应用于广西某环保公司承接的多项湿法烟气脱硫工程项目, 应用结果验证了该脱硫塔的脱硫和脱水效果均满足新的国家排放标准要求, 且已正式申请并获得了国家实用新型专利, 专利号为201320437220.1, 有一定的推广应用价值, 同时, 对于湿法烟气脱硫塔的喷嘴和脱水器相关设计和改造具有一定的指导和借鉴作用。

摘要：本文针对作者所在企业在工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔的设计与应用过程中, 由于洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题, 提出一种改善洗涤液雾化效果和喷嘴流道;改进常规旋流板脱水器结构, 增大烟气旋流直径, 脱硫效率高, 喷嘴堵塞概率低, 洗涤后烟气脱水效果比较好的高效脱硫装置的设计。应用结果表明, 该脱硫塔能够达到提高脱硫率和脱水率的目的。

关键词：湿法烟气脱硫,喷嘴,除雾器,脱硫率,脱水率

参考文献

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