脱硫塔喷嘴布置设计
玻璃钢脱硫塔的喷淋层设计
玻璃钢脱硫塔的喷淋层设计脱硫塔的喷涂层也可以称为液体分配器，它由喷管和喷嘴组成，每个喷嘴通过喷管喷出的喷雾分布均匀分布。
当气体完全接触时，SO2污染的气体在此处被吸收。
一、脱硫塔喷淋层及管网设计目前脱硫塔喷淋层的喷淋管主要有两种材料和结构：（1）全玻璃纤维增强塑料（FRP）材料。
由于玻璃纤维增强塑料的材料特性，这种结构在喷水管的底部需要一个支撑梁。
（2）主管由碳钢制成，内外衬有橡胶，支管由玻璃钢管制成，主管与支管之间通过法兰连接，主管为等径钢管，管径大，壁厚，不必提供支撑梁。
据了解，国外的支管全部使用挠性接头，但我国只能做插管的手叠式加强连接，考虑到接头可能会弯曲和喷涂，可能会因晃动而引起疲劳和破裂（因为喷嘴处的压力为0.07MPa，喷嘴的质量为8kg，支管处于悬臂状态，且泥浆流动不畅通）。
光滑而有弹性，欧洲大部分地区都用FRP（玻璃纤维增强塑料）制成，重量较轻，但是在日本和台湾，钢管的内外衬有橡胶，质量相对较重。
国内制造商无法保证欧洲国家制造的FRP管的质量，这些安装装置刚刚在我国投入使用，需要长期观察和评估。
为了确保安全，暂时采用钢管内外橡胶衬里设计，但玻璃钢管的使用绝对是未来国内发展的方向。
在实际操作中，全玻璃纤维增强塑料脱硫塔喷涂层底部的支撑梁被从上喷嘴喷出的浆液分解。
为了避免由此引起的隐患，脱硫塔的喷淋层采用第二种形式，在喷淋FRP支管的底部没有支撑梁。
吸收塔和更长的玻璃钢喷淋支管的喷淋区域直径要求脱硫塔喷淋层供应商使用管道分析软件来分析脱硫塔喷淋层的作用力，选择合理的管壁厚度，以及加强支管提高玻璃钢支管的强度和刚性，并对所有生产环节进行认真的监督检查，考虑到喷雾后液滴的大小和烟道气的上升速度，通常为3m〜3.5m左右。
二、管网在脱硫塔喷淋层中的作用浆料通过分布在喷淋管上的喷嘴喷出雾气，吸收烟道气中的SO 2，要求管子的内部和外部是耐磨的，管子的内部必须抗灌浆腐蚀，并且管子的表面必须抗灌浆侵蚀。
石灰石-石膏湿法FGD中脱硫喷嘴的选择
石灰石-石膏湿法FGD中脱硫喷嘴的选择及布置设计石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是20世纪60年代期发展并逐步完善的一种成熟脱硫技术，该技术具有高脱硫率、运行可靠性高、脱硫剂利用率高、适用大容量机组和含硫量高的煤种以及副产品可综合利用等特点。
因此，石灰石-石膏湿法脱硫工艺在国内外燃煤电站脱硫装置中得到广泛应用。
在石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中，石灰石浆液在脱硫内对烟气进行逆流洗涤，经雾化喷嘴喷出的石灰石浆液滴与烟气中的SO2进行反应，生成CaSO3.2H2O并以小颗粒状流入到浆液池中，把氧化空气喷入浆液使其强制氧化生成CaSO4.2H2O结晶。
用石膏抽出泵将浆液抽出，送往石膏旋流器，进行浓缩及颗粒分级，稀的溢流返回脱硫塔，浓缩的底流流向真空皮带机进行石膏脱水。
喷淋式脱硫塔中喷射石灰石浆液的雾化喷嘴是控制湿法烟气脱硫系统运行和维护费用的重要因素。
雾化喷嘴的作用是将大量的石灰石浆液转化为提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱出烟气中的SO2，喷嘴的性能对整个系统脱硫率大小有着重要影响。
如果从喷嘴雾化的浆滴直径太大，减少了脱硫剂浆滴与烟气中SO2的有效接触面积，降低了气液反应速率，使系统脱硫率减少；如果从喷嘴雾化的浆滴直径太小，浆滴会随着气流向上流动，减少了脱硫剂浆滴与烟气中SO2在塔内接触时间，从而降低系统脱硫率。
此外，在单个喷嘴性能满足设计要求条件下，还需要进行合理、优化的喷嘴布置设计，即喷嘴密度和覆盖率与脱硫塔内烟气流速分布相对应。
这样才能达到系统设计要求，使脱硫系统达到高脱硫率。
综上所述，喷嘴是脱硫系统中的关键设备，喷嘴性能和喷嘴布置设计直接影响到湿法烟气脱硫系统性能参数和运行可靠性。
因此，合理地选择喷嘴和优化喷嘴布置设计对保证湿法烟气脱硫系统的正常运行有着重要意义。
在湿法烟气脱硫系统中，当采用喷淋吸收塔时，通常采用压力雾化喷嘴。
压力式雾化喷嘴主要由液体切向入口、液体旋转室和喷嘴等组成。
压力式雾化喷嘴的工作原理是：利用高压泵使浆液获得较高的压力，从切向入口进入喷嘴的旋转室，浆液在旋转室获得旋转运动。
