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在石灰石-石膏脫硫裝置中,噴淋塔已經(jīng)成為一種最常見的吸收塔。噴淋塔多采用逆流方式布置,煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔,與均勻噴出的吸收漿液逆流接觸。塔內(nèi)部件少,結(jié)垢可能性小,有利于保持長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。噴淋區(qū)內(nèi)設(shè)3~6個(gè)噴淋層,適量交叉布置,上層比下層適當(dāng)增加噴嘴數(shù)量,使塔內(nèi)截面上的噴淋覆蓋率達(dá)到最佳,一般為200%~300%。除霧器級(jí)數(shù)一般不超過兩級(jí),除霧器底距最近噴淋層頂高度以3.2米為佳,兩級(jí)除霧器間距以除霧效率和壓降損失綜合考慮為準(zhǔn)。
吸收塔的主要功能是吸收SO2,影響SO2脫出率的因素主要有煙氣流速、漿液噴淋量、噴淋層高度、進(jìn)口煙氣SO2濃度等。
煙氣流速
理論上看煙氣流速越大越利于脫硫率提高,但實(shí)際中煙氣流速越大,壓降損失越大,且過高的煙氣流速會(huì)造成部分煙氣沒有被吸收而直接逸出,所以一般煙氣流速為3-5m/s,能夠讓煙氣均勻通過噴淋層則效果更加。美國一些公司采用了安裝托盤等設(shè)計(jì)手段,讓煙氣均勻通過,增大氣液接觸面積,取得了較好的脫硫率。
漿液噴淋量
在噴淋塔中,漿液噴淋量可以由改變循環(huán)漿液泵供液量來進(jìn)行控制。吸收塔中霧滴總表面積可以粗略地與總噴淋量成比例。一般液氣比在8~25L/m3之間,噴嘴出口流速約10m/s,壓力在(0.5~2)*105Pa之間。噴嘴最好使用碳化硅制作,耐磨損,壽命長。
噴淋層高度
噴淋塔內(nèi)一般都有多層噴淋層,噴淋層高度的增加有助于增大霧滴的表面積,因?yàn)殪F滴在離開吸收塔之前會(huì)有更長的停留時(shí)間。然而當(dāng)霧滴遠(yuǎn)離噴嘴時(shí),霧滴速度降低,氣液膜厚度增大,表面堿度被耗盡后降低了吸收效率,且霧滴間可能通過相互碰撞凝聚,使吸收效率并不像預(yù)想的大。通過仿真模擬和實(shí)際檢驗(yàn),噴淋層間高度2-2.2 m為宜,最底層噴淋層距吸收塔入口上表面的垂直距離約2米為宜。
進(jìn)口煙氣SO2濃度
在石灰石-石膏FDG系統(tǒng)中,進(jìn)口煙氣SO2濃度增高一般會(huì)降低SO2脫出率。有試驗(yàn)表明,SO2脫出率與進(jìn)口煙氣SO2濃度的0.25次方成反比。
煙氣進(jìn)口管道傾斜角度
煙氣進(jìn)口管道向下傾斜,可以防止液滴向管道內(nèi)倒流,合適的傾斜角度有利于煙氣的均勻分布。通過仿真計(jì)算表明,傾斜角度大于15度時(shí),煙氣的均勻分布被顯著破壞。通過多次試驗(yàn)得出,傾斜角度在6~12度為宜,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可考慮入口煙氣速度、塔徑選擇合適的角度。
煙氣進(jìn)口管道底面距漿液池液面高度
入口煙道底面距漿液池液面高度的大小會(huì)直接影響到煙氣在塔內(nèi)分布的均勻性,壓降等,通過入口煙道底面距漿液池液面高度對塔內(nèi)溫度場、煙氣速度場、壓力損失、顆粒逃逸量的影響模擬,得出入口煙道底面距漿液池液面高度與塔徑比例約為7:24時(shí),整體性能較好。