(吸收塔系统及设备)
脱硫题库660MW

660MW生产准备脱硫培训题编写:吴国庆一、填空1、我厂锅炉采用(低NOx燃烧)+(SCR脱硝技术),能够实现机组的全负荷脱硝。
按脱硝效率不小于86%计算,脱硝出口NOx 指标为(≤50)mg/Nm3。
2、脱硫工艺采用(石灰石-石膏湿法)脱硫工艺,锅炉燃煤设计煤种含硫量为 2.4%,脱硫效率≥99.37%,脱硫后烟气二氧化硫浓度≤(35)mg/Nm3,采用(双吸收塔双循环)的湿法脱硫工艺。
3、从引风机出来的烟气,通过(低温省煤器)后进入一级吸收塔和二级吸收塔进行脱硫净化,烟气在(吸收塔)内脱硫净化,并经塔内除雾器除去水雾进入湿式静电除尘器,进一步除尘后通过净烟道进入烟囱排放。
4、吸收塔系统是整个FGD的核心部分。
SO2、SO3、HF和HCl 将在吸收塔内被(脱除和氧化),石膏也将在吸收塔内(结晶和生成)。
5、通过控制石灰石浆液加入量,控制吸收塔浆池的PH值约(5-6)。
pH值的大小是浆池内石灰石反应活性和钙硫摩尔比的综合反映。
烟气进入吸收塔后,90 折向朝上流动,与自喷淋层而下的浆液进行大液气比接触,烟气中的SO2被吸收浆液洗涤,并与浆液中的(CaCO3)发生化学反应,完成烟气脱硫。
6、一级吸收塔内喷淋层上部布置二级除雾器(一级屋脊式+一级管式除雾器)。
二级吸收塔内喷淋层上部布置三级除雾器(二级屋脊式+一级管式除雾器)。
7、吸收塔系统主要设备包括(吸收塔)、(浆液循环泵)和(氧化风机)。
8、事故浆液箱设2台(浆液返回泵);泵的容量应满足(15)小时内排空事故浆液箱有效容积浆液量9、脱硫系统产生的脱硫终产物主要成分是(二水硫酸钙(二水石膏))。
10、由于脱硫石膏中还含有少量的石灰石残留物,因而使得脱硫石膏呈(弱碱性(pH=7~8))11、BMCR工况下,一级吸收塔脱硫效率为(85.57)%,二级吸收塔脱硫效率为(95.62)%。
12、吸收塔在运行状态时,至少要有(3)台搅拌器运行,至少(2)台循环泵运行13、在同一时刻进行关闭操作的循环泵不超过(一)台,以避免地坑满溢。
降低脱硫系统电耗

降低脱硫系统电耗一.吸收塔系统在吸收塔系统中,主要的用电设备有浆液循环泵、氧化风机、石膏排出泵。
(1)①首先可以通过尽量减少浆液循环泵的投运时间和投运台数来实现降低电耗。
在FGD开始运行时,先启动630kw的循环泵,等到系统各个设备运行正常之后,在根据负荷增加的需要来递增浆液循环泵的投运台数。
在正常运行过程中,要根据负荷的情况、出入口二氧化硫浓度,对浆液循环泵的投运台数做出调整。
②吸收塔浆液密度对循环泵的运行电耗影响也很大,浆液密度越大,则泵运行电流大,电耗多,所以控制浆液密度在1110~1130kg/m3。
③当泵的入口滤网堵塞,压力将至40kpa时要停泵进行冲洗。
④运行一段时间后浆液循环泵的叶轮和过流部件会出现严重磨损腐蚀现象,泵的电流、工作性能降低,因此及时更换严重磨损的过流部件。
(2)当吸收塔浆液密度达到1130kg/m3,打开去往脱水系统的阀门,并以满负荷运行,当密度将至1110kg/m3,关闭石膏排出泵去脱水系统的阀门,并降低泵的出力打循环。
二.石灰石浆液制备系统在浆液制备系统中,湿式球磨机是主要耗电设备,提高球磨机的出力就达到降低电耗的目标:①购买碳酸钙含量、粒径≤20mm的优质石灰石,存放石灰石时,应保证石灰石的干燥。
②保持合理的钢球装载量和钢球配比。
在运行中发现磨机电机电流减少时应及时补充钢球直至电流恢复正常值。
