脱硫塔的设计
试析脱硫塔设计制造的应用

试析脱硫塔设计制造的应用脱硫塔是现代烟气净化设备中的一种,主要用于去除烟气中的二氧化硫(SO2)等硫氧化物。
随着环境保护意识的不断增强,脱硫塔的需求也越来越大。
本文将从脱硫塔的设计、制造和应用三个角度,探讨脱硫塔在实际工程中的应用。
一、脱硫塔的设计脱硫塔的设计需要考虑多个因素,包括烟气流量、温度、湿度、硫含量等。
其中烟气流量是最为重要的因素,必须准确测量以确定脱硫塔的尺寸和设计参数。
此外,还需要考虑一些特殊情况,如停车和起动阶段的运行方式、不同负荷下的运行状况等。
最终设计出的脱硫塔应该具有高效、稳定、耐久等特点。
对于脱硫塔的内部结构,主要有干式脱硫塔和湿式脱硫塔两种。
干式脱硫塔主要采用化学吸收法进行污染物的吸收和反应,常见的填料有活性炭、氧化锌等。
而湿式脱硫塔依靠水雾喷淋,同时还可以加入一些化学试剂进行污染物的去除。
在设计过程中需要根据现场情况和污染物种类选择合适的脱硫塔结构。
二、脱硫塔的制造脱硫塔的制造需要注意多个方面,包括选用合适的材料、加工和焊接方式等。
在选材方面,常见的材料有碳钢、不锈钢、玻璃钢等。
选择材料需要根据脱硫塔的使用环境和污染物种类进行权衡。
在加工和焊接方面,需要严格遵守相关标准和规范,确保脱硫塔的质量和稳定性。
此外,还需要对脱硫塔进行水压试验和 X射线检测等质量检测措施,确保其安全可靠。
三、脱硫塔的应用脱硫塔在电厂、化工厂、钢铁厂等行业中广泛应用。
它能够有效去除烟气中的硫氧化物,降低环境污染,保护人类健康和自然环境。
随着环境保护和能源节约意识的不断增强,脱硫塔的应用前景非常广阔。
同时,在实际应用过程中还需要注意脱硫塔的维护和保养,定期清洗和更换滤材、维护设备等,以保证其长期稳定运行。
总之,脱硫塔的设计制造和应用是一个复杂的过程,需要根据实际情况进行综合权衡。
只有在设计、制造、应用等方面都做好了充分准备,才能够实现脱硫塔的高效、稳定、安全、可靠运行。
同时,社会各界也应该共同加强对环境保护的意识和行动,为构建美丽的家园贡献自己的力量。
脱硫塔选型与设计

烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型4.1吸收塔的设计吸收塔是脱硫装置的核心,是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备,要保证较高的脱硫效率,必须对吸收塔系统进行详细的计算,包括吸收塔的尺寸设计,塔内喷嘴的配置,吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择(包括法兰、人孔等)。
4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔,喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计4.1.1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成,即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。
但是吸收区高度是最主要的,计算过程也最复杂,次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。
而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法:(1) 喷淋塔吸收区高度设计(一)达到一定的吸收目标需要一定的塔高。
通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。
吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU (1)其中:H0为传质单元高度:H 0=G m /(k y a)(k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数,a 为塔内单位体积中有效的传质面积。
