气动搅拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收塔

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1、万方数据●10环境工程2008年4月第26卷第2期号动损拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收盾+吴婷杨春平甘海明孟蕾余关龙陈宏(湖南大学环境科学与工程学院。湖南长沙410082)摘要气动搅拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收塔在发明专利单切向环栅式喷射鼓泡进气脱硫装置的基础上，对塔做了进一步改进和创新。塔内设有两套布气装置，避免了大塔径(直径在4m左右)下塔中心气体分布不均匀的缺陷。此外，在环形气体通道内增设了一套气动搅拌装置，该搅拌装置的动力由环形通道内的气流提供。运行结果表明，新的布气系统使塔内气体分布均匀，塔内的气、固、液可以充分混合，除尘效率可以达到95％以上，当脱硫剂pH值在5以上时。脱硫效率稳定在9r7％

2、以上。关键词吸收塔烟气脱硫布气系统环栅气动搅拌器O引言目前，喷射鼓泡塔是烟气脱硫除尘装置中研究、应用、发展比较快，技术相对较成熟的脱硫除尘装置¨’2]。它改变了传统烟气脱硫装置中气液接触模式，以吸收液为连续相，烟气气流为分散相，从而使气液两相充分接触，也相应地延长了气体在吸收液中的反应停留时间，大大提高了脱硫除尘效率Ⅲo。日本千代田公司开发的CT-121工艺中典型的喷射鼓泡塔已经广泛应用于生产实践，并且脱硫效率能达到95％以上m】。单切向环栅喷射鼓泡进气脱硫装置在实验中也获得了很高的脱硫效率。但是后者存在当塔径较大时，塔中心气流分布不均的缺陷【4J母】。针对上述问题，我们对塔做了进一步改进

3、和创新，研究出一种新型的气动搅拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收塔。新塔能达到很高的固、液混合以及气、固、液传质效率，并且在实验过程中的脱硫效率非常稳定。1材料与方法1．1实验装置的设计塔主体材料是厚度为5mm的透明有机玻璃。塔内设有两套布气系统，烟气分别从两个进气口以单切向进气方式进入到装置内。塔结构如图1所示。装置主要由塔下部的内筒、环形气体通道、气动搅拌器，中部的环形布气室、布气管以及塔上部的除雾器组成。塔直径800llLrn，筒底固定于塔基上。内筒直径600rain，顶部与塔壁相连，顶端封死，底部开有栅孔。距轴心120mln处均布有8根直径为80mln的布气*国家自然科学基金资助项目(项目批准

4、号：50778066)；国家教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(项目批准号：NCET-05-0701)。A廿-15卜一l。进气口；2一环形气体通道；3一栅孔；4—2。进气口；5一环形布气室；6一布气管；7一内筒；8一塔壁；9一烟气出口；l卜吸收液人口；1l一环形吸收液通道；12一螺旋喷头组；13一塔底吸收液排出口；14一气动搅拌器；15一除雾器；16一横梁；17一筋板。、图1脱硫装置结构管。布气管底部均匀分布的相同尺寸的栅孔与内筒下部的开孔处于同一水平位置(如图中位置3所示)。内筒和布气管悬空，底端均未封死。环形气体通道和环形布气室顶端均设置有螺旋喷头组。I’和2。进气口平行，分别切向连

5、接在内筒壁和环形布气室壁上。气动搅拌器的材质为不锈钢，由帆、浮筒和浆叶组成，置于环形气体通道内，经浮力计算，所设计的搅拌器浮筒能始终浮于液面上。除雾器的材质为塑料折叠板，折叠板呈垂直布置，板间间距为20laln。1．2脱硫剂和烟气的配制实验用的脱硫剂为CaC03溶液(CaC03固体细‘度，<300目)，用6kg过300目(O．050mm)筛的CaC03固体颗粒混合水作吸收剂，水位在距塔底700—800舢万方数据●环境工程2008年4月第26卷第2期处。模拟烟气是S02和空气以一定比例混合而成，气体流量控制在2400m3／h，S02浓度为3432II彬矗。1．3过程原理模拟烟气经输送管道后分

6、为两部分进入塔内，一部分从1。进气口单切向进入内筒与塔壁形成的环形气体通道内(如图l中位置2所示)，气流在通道内旋转过程中减速、稳流并与螺旋喷头组喷出的吸收液接触，完成第一次脱硫化学反应。烟气被降温，同时烟气中的尘粒被洗掉。气流在旋转下降的过程中受环形气体通道中的吸收液的阻滞作用使气、液两相均呈现脉动状态，吸收液被下压至栅孔处，烟气从栅孔进入内筒。气流被栅孔切割，成气泡状曲折上升。根据实验数据可计算出烟气气流进入环栅时速度为8—20m／s，气流的雷诺数远大于4000，气流在塔内吸收液中呈剧烈的湍流运动，带动吸收液形成鼓泡层。气、液两相的脉动增加了扰动，加剧了湍流，延长了浆体液滴悬浮于吸收区

7、的时间，减小了液滴的气膜厚度，使烟气与吸收液的接触更加完全，反应更加充分。环形通道内的旋转气流吹在气动搅拌器(如图2中(a)所示)的帆上，再由帆带动浮筒，浮筒带动浆叶，使搅拌器在塔内旋转起来，由图2中(b)可以看到搅拌器对沉于塔底的固体颗粒的搅拌作用。r(a)搅拌器(b>搅拌实验图2气动搅拌器搅拌器的旋转有两大作用：