脱硫喷嘴技术规范书
XX烟气脱硫项目工程脱硫喷嘴技术规范书编写单位：招标单位：2012.03目录1 技术规范书 (1)2 生产、制造标准 (4)3 质量和性能保证 (4)4 监造、工厂检查和性能验收试验 (5)5 清洁、油漆、包装、装卸、运输与储存 (5)6 投标方需填写的数据 (5)7 供货范围和设计界限 (6)8 投标方应提供的资料 (6)9 技术服务和培训 (8)10 差异表 (9)11 附图 (10)12 投标方需要说明的其他问题 (10)1 技术规范书1.1总则1.1.1本规范书适用于XX烟气脱硫项目吸收塔喷嘴，包括喷嘴的功能设计，结构，性能，安装和试验等方面的技术要求。
1.1.2本规范书所提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。
投标方应保证提供符合国家有关安全、环保等强制规范要求和现行中国或国际通用标准的优质产品。
1.1.3投标方提供的设备应是全新的和先进的，并经过运行实践已证明是完全成熟可靠的产品。
1.1.4凡在投标方设计范围之内的外购件或外购设备，投标方应至少要推荐2至3家产品供招标方确认，且招标方具有选择的权利，而且招标方有权单独采购，但技术上均由投标方负责归口协调。
1.1.5在设备制造前，招标方有权因设计需要修改技术参数，投标方应无条件接受。
1.1.6本技术规范所使用的标准，如遇到与投标方所执行的标准不一致时，按较高的标准执行。
1.1.7所有文件中的单位均采用国际单位制。
1.1.8本规范书为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。
1.1.9 如未对本规范书提出偏差，将视为投标方能全面满足本招标文件所提出的各种要求。
若有偏差（无论多少），投标方都必须清楚地表示在本规范书的第10条“差异表”中。
1.1.10在合同谈判及合同执行过程中的一切图纸、技术文件、设备信函等均使用中文，如果投标方提供的文件中使用另一种文字，则附有中文译本，解释以中文为准。
1.1.11合同签订后，双方沟通过程中来往的传真、电子邮件、确认单等工程配合文件，均与合同具有同等法律效力。
脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计
吸收塔的直径和喷淋塔高度设计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 )x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (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/(m 2﹒h ﹒kPa)k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kmol/m 3)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。
超净脱硫改造塔内脱硫喷嘴布置和优化
NTG高效喷嘴、除雾器设计平台的增值服务
超低排放环保政策和工艺技术背景
2016年6月：燃煤电厂烟气超低排放机组容量已达1.7亿千瓦；环保部、国 家能源局发文：2016年底超低排放改造任务要达25436万千瓦，相对8.84 亿千瓦的煤电总装机来讲仍然有非常大的改造空间。
NTG高效喷嘴、除雾器设计平台的增值服务
NTG脱硫喷嘴的类型、应用和选择
螺旋喷嘴
脱
硫 喷
切线喷嘴
嘴
单向空/实心锥喷嘴 单向双头空/实心锥喷嘴 双头双向空/实心锥喷嘴
合金喷嘴
NTG脱硫喷嘴的类型、应用和选择
普通喷嘴
高效喷嘴
单向单 头空心 锥喷嘴
单向双 头空心 锥喷嘴
单向单头 实心锥喷嘴
单向双头 实心锥喷嘴
内容提纲
北京华德创业环保设备有限公司简介 超低排放环保政策和工程进展状况 高效脱硫、烟道蒸发、冷却喷嘴选择的布置优化
NTG脱硫喷嘴的类型、应用和选择 NTG高效吸收塔脱硫喷嘴的特点 NTG高效脱硫设备性能和结构设计的模拟平台
吸收塔内脱硫喷嘴的选择和脱硫设备优化模拟 烟道内紧急降温和烟道蒸发上的喷嘴优化模拟
序号
1 2 3 4
污染物
颁布时间 NOx SO2 烟尘 Hg
近年主要污染物排放标准
限值 mg/Nm3
GB13223
2093号文