)NTU 为传质单元数,近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ,即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =(△y 1-△y 2)/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量,NTU 越大,则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。
根据(1)可知:h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ (2)其中:y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比,kmol(A)/kmol(B)*1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度,kmol(A)/kmol(B)k y a 为气相总体积吸收系数,kmol/(m 3.h ﹒kp a )x2,x1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO2组分摩尔比,kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速,kg/(m2﹒h)W 液相空塔质量流速,kg/(m2﹒h)y1×=mx1, y2×=mx2 (m为相平衡常数,或称分配系数,无量纲)k Y a为气体膜体积吸收系数,kg/(m2﹒h﹒kPa)k L a为液体膜体积吸收系数,kg/(m2﹒h﹒kmol/m3)式(2)中∂为常数,其数值根据表2[4]表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法,虽然计算步骤简单明了,但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加,石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化,如果要算出具体的瞬间数值是不可能的,因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。
第六章 脱硫塔设计

第六章脱硫塔设计现代化的烟气脱硫脱硫塔的设计必须满足以下几个准则:(1)低能耗,与低“液气”比有关;(2)低压降,与脱硫塔内部的优化设计有关;(3)高流速,与“投资”和“运行费用”的优化有关;(4)高SO2去除率、低的设备/系统维护率,与化学反应行为的优化有关;(5)高“液滴”分离率,避免下游设备垢污沉积和腐蚀;(6)低成本。
脱硫塔内的流体力学特性为复杂的气液二相流,这种复杂的逆流两相流给放大准则和测量带来很大的难度。
几乎每套装置都需度身定制,对一些特殊环节不进行验证就很难保证系统具有高度可靠性、经济性和一次投入成功率。
但是,FGD装置庞大,一般小型试验很难解决问题,大型试验又使得一般工程在财力和时间上无法接受。
早期,需要模拟实际工况的几何尺寸和流动条件才能初步确定放大准则,然后对放大准则进行判读并将其应用于实际工况。
近年来,随着计算流体力学、化学反应动力学等领域的发展,对脱硫塔设计技术的研究更加深入。
例如,对脱硫塔进行CFD模拟,在工作站上可以对不同的FGD设计进行测试并优化,这可能是了解真实流动状态和FGD脱硫效率的唯一途径。
此外,脱硫塔为薄壁结构,塔体上分布各种类型的加强筋,矩形开孔尺寸大、塔内件复杂,有时塔体外形不规则,依靠手工对喷淋塔进行流场和力学计算是非常困难的,使得人力计算很难进行。
目前,大多采用现代流场分析软件和力学分析软件(如FLUENT6.0和ANSYS9.0)进行流场分析和力学分析。
脱硫塔的流场分析和力学分析是脱硫塔优化设计的基础。
第一节脱硫塔结构设计脱硫塔的结构设计,包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性(角度、流量、粒径分布等)、喷嘴数量和喷嘴方位的设计,是取得脱硫塔最优化性能的重要先决条件。
需要指出的是,精准的设计应在两相流和传质以及力学分析的基础上,结合实践经验进行。