③通过调整磨机在循环泵的转速使石灰石旋流器的入口压力在适当范围内。
④调节进入球磨机入口的水量在3.3t/h左右,调节球磨机入口进料量。
在制备石灰石浆液时,如果投运一台球磨机运行可以满足要求,就不要多台同时运行,而且在制浆过程中,球磨机应该尽可能的带满负荷运行,保证最高制浆效率,等到石灰石浆液罐达到最高液位时,就停运球磨机。
石膏脱水系统三、石膏脱水系统当石膏浆液罐液位达到4m以上时且同时有多台机组在出石膏,打开石膏浆液泵至真空皮带脱水机的阀门,投运石膏脱水系统。
运行时以最大出力满负荷运行,在脱水效果良好的情况下,尽量提高石膏的厚度,当石膏浆液罐液位低于1.5m时,停运石膏脱水系统。
(吸收塔系统及设备)

吸收塔系统及设备1、吸收塔系统组成及原理1.1系统组成吸收塔系统包括吸收塔本体、循环浆泵、喷淋层、除雾器、氧化风机、搅拌器、石膏排出泵等。
1.2系统原理烟气从吸收塔下侧进人,与吸收浆液逆流接触,洗涤烟气中的SO2、SO3、HCl 和HF等,在塔内进行吸收反响,对落入吸收塔浆池的反响物再进行氧化反响,得到脱硫副产品二水石膏。
在添加石灰石浆液的情况下,石灰石、副产物和水等混合物形成的浆液从吸形成雾柱。
在液滴落回吸收塔浆池的过程中,实现了对烟气中的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢和氟化氢等酸性组分的吸收过程。
烟气从吸收塔下部进人,逐渐上升,而浆液雾化的液滴从上而下落下,整个吸收过程称为逆流吸收。
经吸收剂洗涤脱硫后的清洁烟气,通过除雾器除去雾滴后进人烟气换热器升温侧。
被吸收的二氧化硫与浆液中的石灰石反响生成亚硫酸盐,进人塔底部的氧化池,浆液池中设有空气分配管和搅拌器。
浆液中的CaS03在外加空气的强烈氧化和搅拌作用下,由氧化空气氧化生成硫酸盐,转化成CaSO422H2O〔石膏〕便是石膏过饱和溶液的结晶。
为了有利于CaSO3的转化,氧化池内浆液的pH值保持在5左右。
为充分、迅速氧化吸收塔浆池内的亚硫酸钙,设置氧化空气系统,向吸收塔供给适量的空气。
氧化风机运行方式为一运一备。
在吸收塔去除二氧化硫期间,利用来自循环浆液的水将烟气冷却至饱和温度。
消耗的水量由工艺水补偿。
为优化吸收塔的水利用,这局部补充水被用来清洗吸收塔顶部的除雾器。
吸收塔浆池中浆液的停留时间应能保证可形成优良的石膏晶体,从吸收塔中抽出的浆液被送至石膏旋流器。
吸收塔浆液循环系统一般由三台或四台循环浆泵和对应的喷淋系统组成,按单元制设计。
循环浆泵入口设有排空管路,当循环浆泵停运时,排空门自动翻开,排空管路中的浆液,防止沉淀结垢。
在吸收塔顶部设排空阀门。
当FGD停运时,排空阀门翻开,使塔内外压力相同。
当FGD投运时,排空阀门关闭,保证系统在设计压力下运行。
烟气脱硫吸收塔系统原理

三、能:
烟气进入吸收塔内,自下而上流动与喷淋层喷射向 下的石灰石浆液滴发生反应,吸收SO2、SO3、HF、HCl 等气体。吸收塔采用先进可靠的喷淋塔,系统阻力小, 塔内气液接触区无任何填料部件,有效地杜绝了塔内堵 塞结垢现象。石灰石浆液制备系统制成的新石灰石浆液 通过石灰石浆液泵送入吸收塔浆液池内,石灰石在浆液 池中溶解并与浆液池中已经生成石膏的浆液混合,由吸 收塔浆液循环泵将浆液输送至喷淋层。浆液通过空心锥 型喷嘴雾化,与烟气充分接触。在吸收塔浆液池中部区 域,氧化风机供给的空气通过布置在浆液池内的喷枪与 浆液在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏 (CaSO4·2H2O)。
