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时间:2018-10-23
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1、湿法FGD系统中几种常用的S02吸收塔(1.内蒙古工业大学能动学院;2.内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010000)摘要:文中分别介绍了喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔、双回路塔四种基本S02吸收塔的结构及其特点。关键词:烟气脱硫;喷淋塔;填料塔;喷射鼓泡塔;双路塔中图分类号:TM628文献标识码:G文章编号:1007—6921(XX)06—0103—02FGD技术按其脱硫方式以及脱硫反应产物的形态可分为湿法、干法及半干法。湿法脱硫工艺应用最多,占脱硫总装机容量的83.02%〔1〕湿法烟气脱硫装置一般由吸收剂制备系统、烟气系统、S02吸收
2、系统、副产品处理系统等组成。吸收塔是脱硫装置的核心设备,它的结构设计优劣直接关系到脱硫效率的高低,常见的有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和双回路塔四种类型。1喷淋塔740)this.width=740f,border=undefined〉图1喷淋塔结构简图喷淋塔又称空塔或喷雾塔,是石灰石一石膏法工艺的主流塔形。其结构见图1。塔内分为喷淋区、氧化区和除雾区。喷淋区高度一般为5〜15m,接触时间约为2〜5s,有3〜4个喷淋联管,每个联管都装有很多雾化喷嘴,交叉布置;氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂,溶解石灰石,鼓风将CaS03氧化成CaS04,并结晶
3、生成石膏〔2〕。喷淋塔的工作过程是:石灰石浆液通过雾化喷嘴形成雾滴,均匀地喷淋于塔中;进入吸收塔的烟气与自由移动的液滴紧密接触(一般是以逆流方式布置,且不设气流限制装置);净化后的烟气所携带的液态雾滴由除雾器捕获。喷淋塔结构简单,对煤种、锅炉负荷变化适应能力强,脱硫效率调节容易,维护方便且不易结垢和堵塞。近年来,国外正在开发高速塔,将塔内烟气速度大幅度提高,因而塔径减小,节约了投资。但如果吸收塔入口段设计不合理,其脱硫效率将受气流分布不均的影响,且石灰石浆液循环泵的能耗也较大〔3〕。2填料塔填料塔主要有两种类型:格栅填料塔和湍球塔。图2所示
4、的是采用塑料格栅做填料的格栅填料塔。格栅填料塔是在塔内放置格栅填料,浆液循环泵将石灰石浆液送到溢流型喷嘴,浆液溢流到格栅上,烟气顺流进入吸收塔,在格栅上气流和浆液充分接触传质,完成二氧化硫的吸收过程,从而达到脱硫的目的;湍球塔是以气相为连续相的逆向三相流化床在湍球塔的两层栅栏之间装有许多填料球,如图3所示。烟气由烟道进入塔的下部,填料球处于均匀流化状态,吸收剂自上而下均匀喷淋,润湿小球表面,进行吸收。由于气、液、三相接触,小球表面的液膜不断更新,增强了气、液两相的接触和传质,达到高效脱硫和除尘的目的。格栅填料塔的优点是采用溢流型喷嘴,循环泵
5、能耗较低,喷嘴的磨损情况大为缓解;其缺点是格栅容易被CaS042H20及CaS04堵塞,需定时清洗,维护费用较高。湍球塔具有处理烟气量大、稳定性好、吸收率高、占地面积小、造价低廉、操作容易、维护简单方便等特点,可用于各种条件下的烟气脱硫。但其阻力较大,需要定期更换填料球。3喷射鼓泡塔喷射鼓泡塔又称气体喷射鼓泡塔或喷射鼓泡反应器、它是在普通鼓泡塔的基础上发展起来的。喷射鼓泡塔原理示意图如图4所示。烟气通过喷射管以一定压力进入脱硫液中,形成一定高度的喷射气泡层,可省去再循环泵和喷淋装置。净化后的烟气经上升管进入混合室,除雾后排放。与其他吸收塔不
6、同之处在于,在鼓泡塔中,脱硫剂成为连续相,烟气成为分散相,从而大大降低了传质阻力,加快了反应速率,增大了装置处理能力。喷射鼓泡塔不仅能满足气液固三相反应的要求,且具有压强损失小,不易结垢,不易堵塞,不易磨损,造价低,适应性强,除尘效率高的特点。喷射鼓泡塔同时存在吸收过程动力消耗过大、烟气温度降低太多、设备需作防腐处理的特点〔4〕。740)this.width=740nborder=undefined>4双回路塔双回路塔采用单塔两段工艺,即在塔内分为吸收塔上段和吸收塔下段,并且上下两段分别配置各自独立的浆液循环泵,如图5所示。下段作为预冷区,
7、并进行一级脱硫,控制较低的pH值,防止结垢和提高吸收剂的利用率;上段为吸收区,其排水经集液斗引入塔外另设的加料槽,在此加入新鲜石灰石浆液,维持较高的pH值,以获得较高的脱硫率〔5〕。在同一吸收塔中将两个反应区域分开,使各个反应过程都能得到最佳的化学反应条件,并且通过控制PH值,避免了硫酸钙过饱和波动引起的结垢和堵塞;吸收塔下段循环浆液pH值保持在4.5左右,有利于石膏的生成,也有利于提高石灰石的利用率,并使亚硫酸氢根几乎全部就地氧化为硫酸根,进而以石膏的形式结晶析出;在吸收塔下段,烟气中的HCI和HF被除去,因此,在吸收塔的上下两段可采用不
8、同的防腐材质,从而节省投资;吸收液中形成的亚硫酸钙是非常有效的缓冲剂,使溶液的pH值不随烟气中的S02浓度的波动而变化〔6〕。5结束语以上四种塔形是最基本的S02吸收塔,很多塔形
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