一、脱硫塔结构定性设计1.塔的总体布置如图6-1所示,一般塔底液面高度h1=6 m~15m;最低喷淋层离入口顶端高度h2=1.2~4m;最高喷淋层离入口顶端高度h3≥vt,v为空塔速度,m/s,t为时间,s,一般取t≥1.0s;喷淋层之间的间距h4≥1.5~2.5m;除雾器离最近(最高层)喷淋层距离应≥1.2 m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时,该距离应≥3m;除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m。
半干法脱硫塔设计计算

半干法脱硫塔设计计算1. 引言随着环境保护要求的不断提高,脱硫技术在大气污染控制中扮演着重要的角色。
半干法脱硫塔是一种常用的脱硫设备,广泛应用于火电厂、钢铁厂等工业领域。
本文将介绍半干法脱硫塔设计的计算方法,旨在帮助工程师进行设计和优化。
2. 设计原理半干法脱硫塔是一种采用喷射液和干燥剂进行脱硫的设备。
其主要原理是将烟气通过喷射液和干燥剂的作用,使硫化物等污染物被氧化和吸附,从而达到脱硫的目的。
3. 设计参数在进行半干法脱硫塔设计前,需要明确一些设计参数,包括:•烟气流量•烟气温度•烟气含硫量•喷射液流量….4. 计算步骤半干法脱硫塔设计的计算步骤如下:4.1 计算喷射液需求量喷射液的需求量取决于烟气中硫化物的含量以及硫化物的吸收效率。
根据喷射液对硫化物的吸收效率可以得到喷射液的需求量。
4.2 计算干燥剂需求量干燥剂用于提高脱硫效果。
根据烟气中的硫含量和干燥剂对硫化物的吸附速度可以计算出干燥剂的需求量。
4.3 设计喷射器根据喷射液的需求量和喷射液的性质,设计喷射器的尺寸和布置。
喷射器的数量和布置对脱硫效果有重要影响。
4.4 设计底部结构底部结构的设计主要包括底板和集液器。
底板的设计需要考虑到喷射液的流动情况和污水的排放。
集液器的设计需要考虑到污水的收集和排放方式。
4.5 设计布袋半干法脱硫塔中的布袋是用于收集吸附了的硫化物和其他颗粒物的,其设计需要考虑到布袋的材质和尺寸。
4.6 设计风机和排气口风机和排气口的设计需要考虑到烟气的排放和脱硫效果,在设计过程中,需要确定风机的型号和参数,以及排气口的尺寸和位置。
4.7 设计吸收塔吸收塔的设计需要考虑到烟气和喷射液的接触方式和时间。
在设计过程中,需要确定吸收塔的高度和直径,以及内部的填料和喷射液的分布方式。
5. 总结半干法脱硫塔设计计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素。
本文简要介绍了半干法脱硫塔设计的计算方法,希望能对工程师在进行脱硫塔设计时提供参考和指导。
脱硫塔设计

1、 筒体壁厚计算(所选材料为Q235B )。
筒体承受内压[]c t c p D p i-⨯=φσδ2 式中 δ:计算厚度 mmc p :计算压力 157.6a MPφ:焊接接头系数 φ=0.85 []tσ:设计温度下的材料许用应力157.6a MP ,在工作压力下材料的许用应力为157.6a MPi D :筒体内径 3000mm工作压力Pw=1010.353毫米汞柱=1010.353×13.6×9.8=0.135MPa ,所以设计压力P=1.1Pw=0.1485MPa ,Pc=P=0.1485MPa[]mm p D p c t c i 07.2.148505.806.157230001485.02=-⨯⨯⨯=-⨯=φσδ由《塔器设计技术规定》中有关规定,mm 6.51000/22800min =⨯=δ,所以mm 6.5=δ。
负偏差 mm C 8.01=腐蚀裕量 mm C 22=名义厚度为mm C C n 4.821=++=δδ,做塔设备时综合考虑取mm n 12=δ.2、塔顶处封头壁厚计算(所选材料为Q235B )选用半顶角为α=45°的折边锥型封头,由公式[]αcos 12cc t c p D p -=φσδ 式中 Dc —锥壳计算内直径,mmδ—锥壳计算厚度,mmα—锥壳半顶角,(°)。
mm 03.245cos 11485.05.806.157230001485.0=︒⨯-⨯⨯⨯=δ因mm 6.5min =δ,所以mm 6.5=δ。