11
三、主要设备作用及结构 5 除雾器
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功能与原理 除雾器用于分离烟气携带的液滴,防止冷烟气腐
蚀烟道等 。本系统除雾器,是利用液滴与固体表面 的相互撞击而将液滴凝聚并捕集。气液通过曲折的挡 板,流线多次偏转,液滴则由于惯性而撞在挡板上被 捕集。经过净化处理的烟气流经一级管式+屋脊除雾 器,在此处将烟气携带的浆液微滴除去。从烟气中分 离出来的小液滴慢慢凝聚成比较大的液滴,然后沿除 雾器叶片的下部往下滑落,直到浆液池。经洗涤和净 化的烟气流出吸收塔,后经净烟道排入烟囱。
吸收塔搅拌器外观图
侧式 搅拌器叶片(吸收塔内)
吸收塔搅拌器的作用: 1、防止浆液沉淀; 2、使氧气在浆液中分布均
匀; 3、使反应物更加充分接触
反应。
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三、主要设备作用及结构
3 吸收塔浆液循环泵
浆液循环泵实物图
吸收塔浆液循环泵安装在吸收塔旁,用于吸收塔内 石膏浆液的循环。浆液循环泵配有油位指示器、联轴器 防护罩等。
氧化空气系统是吸收系统的一个重要组成部分,氧化空气的功能是促使吸收塔浆 液池内的亚硫酸氢根氧化成硫酸根,从而增强浆液进一步吸收SO2的能力,同时使石 膏得以生成。氧化空气注入不充分或分布不均匀都将会引起吸收效率的降低,严重时 还可能导致吸收塔浆液池中亚硫酸钙含量过高而结垢,甚至发生亚硫酸钙包裹石灰石 颗粒使其无法溶解。因此,对该部分的优化设置对提高整个设备的脱硫效率和石膏产 品的质量显得尤为重要。
吸收塔解吸塔

载体。不含溶质的吸收剂称为贫液(或溶剂), 富含溶质的吸收剂称为富液。
当吸收剂与气体混合物接触,溶质便向液 相转移,直至液相中溶质达到饱和,浓度不再 增加为止,这种状态称为相平衡。平衡状态下 气相中的溶质分压称为平衡分压,吸收过程进 行的方向与限度取决于溶质的气液两相中的平 衡关系。当溶质在气相中的实际分压高于平衡
热交换器E-103、盐水冷却器E-102冷却降温至50C 返回D-101循环使用。返回油温度由TIC103通过 调节循环冷却盐水量来控制。解吸塔塔釜有再沸 器E-105,利用蒸汽进行加热,再沸器温度由 TIC104和FIC108串级调节蒸汽流量(3.0t/h)来 控制。解吸塔压力(0.5MPa)由PIC105调解塔顶 冷凝器冷却水流量来控制;当压力超高时,由 PIC104调解D-103放空量来控制。
随着生产的进行,要定期排放气液分离罐D102的液体,补充新鲜的C6油入贮罐。另外,为 保证系统中的操作稳定,操作时要保持系统之间 的压力差。
四、主要设备及结构说明
1.气液传质设备(吸收塔、解吸塔) 2.冷凝器 3.换热器 4.再沸器
1.气液传质设备(吸收塔、解吸塔)
填料塔的总体结构
填料塔的结构
吸收解吸单元一工作原理简述二工艺流程动画演示三工艺流程简介四主要设备及结构说明一工作原理简述吸收解吸是化工生产过程中用于分离提取混合气体组分的单元操作与蒸馏操作一样是属于气液两相操作目的是分离均相混合物
一、工作原理简述
吸收解吸是化工生产过程中用于分离提取混合气 体组分的单元操作,与蒸馏操作一样是属于气-液 两相操作,目的是分离均相混合物。吸收是利用气 体混合物中各组分在液体吸收剂中的溶解度不同, 来分离气体混合物的过程。能够溶解的组分称为溶 质或吸收质,要进行分离的混合气体富含溶质称为 富气,不被吸收的气体称为贫气,也叫惰性气体或
