湿法脱硫用大流量低背压喷嘴开发

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1、湿法脱硫用大流量低背压喷嘴开发基金项目：国家科技支撑计划资助（2007BAC24B00）杜云贵1，刘艳荣2，喻江涛2，隋建才2(1重庆大学资源与环境学院，重庆，4000442中电投远达环保工程有限公司，重庆，401122)摘要在石灰石-石膏湿法烟气脱硫吸收塔中，喷嘴性能直接影响到脱硫效率和运行成本。针对目前国产脱硫喷嘴能耗高的问题，本文基于质量及能量守恒方程，推导了螺旋喷嘴计算公式，并结合螺旋面设计方法开发出大流量低背压喷嘴。开发出的喷嘴运行压力小，可降低运行电耗；同时，可减少塔内布置的喷嘴数量，减少投资成本。关键词螺旋喷嘴；流量；压力；雾化粒径；雾化角TheD

2、evelopmentofLargeDischargeandLowPressureNozzlesUsedinWetFGDDuYungui1,LiuYanrong2,YuJiangtao2,SuiJiancai2(1CollegeofResourcesandEnvironmentalScience;ChongqingUniversity;Chongqing4000442CPIYuandaEnvironmentalProtectionEngineeringCo·,Ltd·,Chongqing400060)AbstractInlimestone-gypsumwet-FG

3、Dsystems,characteristicsofthenozzlesdirectlyaffectthedesulfurizationefficiencyandoperationcosts.ConsideringthehighenergyconsumptionofcurrentdesulfurizationnozzlesmadeinChina,formulasusedtodesignspiralnozzleshasbeenderivedbasedonqualityandenergyconservationequationinthisarticle,andcom

4、binedwithdesignmethodsofspiralsurfacetodeveloplargedischargeandlowpressurenozzles.Thesmalloperatingpressureofthenozzlesdevelopedcanreduceoperatingpowerconsumption;Atthesanmetime，thelargeflowrateofthenozzlesdevelopedcanreduceinvestmentcostsbyreducingthenumberofnozzlesinstalledinthetow

5、er.KeywordsSpiralnozzle;Flowrate;Pressure;Dropletsize;Sprayangle0引言石灰石-石膏湿法脱硫技术是当今国内外应用最广泛的烟气脱硫技术,目前国内应用市场占95%以上。石灰石-石膏脱硫工艺中石灰石浆液喷淋效果效果直接影响到脱硫效率及脱硫能耗。脱硫喷嘴的主要功能是把循环浆液管及喷淋管中大量的石灰石-石膏浆液转化为细小液滴喷出，使其有足够的面积与烟气充分接触发生化学反应，从而有效地除去烟气中的SO2[1]。通常情况下，用于200～300MW机组的脱硫喷嘴流量为60～80m3/h，用于600MW机组的一般>10

6、0m3/h。而现有国产喷嘴在0.05Mpa工作压力下，流量增大至100m3/h以上时，喷嘴的雾化粒径增大，较难满足湿法脱硫工艺需求。而螺旋喷嘴由于液体在进入喷嘴腔体到出口的通道内，均没有受到任何阻碍，可以在很低的压力下，就可以达到优良的雾化效果。但现有的湿法脱硫用螺旋喷嘴在工作压力为0.05Mpa时，流量一般不超过120m3/h。因此，本文对螺旋喷嘴入口各尺寸及螺旋面等进行优化，开发的喷嘴在同等流量的情况下，运行压力较小，喷雾覆盖面广，且液滴均匀性高。采用这种喷嘴可减少塔内布置的喷嘴数量，运行压力小，从而在降低投资成本和运行能耗的同时，提高脱硫效率。1脱硫喷嘴设

7、计要求石灰石-石膏脱硫工艺中要求喷雾粒径不宜太大，也不宜太小，太大则单位体积内气液接触面积小，导致脱硫效率低或投资成本增加，太小则影响除雾器的操作。在浆液流量一定的条件下，操作压力越高，平均粒径越小，粒径分布越集中，越有利于脱硫效率的提高。但另一方面，由于操作压力高，液滴速度大，在吸收区停留时间短，要达到设计所需的停留时间，必须增大塔高，同时也加速了喷嘴的磨损，从而带来投资成本的增加。此外，粒径太小有可能影响除雾器的操作。因此，脱硫喷嘴必须满足以下条件：(1)在较宽的压力范围内，能提供均匀的喷雾分布；(2)要求有连续稳定的浆液喷射压力与流量的关系曲线；(3)在给

8、定的压力下喷嘴形成的雾滴