名义厚度为mm C C n 4.821=++=δδ,选取锥形封头壁厚与筒体的壁厚相同,mm n 12=δ,由《化工设备机械基础》表8-30查得,公称直径为2800mm 的折边锥形封头,H=0.562×2800=1573.6mm ,直边高度为mm h 25=。
3、各管管径的计算1)半水煤气进口u :半水煤气流速,取u =14 m/sVs :半水煤气流量,Vs=16866.57 m 3/h m u d i 65.01414.3360057.1686643600V s 4=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅==∴π 管子规格:φ720×8mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN700-0.6 RF2)半水煤气出口u :半水煤气流速,取u =13 m/sVs :半水煤气流量,Vs=16866.57 m 3/h m u d i 68.01314.3360057.1686643600V s 4=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅==∴π 管子规格:φ720×8mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN700-0.6 RF3)人孔的设计由《化工设备设计全书》中关于人孔的有关规定,选取人孔公称直径DN=500mm ,公称压力PN=1.0外伸接管规格:φ530×8mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN500-1.0 RF人孔手柄:选用φ20mm 圆钢4)脱硫液进口u :脱硫液流速,取u =1m/sV h :脱硫液流量,V h =333m 3/h m u d i 343.0114.3360033343600V h 4=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅==∴π 管子规格:φ400×4mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN400-0.6 RF5)脱硫液出口u :脱硫液流速,取u =1 m/sV h :脱硫液流量,V h =333 m 3/h m u d i 343.0114.3360033343600V h 4=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅==∴π 管子规格:φ400×4mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN400-0.6 RF6)排净口设计根据工艺计算数据,综合考虑各因素,选取排净口公称直径DN=80mm ,公称压力PN=1.0MPa 管子规格:φ89×4mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN80-1.0 RF7)液位计口设计选取公称直径DN=20mm ,公称压力PN=1.0MPa管子规格:φ25×2mm管法兰:HG20592-97 法兰 PLDN20-1.0 RF。
脱硫塔制作安装施工方案设计

脱硫塔制作安装施工方案设计脱硫是一种常用的治理烟气中二氧化硫的方法之一,目前在火电厂、化工厂等工业领域得到广泛应用。
脱硫塔作为脱硫系统的关键设备,其制作安装施工方案设计至关重要。
本文将就脱硫塔制作安装施工方案设计进行详细阐述。
一、方案设计背景介绍在设计脱硫塔制作安装施工方案之前,首先需要了解设计背景和要求。
了解设备的工作原理、处理工艺、设备规格等,以确保设计方案与实际需求相符合。
同时,也需要了解装置的环境条件,包括温度、压力、介质的性质等因素。
二、方案设计目标和原则在制作安装施工方案时,需要明确设计目标和原则。
设计目标通常包括安全、稳定、高效、节能等要求,而设计原则则可以涵盖以下几个方面:1.工艺性原则:确保脱硫剂与烟气充分接触,达到高效的脱硫效果。