塔设备简介及其应用

塔设备简介及其应用塔设备是一类塔形的化工设备。
具有一定形状(截面大多是圆形)、一定容积、内外装置一定附件的容器。
用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触,并促进其相互作用,以完成化学工业中热量传递和质量传递过程。
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
经过长期发展, 形成了型式繁多的结构, 以满足各方面的需要。
为了便于研究和比较, 人们从不同的角度对塔设备进行分类。
按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔。
用以实现蒸馏和吸收两种分离操作的塔设备分别称为蒸馏塔和吸收塔。
这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会, 使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行, 还要能够使接触之后的气、液两相及时分开, 互不夹带。
也有按形成相际接触面的方式和按塔釜型式分类的; 但是, 最常用的分类是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔两大类, 人们又按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料, 细分为多种塔型。
一、板式塔板式塔内沿塔高装有若干层塔板( 或称塔盘) , 液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底, 并在各块板面上形成流动的液层; 气体则靠压强差推动, 由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气、液两相在塔内逐级接触, 两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。
板式塔结构见图1。
其液体是连续相而气体是分散相,借助于气体通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。
板式塔反应器适用于快速和中速反应过程,具有逐板操作的特点。
由于采用多板,可将轴向返混降到最低,并可采用最小的液体流速进行操作,从而获得极高的液相转化率。
气液剧烈接触,气液相界面传质和传热系数大,是强化传质过程的塔型。
因此适用于传质过程控制的化学反应过程。
板间可设置传热构件,以移出和移入热量。
缺点是:反应器结构复杂,气相流动压降大,且塔板需要用耐腐蚀材料制作。
按照塔内气、液流动方式, 可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
吸收塔(脱硫调试方案)

吸收塔系统启动调试方案编制:审核:批准:重庆渝电烟气脱硫技术咨询有限公司二00四年月日目录1.设备系统概述 (1)2.调试范围 (1)3.组织与分工 (2)4.调试项目和程序 (6)5.调试项目的记录内容 (7)6.安全注意事项及反事故措施 (8)1.设备系统概述1.1工艺名称及描述吸收塔系统是整个FGD的核心部分,脱硫反应在该系统中进行。
