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时间:2018-12-09
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1、常用脱硫塔分析由此可见,新世纪的最初4年,我国钢铁产量增长了1.8倍,煤炭和电力的增长均超过1.5倍,都是举世瞩目的。电力工业中火电约占80%,尽管发展迅速,仍然不能满足需求,全国缺电情况依然严重。由此而导致的大气污染形势令人忧虑。煤炭,在我国已探明的一次能源储量中占90%,在能源消费构成中约占70%。我国是当今世界头号煤炭产销国,煤烟型污染一直严重困扰着社会经济的发展,SO2年排放量高达2000万t,居各国之首。据统计,因SO2污染造成的农业、森林和健康等方面的社会经济损失每年达1000亿元,平均每排放1tSO2招致的损失约为
2、5000元。这是一个触目惊心的数字!也是对FGD的紧急呼唤。新世纪的来临,全社会的环境觉醒,“两控区”的目标凸现,新“大气法”的修订颁布,国家综合技术和经济实力的增强,给我国的SO2减排运动提供了前所未有的机遇和动力。无疑,广大环保界期盼已久的FGD黄金时期终于到来。可以肯定,我国用10~15年的时间,必将全面解决煤烟型污染问题。为此全国要投入逾千亿巨资实施包括FGD在内的SO2有效控制措施。FGD是当前举世公认的控制SO2的最有效途径,也是在燃料—燃烧—排放的过程链中处于终端的保障性控制手段,受到人们的高度关注。历经近半个世纪
3、的发展和不断优化,FGD技术现已臻于成熟,工程效果十分显著。在日、美、德等发达国家普遍实施FGD之后,许多发展中国家也陆续仿效,开始应用这项技术。我国自然不例外,在上世纪九十年代引进建造大型示范工程,随后,大批FGD项目犹如雨后春笋破土而出。从目前情况看来,脱硫形势很好,许多外国公司争相来华抢滩,国内大小数十家脱硫公司激流勇进。然而我国的有关法律法规和政策尚未健全,脱硫市场在严重缺乏规范中推进。本文仅就FGD系统的主体设备——脱硫反应塔(器)提出参考性分析述评。1.脱硫反应塔(器)的类型FGD工程,无论采用何种工艺流程都有其主体
4、设备——脱硫反应塔(器),都是脱硫岛的核心,其他的所有设备设施均围绕主体,服务主体。在湿式洗涤吸收塔中,脱硫过程的特点是,有传质传热,又有化学反应;有物理吸收,又有化学吸收;有气—液—固多相反应,也有均相反应,还存在催化反应。在处理吸收液时,有氧化、浓缩、结晶、分离、脱水、干燥等多个化工单元操作,有时还有还原再生以及副产物回收加工和贮运等等。所以,应该说FGD工程是一个相当复杂的系统。在这个工程系统中,脱硫反应塔(器)的型式多种多样,主要决定于脱硫的工艺过程和操作条件、机组的容量以及技术经济的要求。设计时必须通过充分的调研和分析
5、比选,正确确定。字串9工业上采用的脱硫反应塔(器)类型见下表。由表2可以看到,每种脱硫工艺都根据自身流程的特点采用适用的脱硫反应塔(器)。在湿法工艺中,采用的吸收塔主要考虑有利于传质而避免结垢堵塞。对于不易结垢的钙法以外的几种工艺,所用的反应器大致相同。湿式钙法的反应器,历来研发最多,因而反应器的类型也最多。在众多的反应器中,早期填充塔不少,但喷淋塔占据绝对优势,是脱硫工艺的主流反应器。2.脱硫反应塔(器)的选型在选用吸收装置时需要考虑很多因素:处理能力要大、压力损失要小、构造力求简单、吸收效率高、操作弹性大、运行可靠、维修方便
6、等。此外,尚须考虑吸收系统的各种特点。对气膜控制的吸收过程,一般应采用填料塔之类的液相分散型装置,使液相分散,气相湍动,有利于传质。对液膜控制的吸收过程,则宜采用各类板式塔,使液相湍动,气相分散,有利于传质。在必需的液气比下,气膜控制时,应选择气相传质系数大的装置;液膜控制时,则应选择液相传质系数大的装置。对于一般的化学吸收过程,可以按气膜控制来考虑。烟气脱硫,湿式钠法和氨法过程属于气膜控制,而且介质的腐蚀性较强,宜采用填料塔或板式塔;湿式钙法和镁法则应考虑以气膜为主的双膜控制,且因可能发生结垢堵塞,宜采用喷淋塔和液柱塔,也可以
7、采用鼓泡塔和筛板塔。处理气量较小时,可采用旋流板塔和文丘里洗涤器等。脱硫吸收塔(器),根据其结构特点可以分为喷雾型洗涤塔、填料塔、板式塔、流化床和文丘里洗涤器、自激式和机械力洗涤器、离心水膜洗涤器等。其中喷雾型洗涤塔,或称喷淋塔是应用最广泛的塔型,填料塔和板式塔是它的合理改进型。流化床洗涤器,或称湍球塔是由填料塔发展而来。自激式洗涤器(如喷射鼓泡塔)和机械力洗涤器(如旋流板塔)分别在流体和械力作用下产生紊流区,强化气液接触。离心水膜洗涤器则是在洗涤器上部设有进水环形管,可使溢水槽水分布均匀,于洗涤器内壁形成3~5mm厚的水膜,烟
8、气进入洗涤器,在离心力作用下,与水膜接触。上述洗涤器除了文丘里洗涤器所需压力降较高之外,均为中、低压,在193~430Pa范围内。文丘里洗涤器结构简单,维护成本较低。但是,高效率需要高压力降,一般为2450~10000Pa以上,故又称“高能耗洗涤器”,文丘里洗涤
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