2.结构性原则:保证脱硫塔的结构合理,易于制作和安装。
3.安全性原则:考虑到脱硫塔的操作和维护,确保施工过程和设备运行的安全性。
4.可持续性原则:尽量选用可再生和环保材料,降低对环境的影响。
三、方案设计内容1.设备选型:根据处理工艺和设计要求,选择合适的脱硫塔类型和规格。
常见的脱硫塔包括湿法脱硫塔和干法脱硫塔等,每种类型都有其适用的场合和工艺要求。
2.设备布置:根据工艺流程和现场条件,设计合理的设备布局。
确保脱硫剂的均匀分布和烟气与脱硫剂的充分接触。
3.结构设计:根据设备的工作环境和外部负荷,设计强度合理的结构,确保设备稳定和安全。
根据设备的尺寸和实际需要,设计合理的支撑结构、导流装置和防风设施等。
4.材料选择:选择耐腐蚀、耐高温和耐磨损的材料,以确保设备的使用寿命和安全性。
考虑到脱硫塔中可能存在的腐蚀和磨损问题,可以采用陶瓷、玻璃钢和不锈钢等材料。
5.施工方案:根据设备的制作和安装要求,制定详细的施工方案。
包括设备的制作工艺、安装顺序、工艺管道连接、设备调试和试运行等内容。
同时,还需要制定施工计划和安全措施,确保施工过程顺利进行。
6.运维方案:制定设备的运维方案,包括设备的定期检查和维护、更换脱硫剂和清洁设备等措施。
干法脱硫塔毕业设计

干法脱硫塔毕业设计干法脱硫塔毕业设计在燃煤发电厂等工业生产过程中,二氧化硫的排放是一项严重的环境污染问题。
为了解决这个问题,干法脱硫技术应运而生。
本文将探讨干法脱硫塔的毕业设计。
首先,我们需要了解干法脱硫技术的原理和工作过程。
干法脱硫是一种利用吸收剂吸收二氧化硫的方法,与湿法脱硫相比,干法脱硫具有节能、占地面积小等优点。
干法脱硫塔是干法脱硫系统中的核心设备,它主要由吸收剂喷射系统、气体分布系统、吸收剂循环系统等组成。
在工作过程中,烟气通过干法脱硫塔,与喷射进塔内的吸收剂接触反应,使二氧化硫被吸收,从而达到减少排放的目的。
接下来,我们将讨论干法脱硫塔毕业设计的关键问题。
首先是吸收剂的选择和优化。
吸收剂的选择直接影响到脱硫效果和成本效益。
常用的吸收剂有氨水、碱式氨、氨气等。
在设计过程中,需要考虑吸收剂的稳定性、可再生性以及与烟气的接触效果等因素,以达到最佳的脱硫效果。
其次是干法脱硫塔的结构设计。
干法脱硫塔的结构设计需要考虑烟气流动的均匀性、吸收剂的喷射方式以及吸收剂与烟气的接触时间等因素。
合理的结构设计可以提高脱硫效率,并降低设备运行成本。
此外,干法脱硫塔的循环系统也是设计中的重要环节。
循环系统的设计需要考虑吸收剂的循环流量、循环泵的选型以及吸收剂的再生等问题。
合理的循环系统设计可以保证吸收剂的稳定性和循环效率,从而提高脱硫塔的性能。
最后,我们需要考虑干法脱硫塔的运行和维护。
干法脱硫塔在运行过程中需要定期检查和维护,以确保设备的正常运行。
此外,运行数据的监测和分析也是必不可少的。
通过对运行数据的分析,可以及时发现问题并采取相应的措施,以保证设备的长期稳定运行。
总结起来,干法脱硫塔的毕业设计需要考虑吸收剂的选择和优化、结构设计、循环系统设计以及运行和维护等方面的问题。
通过合理的设计和优化,可以提高脱硫效率,减少二氧化硫的排放,从而保护环境和人类健康。
干法脱硫技术的不断发展和改进将为环境保护事业做出重要贡献。
半干法脱硫塔设计计算

半干法脱硫塔设计计算1.引言脱硫是指将含有二氧化硫(SO2)的烟气中的SO2去除的工艺过程。
半干法脱硫塔是一种常见的脱硫设备,其原理是通过喷淋液将烟气中的SO2吸收并与之发生反应,然后通过除尘设备将脱硫后的烟气排放出去。
本文将详细介绍半干法脱硫塔的设计计算过程。
2.设备基本参数半干法脱硫塔的设计需要考虑以下基本参数:•烟气流量:Qg (m3/h)•烟气中SO2的浓度:Cg (ppm)•除尘效率:ηd (%)•脱硫效率:ηs (%)•脱硫液的进口浓度:Cs (wt%)•脱硫液的流量:Qs (m3/h)•脱硫液的循环比:R (m3/m3)3.设计计算步骤步骤 1: 确定脱硫效率要求根据燃煤机组的排放标准和环境要求,确定脱硫效率的要求。
常见的要求为90%以上。
步骤 2: 计算脱硫液的流量脱硫液的流量由烟气中SO2的浓度和脱硫效率决定。