吸收塔系统包括吸收塔浆液循环泵、除雾器、氧化风机、事故浆液池、吸收塔排水坑、吸收塔搅拌器、石灰石浆液调节门、吸收塔补水门等。
烟气在增压风机的作用下进入吸收塔的烟气净化区,经托盘均布后的烟气上升,而石灰石/石膏浆液通过4个喷淋层的雾化喷嘴,向吸收塔下方成雾罩形状喷射,浆液液滴快速下降与上升的烟气发生反应,脱硫后的净烟气经两级除雾器洗涤后进入GGH升温,反应后的浆液回到吸收塔内在氧化空气的作用下生成脱硫副产品二水石膏(CaSO4.2H2O),再由吸收塔排出泵送至石膏旋流站进行分离。
而石灰石给浆的多少是根据系统进口的烟气流量,SO2含量,脱硫率及PH 值来控制并补充到吸收塔内的.1.2调试范围吸收塔系统调试涉及的系统有:吸收塔本体、喷淋系统、氧化空气及浆液排放系统等。
参见P&I图:吸收塔子系统图 TL0561C-J0101-06与TL0561C-J0101-07氧化空气子系统图 TL0561C-J0101-08事故浆池和排水坑图 TL561C-J0101-12主要设备清单表:2分系统调试前应具备的条件2.1相应的建筑工程和安装工程已完工,并验收合格;2.2试运所需要的建筑和安装工程的记录等资料齐全;2.3具备正式电源;2.4组织落实,人员到位;2.5措施已审批、交底;2.6吸收塔系统工艺设备及系统已安装完毕,并通过验收,检验记录完整,交接文件齐备;2.7吸收塔系统内各热工测量仪表安装完毕,显示正确,具备投入条件;2.8吸收塔系统内各电气设备安装完毕,具备投入条件;2.9 吸收塔系统设备单体试运结束,具备投入条件;2.10步道、通道畅通,地面平整,满足试运行要求;2.11照明、通讯系统投入运行,满足试运行要求;(如果需要,安装现场照明设备)。
吸收塔工作原理

吸收塔工作原理
吸收塔是一种常见的化工设备,其主要作用是将气体中的有害物质吸
收到液体中,从而净化气体。
吸收塔的工作原理可以简单概括为:将
含有有害物质的气体通过吸收塔内的液体层,使有害物质被液体吸收,从而达到净化气体的目的。
吸收塔的结构通常由塔体、填料层、液体喷淋系统、进出口管道等组成。
其中填料层是吸收塔的核心部分,其作用是增加气液接触面积,
促进气体与液体的混合,从而提高吸收效率。
填料层的材料通常为塑料、陶瓷、金属等,具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
在吸收塔的工作过程中,气体从进口管道进入塔体,经过填料层后与
液体进行接触,有害物质被液体吸收,净化后的气体从出口管道排出。
液体则通过喷淋系统从塔顶喷淋到填料层上,形成液体层,与气体进
行接触并吸收有害物质。
液体在填料层中下流动,经过净化后再次循
环使用。
吸收塔的工作原理主要依靠液体的吸收作用,因此液体的性质对吸收
效率有着重要影响。
液体的选择应根据被吸收物质的性质和浓度进行
选择,通常使用的液体有水、酸、碱等。
此外,液体的喷淋方式和流
量也会影响吸收效率,应根据具体情况进行调整。
总之,吸收塔是一种重要的化工设备,其工作原理主要依靠液体的吸收作用,通过填料层的增加气液接触面积,促进气体与液体的混合,从而达到净化气体的目的。
液体的选择、喷淋方式和流量等因素都会影响吸收效率,应根据具体情况进行调整。
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吸收塔系统及设备1、吸收塔系统组成及原理1.1系统组成吸收塔系统包括吸收塔本体、循环浆泵、喷淋层、除雾器、氧化风机、搅拌器、石膏排出泵等。