2011
2014
100Biblioteka 501003530
10（部分地区）
0.03
0.03
国务院最新要求 2015 50 35
10（全国） 0.03
全国300MW以上机组92%以上采用石灰石-石膏湿法脱硫，按新的法规都要 进行增容提效的改造。目前单塔/双塔-双循环；单塔单循环强化传质； 托盘、集气环、旋汇耦合等等技术百花争艳；但都离不开脱硫塔内高效 喷嘴、高效除雾器等核心工艺装备的升级改造。
脱硫塔内喷淋头安装的要求
脱硫塔内喷淋头安装的要求
1. 安装位置：喷淋头应安装在脱硫塔内适当的位置，以确保喷淋液能够均匀覆盖脱硫塔内的各个部位。
2. 喷淋角度：喷淋头的角度应根据脱硫塔的设计要求进行调整。
通常情况下，喷淋头的角度应与脱硫塔内墙壁或填料的表面垂直或稍微倾斜。
3. 喷淋强度：喷淋头的流量和压力应根据脱硫塔的尺寸和处理能力进行设计和调整。
喷淋液应能够获得足够的喷淋强度，以确保有效地气液接触和脱硫反应。
4. 喷淋均匀性：喷淋头布置应尽可能均匀，以避免死角和喷淋液堆积的问题。
喷淋头之间的安装间距应根据脱硫塔内的液体分布情况和喷淋液的强度要求进行调整。
5. 材料选择：喷淋头应采用耐腐蚀材料制成，以确保在潮湿和腐蚀环境下的长期稳定工作。
6. 清洗和维护：喷淋头应设计为易于清洗和维护。
喷淋头的结构应简单，并且能够方便拆卸和更换。
7. 安全措施：在安装喷淋头时，应考虑相关的安全措施，避免喷淋液直接接触人员和设备，以防止意外伤害和腐蚀损坏。
这些要求可以根据具体的脱硫塔设计和工艺要求进行适当的调整和补充。
湿法烟气脱硫系统喷淋塔喷嘴特性与布置研究
小液滴, 提供足够的气液传质接触面积, 从而有效 脱除烟气中的 SO 2。 喷嘴的性能与布置将影响塔内 气液传质, 因此开展针对喷嘴性能参数及喷嘴布置 对气液传质影响的研究具有重要意义。
对吸收塔研究和设计的传统方法是基于模化实 验台试验得到一些参量间经验或半经验的宏观关联 式, 然后放大到实际工程中的〔1〕。但此法存在着试验 量大、 费用高和周期长等不足, 且所获得的数据比
第 27 卷 2007 年第 5 期
湖 南 电 力
研究与试验
湿法烟气脱硫系统喷淋塔喷嘴特性与布置研究
张 力1, 钟 毅2, 施平平3 (1. 湖南省电力勘测设计院, 湖南 长沙 410007; 2. 浙江大学能源清洁利用国家重点实验 室, 浙江 杭州 310027; 3. 浙江蓝天求是环保集团有限公司, 浙江 杭州 310012)
证系统性能与运行可靠性至关重要。进行W FGD 的 喷嘴设计时应考虑如下问题〔3〕:
a. 根据工程实际情况确定喷嘴类型与材料; b. 根据所需的雾化液滴尺寸来确定喷嘴特性 参数; c. 选择合理的喷嘴间距, 一般水平间距取 0. 7 ～ 1. 2 m , 垂直间距取1. 5～ 1. 7 m〔4〕, 可确保覆盖率 和覆盖的均匀性; d. 在确定入口烟气量及根据工程具体情况选 定合适的塔内烟气流速、 液气比之后, 塔径、 浆液 喷淋量随即确定, 在塔截面内根据选定的喷嘴特性 及确保气液有效传质所需的水平间距确定合理的喷 嘴数量。 2. 2 喷嘴特性参数 喷嘴的特性参数主要有喷嘴压降、 喷雾角、 喷 嘴流量等。 a. 喷嘴压降是指浆液通过喷嘴通道时所产生的 压力损失, 主要与结构参数和浆液粘度等因素有关。 压降越大, 系统能耗也越大。一般W FGD 喷淋系统 喷嘴压降典型值为 0. 05～ 0. 1M Pa〔7, 8〕。 b. 喷雾角是指浆液离开喷嘴口后形成的液膜 锥的锥角, 主要受喷嘴孔半径、 旋转室半径和浆液 入口半径等因素影响。 选择喷雾角时, 必须与喷嘴 在塔内布置相结合, 保证塔内覆盖均匀度与覆盖率, 通常要求喷淋角为 90～ 120°〔3〕。 c. 喷嘴流量是指单位时间内通过喷嘴的体积流
超净脱硫改造塔内脱硫喷嘴布置和优化
NTG高效喷嘴、除雾器设计平台的增值服务
北京华德创业公司简介
我们只专注于电站环保领域高新技术和核 心工艺产品的研发、制造和增值服务，
超过1000座燃煤电站脱硫装置上选用了 我们的NTG喷嘴、除雾器、玛泰旋流器 等核心工艺设备；在脱硫废水悬浮物一站 式处理和废水烟道蒸发方面取得突破。
Gas component (provided by
Component
customCeor)ncentration (% vol)
O2
???