计算公式如下:Qs = Qg * Cg * (1 - ηs) / (Cs * ηs)步骤 3: 计算脱硫液的循环比脱硫液的循环比是指单位时间内脱硫液循环的次数。
循环比的选择应使得脱硫效率最大化。
计算公式如下:R = Qs / (Qg * Cg)步骤 4: 计算脱硫液的浓缩倍数脱硫液的浓缩倍数是指单位时间内脱硫液中SO2浓度的增加倍数。
浓缩倍数的选择应使得脱硫效率最大化。
计算公式如下:M = (Cg / Cs) * (1 - ηs) / ηs步骤 5: 选择喷淋液根据脱硫液的进口浓度和流量、脱硫液的循环比和浓缩倍数,选择合适的喷淋液。
常见的喷淋液有石灰石浆、石灰石浆和石膏浆的混合液等。
步骤 6: 设计喷淋系统根据喷淋液的流量和喷淋液的性质,设计喷淋系统。
确保喷淋液均匀喷洒在烟气中,以提高脱硫效率。
步骤 7: 设计除尘系统根据烟气流量和除尘效率,设计除尘系统。
确保脱硫后的烟气排放符合环境要求。
4.总结半干法脱硫塔是一种常用的脱硫设备,其设计涉及多个参数的计算和选择。
本文介绍了半干法脱硫塔的设计计算步骤,包括脱硫效率要求的确定、脱硫液流量和循环比的计算、脱硫液浓缩倍数的计算、喷淋液的选择和喷淋系统的设计、除尘系统的设计等。
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目录1 处理烟气量计算 (3)2 烟气道设计 (3)3吸收塔塔径设计 (3)4 吸收塔塔高设计 (3)5 浆液浓度的确定 (5)6 喷淋区的设计 (5)7 除雾器的设计 (7)8 氧化风机与氧化空气喷管 (9)9 塔内浆液搅拌设备 (9)10 排污口及防溢流管 (9)11 附属物设计 (10)12 防腐 (10)脱硫塔的结构设计,包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性(角度、流量、粒径分布等)、喷嘴数量和喷嘴方位的设计烟道设计塔体设计:脱硫塔上主要的人孔、安装孔管道孔:除雾器安装孔,每级至少一个;喷淋浆液管道安装孔,至少一个;脱硫塔底部清渣孔,至少一个;烟气入口烟道设置一人孔,以便大修时清理烟道可能的积垢。
脱硫塔上主要的管孔:循环泵浆液管道入口,一般为3个;液位计接口,一般为2~3个,石膏浆液排出口1~2个;排污口1个;溢流口1个;滤液返回口1个;事故罐浆液返回口1个;地坑浆液返回1个;搅拌机接口2~6个;差压计接口2~4个。
储液区:一般塔底液面高度h1=6m~15m;喷淋区:最低喷淋层距入口顶端高度h2=1.2~4m;最高喷淋层距入口顶端高度h3≥vt,v为空塔速度,m/s,t为时间,s,一般取t≥1.0s;喷淋层之间的间距h4≥1.5~2.5m;除雾区:除雾器离最近(最高层)喷淋层距离应≥1.2m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时,该距离应≥3m;除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m;喷淋泵喷淋头曝气泵1 处理烟气量计算得到锅炉烟气量,根据实际的气体温度转化成当时的处理烟气量。
根据燃料的属性计算出烟气中SO2的含量,并根据国家相关环保标准以及甲方的要求确定烟气排放SO2的含量,并计算脱硫效率2 烟气道设计进气烟道中的气速一般为13m/s,排气烟道中的气速一般为11m/s,由此算出截面积,烟道截面一般为矩形,自行选取长宽。
3吸收塔塔径设计直径由工艺处理烟气量及其流速而定。
根据国内外多年的运行经验,石灰法烟气脱硫的典型操作条件下,吸收塔内烟气的流速应控制在u<4.0m/s为宜。
(一般配30万kW机组直径为Φ13m~Φ14m,5万kW机组直径约为Φ6m~Φ7m)。
喷淋塔塔径D:则喷淋塔截面面积将D代入反算出实际气流速度u`:4 吸收塔塔高设计4.1 浆液高(h1)由工艺专业根据液气比需要的浆液循环量及吸收SO2后的浆液在池内逐步氧化反应成石膏浆液所需停留时间而定,一个是停留时间大于4.5min4.2 烟气进口底部至浆液面距离(c)一般定为800mm~1200mm范围为宜。