1.2系统原理烟气从吸收塔下侧进人,与吸收浆液逆流接触,洗涤烟气中的SO2、SO3、HCl和HF等,在塔内进行吸收反应,对落入吸收塔浆池的反应物再进行氧化反应,得到脱硫副产品二水石膏。
在添加石灰石浆液的情况下,石灰石、副产物和水等混合物形成的浆液从吸形成雾柱。
在液滴落回吸收塔浆池的过程中,实现了对烟气中的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢和氟化氢等酸性组分的吸收过程。
烟气从吸收塔下部进人,逐渐上升,而浆液雾化的液滴从上而下落下,整个吸收过程称为逆流吸收。
经吸收剂洗涤脱硫后的清洁烟气,通过除雾器除去雾滴后进人烟气换热器升温侧。
被吸收的二氧化硫与浆液中的石灰石反应生成亚硫酸盐,进人塔底部的氧化池,浆液池中设有空气分配管和搅拌器。
浆液中的CaS03在外加空气的强烈氧化和搅拌作用下,由氧化空气氧化生成硫酸盐,转化成CaSO4²2H2O(石膏),便是石膏过饱和溶液的结晶。
为了有利于CaSO3的转化,氧化池内浆液的pH值保持在5左右。
为充分、迅速氧化吸收塔浆池内的亚硫酸钙,设置氧化空气系统,向吸收塔供应适量的空气。
氧化风机运行方式为一运一备。
在吸收塔去除二氧化硫期间,利用来自循环浆液的水将烟气冷却至饱和温度。
消耗的水量由工艺水补偿。
为优化吸收塔的水利用,这部分补充水被用来清洗吸收塔顶部的除雾器。
吸收塔浆池中浆液的停留时间应能保证可形成优良的石膏晶体,从吸收塔中抽出的浆液被送至石膏旋流器。
吸收塔浆液循环系统一般由三台或四台循环浆泵和对应的喷淋系统组成,按单元制设计。
循环浆泵入口设有排空管路,当循环浆泵停运时,排空门自动打开,排空管路中的浆液,防止沉淀结垢。
在吸收塔顶部设排空阀门。
当FGD停运时,排空阀门打开,使塔内外压力相同。
当FGD投运时,排空阀门关闭,保证系统在设计压力下运行。
该排空门的作用如下:(1)在调试及FGD系统检修时打开,可排除漏进的烟气,有通气、通风、通光的作用。
(2)FGD停运时,避免烟气在系统内冷凝而产生腐蚀。
吸收塔排出浆液由石膏(CaSO4²2H2O)、盐类混合物(MgSO4,CaC12)、石灰石(CaCO3)、氟化钙(CaF2)和灰粒组成。
石膏浆液由石膏浆排出泵送人石膏旋流器,旋流器溢流分离出浆液中较细的固体颗粒(细石膏颗粒、未溶解的石灰石和飞灰等)浆液返回吸收塔。
浓缩的大石膏颗粒浆液(浓度为50 %)从旋流器的下流口排出。
当吸收塔浆液含固量低于一定密度时,石膏排出泵出口返回调节阀开大,使石膏浆液流人石膏溢流浆液箱,再泵回到吸收塔浆池。
当吸收塔浆液含固量高于一定密度时,石膏排出泵出口返回调节阀关闭,石膏浆液进人石膏旋流器,底流排放至真空皮带机进一步脱水,溢流部分进入石膏溢流浆液箱。
石膏浆排出泵出口管路上设有密度计,在线检测石膏浆液的石膏结晶程度。
设pH计在线检测塔内石灰石供浆量与烟气含硫量是否匹配。
在吸收塔需要排空检修时,浆池内的浆液通过石膏浆排出泵及切换阀排人事故浆罐。
由罗茨氧化风机、管路、喷水减温器、温度、压力测量仪表、冲洗水等组成。
氧化风先由1根碳钢管引至塔前最高液位以上3m标高处,根据底层搅拌器的数量,分成对应路数,由玻璃钢管或防腐管下引,在搅拌器高度处,平行进人吸收塔,塔内玻璃钢管与氧化喷枪相连,空气进人浆液,随即被搅拌器搅拌成细小的气沫,与氧化池浆液充分接触。
每套FGD设两台氧化风机,一运一备。
2、吸收塔组控吸收塔组控是系统的重要顺控之一,启动吸收塔组控可以启动各个子组和顺控,把吸收塔放在就绪位置,准备接受原烟气。