CO2
???
N2
???
H2O
???
喷头选型:
•喷雾介质= ？？%浆液 @？？℃ •Layer1/2/3 喷头型号=？？ •Layer 1/2/3 喷头数量=？？ •Layer 1/2/3 喷头布置方案=？？
NTG公司的CFD仿真模拟平台在服务于喷嘴、除雾器研发设计的同时，还可提供塔 内、和烟道内优化布置的可视化模拟优化。
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NTG脱硫喷嘴的类型、应用和选择 NTG高效吸收塔脱硫喷嘴的特点 NTG高效脱硫设备性能和结构设计的模拟平台
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NTG脱硫喷嘴的类型、应用和选择 NTG高效吸收塔脱硫喷嘴的特点 NTG高效脱硫设备性能和结构设计的模拟平台
吸收塔内脱硫喷嘴的选择和脱硫设备优化模拟 烟道内紧急降温和烟道蒸发上的喷嘴优化模拟
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喷嘴布置设计原理
（1) 喷管管数的确定
根据单层浆体总流量Q l 和单个喷嘴流量Q s ，可得单层喷嘴个数n
Q l = 480.68/4=120.17(L/s)
而单个喷嘴流量为Q s =0.75L/s
N=Q l /Q s
所以 N=120.17/0.75=160.22取整数值161个
单喷管最大流量
V D Q s max max,4π
=
单喷淋层主喷管数
1int max,+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=s l Q Q N 式中 max D 为单喷淋管可选最大管径，0.04m ；
V 为喷淋管内最大流速，6m/s 。
所以 V D Q s max max,4π
==0.25×3.14×0.04×0.04×6=7.536L/S
1int max,+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=s l Q Q N =int(120.17/7.536)+1=16 （2) 各喷管间距的确定
根据脱硫塔直径、喷嘴个数等参数，各喷管之间间距：
sp
im sp N D L = 式中 D im 为脱硫塔内径
N sp 为喷嘴间距
（3) 各支喷管直径的确定
根据布置在主管、各支管的喷嘴个数以及单喷嘴流量，可以确定主管各段、各支管喷管直径
V
Q D i i π4= 式中Q i 为节点i 处浆体流量，m 3/s ；D i 为节点i 处喷管直径，m 。
（4) 喷淋层在塔内覆盖率的确定
喷淋层在脱硫塔内覆盖率为：
100⨯=
A A EFF α 则 100⨯=A A EFF α=2200.25 3.8
π⨯⨯=176% 式中 A EFF 为单层喷嘴在脱硫塔内的有效覆盖面积，20m 2
A 为脱硫塔面积，11.3m 2
计算主要包括喷淋层内主喷管数、各支喷管的管径及流速、喷嘴在塔内位置等的计算及设计。
根据上述设计方法、结合实际经验，确定喷淋层内各喷管直径、各个喷嘴位置等几何参数。
在确定喷嘴布置设计中，需要确定喷嘴在塔内的位置坐标在确定各支喷管直径时，要根据厂家提供的标准管径来选取。
在确定各个支喷管直径后，还要根据厂家提供的喷嘴与各主、支喷管之间间距要求，对初步喷嘴位置进行调整，以避免喷出的液滴与喷管发生喷射碰撞。
在喷嘴布置完成后，需要确定喷淋层在塔内的履盖率以及多层覆盖状况，验证喷嘴布置的合理性。
4.1.2.2进行喷嘴在塔内布置设计中应该注意以下问题：
（1)选择合理的喷嘴覆盖高度，通常根据喷嘴特性及两层喷淋之间距离来确定。
（2)选择合理的单层喷嘴个数。
一般来说，喷嘴个数根据工艺计算来确定。
（3)当喷嘴覆盖高度确定以后，就可以计算单个喷嘴的覆盖面积，
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=2220ϑπtg H A (ϑ为喷雾角) 则⎪⎭
⎫ ⎝⎛=2220ϑπtg H A =3.14×1×1=3.142m （4)当在脱硫塔内布置喷嘴时，选择合适的喷嘴之间的距离。
通常根据喷嘴个数和脱硫塔直径来选择喷嘴间距，并要与连接喷嘴的喷管布置方案整体考虑。
（5)选择合理的经济流速，并根据喷管产品的标准来确定石灰石浆液母管和支管直径。
（6)当检验喷淋层在脱硫塔覆盖率时，不仅要考虑喷嘴液流与母管、支管和支撑的碰撞对覆盖率的影响，还要考虑所有喷嘴在脱硫塔内覆盖均匀度。