考虑浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动;入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响;加之该区间需接进料接管,4.3 烟气进出口高度根据工艺要求的进出口流速(一般为12m/s~18m/s)确定进出口面积,一般烟道均呈矩形,且宽高比较大,即高度尺寸取得较小。
但宽度亦不宜过大,否则将会使壳体径向开口太大而影响壳体的稳定性。
4.4 烟气进口中心至第一层喷浆管距离(h2)根据烟气通过雾化区上升流速,反应时间算到第一层。
层间高差(h4)根据国外用离心式喷雾喷头经验,按1.7m计。
喷浆管一般设3~4层,。
4.5 最上层喷浆管至第一段除雾器高差(d)根据喷浆后雾滴大小及烟气上升流速考虑,一般在3m~3.5m左右。
4.6 除雾器冲洗水喷头距除雾器间距(f)按0.5m~0.6m计,两层除雾器之间还设有上下冲水的两层水管,其间隔(A)应考虑到便于安装维修。
加上两层波形除雾器高度,最底部上冲水管至最上部下冲水管总高差(g)约3.4m~3.5m。
以上尺寸适于平铺波纹板式除雾器。
如用菱形除雾器,其空间高度(g)将可降1m左右。
4.7 搅拌器设置高度(h)离塔底部1.5m~1.8m处均布。
综上所述:只要定出烟气进出口高度,则塔的有效高H和总高即可得到液面高度+液面到下烟口高度+烟口高度+上烟口到第一层喷淋+n层喷淋高度+除雾段高度=塔高烟气脱硫典型操作条件4.8 脱硫塔上主要的开孔循环泵浆液管道入口,一般为3个;液位计接口,一般为2~3个,石膏浆液排出口1~2个;排污口1个;溢流口1个;搅拌机接口2~6个;差压计接口2~4个。
pH计接口一个;人口:喷浆段和除雾器段的塔体相当部位必须设有安装和检修人员的进出口以及零部件取进,取出的可能,此安装孔一般不得小于Φ800mm和800mm×600mm。
塔体下部需考虑便于清洗人员操作方便的清扫门,一般不小于800mm×1000mm,可视塔径大小情况而定。
5 浆液浓度的确定为了保证吸收剂的停留时间和石膏结晶所需的停留时间,浆液中的固体浓度应维持在80g/L~180g/L为宜,一般定为120g/L。
6 喷淋区的设计6.1 碱液喷淋两量根据液/气比跟气体上升气速,计算出喷淋的总浆液量。
将设计的浆液量平均分到每一层喷淋层中,计算出单层喷淋浆液量。
6.2 喷嘴的布置通常用于湿式脱硫塔的喷嘴有6种:空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥切线型、实心锥型、螺旋型、大通道螺旋型,通常在0.1~0.2MPa压力下工作。
喷淋管道用于把浆液均匀分布在各喷嘴,形成最佳雾化效果。
喷淋管道的材质一般用FRP(玻璃钢管)。
在吸收塔外,喷淋管道与循环浆液管道法兰连接。
根据单个喷嘴流量,计算脱硫塔中喷嘴的个数;根据经验,单层的喷洒面积是脱硫塔截面积的2倍,计算单个喷头的喷洒面积,进行排列形式以及喷头间距的设计。
6.3 浆液循环泵根据流量以及喷淋高度计算出泵的流量以及功率,根据其特征曲线选取合适的泵,通常选四个,三个正常运行,一个用来备用。
7 除雾器的设计除雾器系统由除雾器本体及冲洗系统组成。
具体为二级除雾器本体、冲洗水管道、喷嘴、支撑架、支撑梁及相关连接、固定、密封件等组成。
1 以上可以将所需的面积、类型告诉厂家,由厂家生产以后直接用于安装,无需另设计。
2 除雾器冲洗水压如图,设计三层冲洗层,分别为第一层下、第一层上和第二等下。
一般情况下,第二级除雾器之间,每级除雾器正面(正对气流方向)与背面的冲洗压力都不相同,第1级除雾器的冲洗水压高于第2级除雾器,除雾器正面的水压应控制在2.5×l05Pa 以内,除雾器背面的冲洗水压应>1.0×105Pa。
3 除雾器冲洗水量选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的要求外,还需考虑系统水平衡的要求,有些条件下需采用大水量短时间冲洗,有时则采用小水量长时间冲洗,具体冲水量需由工况条件确定,一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1~4m3/h。
4 冲洗覆盖率冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖程度。