通过启动吸收塔控制程序可以启动各个子组,如工艺水泵、石灰石浆液泵、吸收塔搅拌器、循环泵、除雾器、氧化风机、吸收塔液位CLC等控制子系统。
吸收塔液位控制。
通过对FGD系统提供充足的工艺水,补充吸收塔热烟气所带走的水分。
FGD运行时,工艺水由除雾器的冲洗水提供,在需要时还可以从石灰石制备系统供应。
吸收塔液位控制由除雾器冲洗水量进行调节,冲洗水量通过改变冲洗程序的中断时间来控制,冲洗程序的中断时间是烟气负荷的函数。
在最大烟气量时,对应最小的中断时间。
根据烟气流量和一个函数计算出除雾器冲洗系统的要求等待时间,这个时间乘以一个因数,这个因数是根据正常液位和测得的实际液位之间的比率确定的,计算得出等待时间。
预计时间与实际等待时间对比,如果实际等待时间达到设定值(预期等待时间),被激活的除雾器一侧的一个阀将被打开(相应的顺序组控制起动),同时积分器上的等待时间复位为0。
一个循环冲洗完毕后,该除雾器一侧的阀门又开始了一个新等待时间。
3、脱硫塔的几种典型形式吸收塔是FGD的核心装置,是脱硫反应的场所,在其中完成对有害气体的吸收过程。
通常把它分为3个区:气体区域、气体液体混合区域和液体区域。
湿法脱硫吸收塔有许多种结构,根据不同气液接触方式,脱硫塔可以分为喷淋塔、填料塔、鼓泡塔和液柱吸收塔等,其中喷淋塔具有效率高、阻力小、可用率高等优点。
火电厂烟气中SO2浓度较低,适合选用喷淋塔。
目前,喷淋塔是湿式石灰石FGD工艺中的主导塔型。
研究吸收塔内吸收二氧化硫的理论,是根据气液接触方式的不同,研究小区域内气液相的传质过程及化学吸收过程。
主要包括薄膜理论、渗透理论和表面更新理论。
3.1喷淋脱硫塔喷淋塔是气液反应工程中的常用设备.用于脱硫工程的喷淋吸收塔如图所示,石灰石浆液通过循环泵送至塔中不同高度布置的喷淋层喷嘴。
喷嘴是用耐磨材料制成的。
浆液从喷嘴向下喷出形成分散的小液滴并往下掉落,同时,烟气逆流向上流动,在此期间,气液充分接触并对二氧化硫进行洗涤。
工艺上要求喷嘴在满足雾化细度的条件下尽量降低压损,同时喷出的雾能覆盖整个吸收塔截面,以达到吸收的稳定性和均匀性。
在塔底一般布置氧化池,用专门的氧化风机往里面鼓空气,而除雾器则布置在烟气出口之前的位置。
在烟气脱硫技术的发展过程中,喷淋塔是最早采用的脱硫反应装置。
它的优点是能够形成较大的气液接触面积,系统的液气比较小。
但是,为了保证良好的雾化效果,浆液喷射形成均匀微小的液滴,循环泵必须提供足够的压力,浆液中脱硫剂颗粒的尺寸也不能太大,否则喷头容易被堵塞。
这就要求脱硫剂在磨制过程中必须达到一定的颗粒度(250目左右)。
因此,该装置对脱硫剂的磨制过程以及循环泵的性能要求都比较高。
目前,世界上运行的脱硫装置中相当大的一部分为此种喷淋塔,从近10年的实际运行情况看,该工艺技术最成熟,定期维护即能保证装置的运行稳定。
国内引进的大型电站脱硫装置中也有不少采用该种反应塔型,如德国Steinmuller 公司在北京第一热电厂、半山电厂和重庆电厂,以及日本川崎重工在南宁化工有限公司采用的都是喷淋塔技术。
而日本三菱公司在太原第一热电厂采用了平流式简易湿法,该种技术脱硫浆液依然以喷淋形式与烟气接触,只是烟气横向通过垂直向的喷淋区域。
由于气液接触形式不同,脱硫率只能达到80%左右。
3.2格栅脱硫塔脱硫塔最初的填料塔形式为TBC ( turbulent bed contactor ) ,使用聚乙烯球或泡沫球作为填料,环杂堆放,由于磨损腐蚀以及耐热性的原因,填料常常被破坏并堵塞浆液输运管道,系统无法长期稳定运行。
