增加喷淋层与旋流雾化脱硫技术的比较分析

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1、增加喷淋层与旋流雾化脱硫技术的比较分析[摘要]:分别介绍了增加喷淋层与高效旋流雾化脱硫技术的原理及工艺流程,结合两种脱硫工艺的特点及有关企业的生产实际情况,比较了增加喷淋层与高效旋流雾化脱硫技术的特点,并进行了总结陈述,以利于企业根据自身实际情况选用适合的烟气脱硫技术。关键词:脱硫;雾化;喷淋层随着我国经济的增长,大气环境污染问题日益严重,酸雨及灰霾已严重危害人类健康与生存。治理污染、保护环境已成为我国的一项基本国策。2013年,国务院发布了《关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013〕30号

2、)和《大气污染防治行动计划》(国发〔2013〕37号),要求2017年7月1日前,所有火力发电厂锅炉烟气SO2排放浓度下降到100mg/m3以下,重点地区(京津唐,长三角,珠三角,各一、二线大城市)的电厂烟气SO2排放浓度降低到50mg/m3以下。我国电力行业现在已投产的脱硫装置95%为湿法喷淋脱硫塔,而目前吸收塔大多数为喷淋塔。其核心系统为喷淋系统。每个脱硫塔设置3~5台浆液循环泵,每台浆液循环泵功率高达300kW左右,塔内设置150~500个机械式雾化喷嘴。为了达到深度脱硫政策的要求,不少企业倾

3、向于通过增加喷淋塔高度、增加喷淋层来提高烟气的脱硫效率。这些措施只是现有技术简单的叠加,投资高,能耗大,很难从根本上解决火力发电厂脱硫效率低的问题。本文对增加喷淋层和高效旋流雾化脱硫工艺进行比较研究。1 脱硫工艺流程及脱硫原理1.1增加喷淋层脱硫在石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术(WFGD)系统的脱硫塔中,普遍采用烟气向上流动,循环浆液向下流动的逆流布置喷淋塔。喷淋塔在其上部按不同高度依次设置了若干喷淋层,每个喷淋层对应一台浆液循环泵。在浆液循环泵入口吸入浆液,然后输送到对应的喷淋层以细小的液滴形式被向

4、下喷出。下落的液滴与向上流动的烟气充分接触,SO2被浆液吸收。液滴下落到底部的浆液池中,被浆液循环泵吸入而形成循环流动。实际运行中通过调节投运的喷淋层个数和不同位置的喷淋层来响应烟气负荷和入口SO2浓度的变化。喷淋层投运个数直接决定了液气比(L/G)的大小,投运个数越多,L/G越大,SO2被吸收的越多,相应的脱硫效率越高。脱硫塔各喷淋层的安装位置不同,相邻之间高度相差约1.8~2m。而投运的喷淋层的位置直接决定了液滴与烟气接触的时间。位置越高,与烟气的接触时间越长,越有利于SO2的吸收,脱硫效率越高

5、。1.2高效旋流雾化脱硫技术宇津环境研究机构联合华南理工大学独创第三代高效烟气脱硫技术--雾化旋流法高效深度烟气脱硫技术主要是将现有的脱硫喷淋塔改为喷雾塔,采用超声雾化技术,使脱硫剂粒径由传统的1500-3000μm降到50-80μm,形成云雾状,大大提高脱硫剂比表面积,使脱硫吸收反应速度加快,实现了小液气比的情况下的高效脱硫,降低了脱硫能耗;采用雾化旋流切圆布置的专利技术,构造脱硫塔内喷雾旋流场,烟气与脱硫剂混合充分均匀,加大烟气中SO2与脱硫剂反应机率,实现了云流场再造,进一步提高脱硫效率。同时

6、使脱硫剂在烟气中的循环反应倍率由原来77次降低至3次,大大降低了脱硫反应液气比和循环泵电耗,使深度脱硫改造工程变得十分简单与经济。2增加喷淋层与高效旋流雾化技术比较2.1增加喷淋层脱硫通过不断增加喷淋层数量和增加喷淋塔的高度,净化烟气SO2浓度满足国家规定的排放标准,脱硫效率达到90%以上。但是喷淋层投运个数越多,L/G越大,石灰石消耗量也增大,对应的浆液循环泵投运的也越多;同时,喷淋层的位置越高,对应的浆液循环泵的扬程越大,电耗越高;而且烟气阻力增大,增压风机电耗增大,导致运行费用增大。虽然SO2

7、排污费用降低,但不足于抵消成本的增长。2.2高效旋流雾化脱硫在脱硫效率方面,宇津环境研究机构高效旋流雾化技术将常规雾化与超细雾化有效组合,采用多重复合脱硫技术,并采用切圆式喷雾布置,改善了脱硫塔内流动与反应动力场,大大减少了原有喷嘴数量,降低了单位气体脱硫浆液消耗量及能耗,有效提高了脱硫效率。火力发电厂使用高效旋流雾化技术,在同等液气比下,脱硫效率比传统方法提高约3%~5%。在脱硫能耗方面,安装此深度脱硫装置,只需在吸收塔最后一层喷淋层下设置少量新型雾化喷嘴,用于产生切圆式喷雾层,形成旋流流场,提高

8、浆液与烟气的接触混合程度,使化学吸收过程加快。相比于增加新的喷淋层或增加脱硫塔的高度,该技术减少了新喷淋层75%以上的喷嘴数目,减少了浆液循环的次数,使得脱硫塔能耗下降30%左右。3总结与思考随着国家相应环保政策的出台,对火电厂烟气治理的要求日益严格,选择合适的脱硫工艺显得尤为重要。与增加喷淋层工艺相比,旋流雾化脱硫技术性能更卓越。表3-1对两种脱硫工艺进和简要比较。表3-1    增高吸收塔增加喷淋层脱硫工艺与旋流雾化脱硫技术特点比较表

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