式中:η—冲洗覆盖率,%;n—为喷嘴数量,个;h—为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,m;a—为喷射扩散角A—为除雾器有效通流面积,m2;根据不同工况条件,冲洗覆盖率一般可以选在100%~300%之间。
计算出冲洗除雾器所需的喷嘴数量。
5冲洗泵根据流量、压力以及冲洗高度计算出泵的流量以及功率,根据其特征曲线选取合适的泵。
8 氧化风机与氧化空气喷管吸收SO2后的浆液落入浆池中,使生成的重亚硫酸钙Ca(HSO3)2浆液在过量空气中氧的作用下充分氧化为硫酸钙并结晶生成二水石膏CaSO4•2H2O。
浆液中通入氧化空气的方式有多种,如管道插入式;管道喷雾式;搅拌机管道式;直入管式螺旋搅拌机;插入管式螺旋搅拌机等。
通常以管道插入式为主。
曝气量与风机选取:根据单位时间要氧化的Ca(HSO3)2计算理论需氧量。
根据经验股入的空气中只有10%的氧气能与只发生氧化反应,然后计算实际需要空气量,并根据曝气压力需要选取合适的氧化风机。
氧化空气喷管的设置,有与搅拌器设在一起的,即上述情况。
也有根据氧化空气需要单独设置的。
管上开有多个孔,往浆液内喷入以强制浆液氧化。
由于一般塔径较大,且塔内部都有防腐层,喷出空气时会有颤振现象,故要求管子的支承和固定要牢靠,不得有松驰颤抖现象产生。
其标高宜在浆液下面4m左右。
因为浆液下降到此处氧化过程基本完成。
9 塔内浆液搅拌设备为使浆液在浆池内不致沉淀结垢,保证浆液在浆池内与空气中氧充分氧化,浆液处于不停的流动状态。
浆池下部设有搅拌器数台,如浆液较高,在浆液的中上部再设一层数台。
搅拌器设置的位置与角度搅拌器的设置要求定位精度较高。
底部一层一般设在离底部1.5m~2.0m之间。
中心轴下倾10°,与中心径向偏差5°~6°。
搅拌器的型式为三叶推进式水平搅拌器。
叶轮直径在5700mm~5800mm之间。
有齿轮减速机和皮带轮带动两种形式。
10 排污口及防溢流管排污口在脱硫塔最底端(有两个口,一个自然排空,另一个接水泵,用于紧急处理用)通常选取DN=25~30cm的钢管。
溢流口在设计储液高度以下,防溢流管的最顶端与设计储液高度一致。
排污管,溢流管同时接后续废水处理工艺。
11 附属物设计附属物包括料箱;熟化池;配浆池;工艺水池;配电室;产物处理室。
料箱:按需要设计大小,并带有打震器,螺旋给料器。
配浆池:体积为脱硫塔内储料也提及的一半,配有搅拌器。
工艺水池:体积自定,内有液下水泵,分别向熟化池、配浆池、除雾器冲洗器供水,适当选择水泵。
12 防腐吸收塔本体不同部位及零部件,因其承受多种多样的化学品、温度,湿度的腐蚀和烟尘、浆液的冲刷、磨损等苛刻的工况条件,要求采用相应的既防腐又耐磨损耐冲刷的材料。
目前,国际上用于FGD的防腐材料有三种:衬橡胶,涂玻璃鳞片,以镍基合金为基础的衬里。
在欧洲主要使用橡胶衬里,在日本几乎全部采用玻璃鳞片涂层,在美国上述三种防腐方式均有使用,由于镍基合金造价昂贵,目前,各国(包括美国)都不趋向采用。
橡胶衬里具有弹性和受力变形能力,可吸收固体物料的冲刷力,耐一定程度的温度变化,并有良好的耐磨性能。
其缺点是受热应力影响易导致衬层起层开裂,产生扩散性腐蚀。
施工要求高,维修不易。
烟气进口部位温度较高,远大于橡胶使用温度,不宜用橡胶衬里,需用耐热,耐腐蚀材料补充其不足,有些衬橡胶的吸收塔其烟气进口部位用氟塑料薄膜层作特殊处理。
玻璃鳞片具有优良的防渗透性和结合良好的机械程度,即使在180℃条件下,短时间里仍能集良好的化学稳定性和抗渗透性于一体。
施工维修方便,但不能承受较大的温差。
据国内已有6年使用经验的工厂反映,未发现任何需要维修的问题,运行正常。
近年来从欧洲引进的装置均为橡胶衬里,尚需要国内进一步观察以取得经验。
笔者倾向于用玻璃鳞片涂层。
根据国外使用经验介绍,如用橡胶衬里,则趋向于用丁基橡胶;如用玻璃鳞片涂层,则趋向于乙烯酯树脂。
各部位的具体防腐要求分述如下。
12.1 浆池部分池中设有搅拌器和氧化空气配管。
浆液中CaSO3在外加空气的强烈氧化和搅拌器的作用下转化成CaSO4·2H2O(石膏)。