近年来,湿法脱硫填料塔采用特殊的格栅作为填料,因此这种塔也称为格栅塔( gridtower ) ,将规则的填料整齐地排放。
下图为典型的顺流式格栅吸收塔,塔顶喷淋装置将脱硫浆液均匀地喷洒在格栅顶部,然后自塔顶淋在格栅表面上并逐渐下流,这样能够形成比较稳定的液膜。
气体通过各填料之间的空隙下降与液体作连续的顺流接触,二氧化硫不断地被溶解吸收,处理过的烟气从塔底氧化池上经过,然后进人除雾器。
格栅塔要求脱硫浆液能够比较均匀地分布于填料之上,在格栅表面上的降膜过程要求连续均匀。
格栅必须具有较大的表面积,较高的空隙率,较强的耐腐蚀性,较好的强度,以及良好的可湿润性,价格不能太昂贵。
和喷淋塔一样,格栅塔也要求脱硫剂具有一定的颗粒度(250目左右)。
在目前的应用中,填料中的结垢堵塞问题还未彻底解决,该系统需要较高的自控能力,保证整个反应在合适的状态下运行,以尽量降低结垢的风险。
日本三菱公司在重庆珞璜电厂一期的石灰石−石膏湿法工艺中采用填料塔,同时配套了复杂的自控系统来防止结垢。
3.3鼓泡脱硫塔喷射鼓泡脱硫塔JBR ( jet bubbt reactor )属于鼓泡反应器,反应器的核心区为射流沸腾反应器,如图3 −6所示。
反应器常常布置在锅炉除尘器之后,烟气经过特殊的气体分配设备,垂直鼓入脱硫剂浆液面以下,形成两相射流后产生沸腾状气泡并浮出浆液。
在此过程中烟气中的SO2与浆液充分接触反应生成亚硫酸钙,氧化空气从鼓泡反应器的底部进入,经分配管均匀分配到浆液中,使亚硫酸钙氧化为硫酸钙。
该工艺对烟气含尘量的要求较低,在高粉尘浓度条件下,也能够较好地运行并获得较高的脱硫效率。
该装置比以上各种脱硫塔省略了再循环泵、喷嘴,将氧化区和脱硫反应区整合在一起,整个设计较为简洁,降低了投资成本。
同时,气相高度分散在液相当中,具有较大的液体持有量和接触面,传质和传热效率高。
但是,液相内部有较大的返混,而且该工艺的系统阻力相对较大,反应器的占地面积也比其它方法大。
日本千代田公司在重庆长寿化工总厂的脱硫工程中采用了该种装置。
3.4液柱脱硫塔液柱塔的结构如图所示。
烟气从脱硫反应塔的下部径向进人反应塔,烟气在与脱硫剂发生反应而除去。
上升的过程中与脱硫剂循环液相接触,其中的SO2脱硫后的烟气经过高效除雾器,除去其中的液滴和细小浆滴,然后从脱硫反应塔排出,进人气一气交换器或烟囱。
脱硫剂循环液由布置在烟气人口下面的喷嘴向上喷射,液柱在达到最高点后散开并下落。
在浆液喷上落下的过程中,能够形成高效率的气液接触,和鼓泡塔一样,该方法对烟气含尘浓度要求不高,而且方法本身还具有比较高的粉尘脱除率。
当用户要求保证石膏副产物的纯度时,则需要和高效除尘器相搭配。
由于液柱塔采用了空塔液柱喷射方式,喷头孔径大,不易堵塞,而且系统能够在比较大的范围内调节,因此对控制水平和脱硫剂粒度要求不高。
日本三菱公司在山东潍坊化工厂和重庆珞璜电厂二期中采用了液柱塔。
而清华同方能源环境公司在沈阳化肥总厂及南宁冶炼厂也采用了液柱塔。
3.5吸收塔选择原则(1)从用户角度来说,要求在低成本的基础上,达到尽可能的高效率,并且操作简单。
(2)反应塔的设计符合脱硫反应传质要求,有利于抑制副反应(吸收二氧化碳),有利于降低泵、搅拌器等的能量消耗,有利于系统的控制(包括pH值、液气比、钙硫比调节),保证达到设计值(脱硫效率,钙利用率,氧化率)。
(3)喷淋塔和格栅塔技术都比较成熟,但是分别对喷嘴和填料有较高的要求,否则系统就容易结垢堵塞。