脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计

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喷淋塔设计标准参考

喷淋塔设计标准参考

喷淋塔设计标准参考喷淋塔设计标准参考塔型选择原则:要选择合适的喷淋塔型必须通过调查研究,充分了解使用条件,选择有较好特性的合理塔型。

一般说来,同时满足生产任务要求的喷淋塔塔型有多种选择,但应从经济观点,生产经验和具体条件等方面综合考虑。

现将选择时一些考虑因素列举如下。

1.与物性有关方面的因素(1)物流系统易起跑沫,宜用填料塔。

因为在板式塔中易造成严重的雾沫夹带,甚至泛塔,影响分离效率。

(2)有悬浮固体和残渣的物料,或易结垢的物料,宜用板式塔中大孔径筛板塔、十字架型浮阀和泡罩塔等。

填料塔将会产生阻塞,有很难清理。

(3)高粘性物料宜用填料塔。

在板式塔中鼓泡传质效果太差。

(4)具有腐蚀性的介质宜选用填料塔,因它宜用耐腐蚀材料制作,也可选用板式塔中结构简单的无溢流筛板塔。

(5)对于处理过程中有热量放出或须加入热量的系统,宜采用板式塔。

当然也可将填料分塔或分段设置,塔(段)间设置冷却器,但结构较复杂。

2.与操作条件有关的因素(1)传质速率有气相控制,宜采用填料塔,因在填料塔中气相在湍动,液相分散为膜状流动。

如传质速率由液相控制,宜用板式塔,因为在板式塔中液相在湍动,气相分散为气泡。

(2)当处理系统的液气比L/V小时,宜用板式塔。

(3)操作弹性要求较大时,宜采用浮阀塔、泡罩塔等。

填料塔和无溢流筛板塔的弹性较小。

(4)对伴有化学反应(特别是当此反应并不太迅速时)的吸收过程,采用板式塔较有利,因液体在板式塔中的停留时间长,反应比较容易控制,有利于吸收过程。

(5)气相处理量大的系统宜采用板式塔,小则填料塔适宜。

因大塔板式塔价廉,小塔则填料塔便宜,一般塔径小于φ 800 mm宜采用填料塔。

以下为喷淋塔设计时的一些要点考虑,主要包括1 空塔流速空心喷淋除尘器的气流速度越小对吸收效率越有利,一般为1.0~1.5m/s。

2填料层厚度错流模拟式填料洗涤除尘器中,通过两层筛网所夹持的填料层厚度一般小于0.6m,最大1.8m。

1号机脱硫吸收塔喷淋层改造

1号机脱硫吸收塔喷淋层改造

1号机脱硫吸收塔喷淋层改造施工方案生产厂长:检修副总:设备部专业:除灰分场主任:编制:设备管理部一、设备简介:1号机脱硫吸收塔是按一炉一塔布置,吸收塔采用喷淋塔,吸收塔浆液喷淋层系统是由北京朗瑞达科技发展有限公司安装,设有四层喷淋装置,喷淋层间距1.8米,每层喷淋层都布置了170个喷嘴。

吸收塔总高度34.7米,吸收塔直径17.5米。

二、施工原因:1号机组运行期间,每次停机开塔检修,均有浆液喷淋支管脱落,由于浆液喷淋管路分为四层,每层对应1台浆液循环泵,从A-D浆液循环泵对应的喷淋层自21.4m起间隔1.8m,到26.8m止。

每层布置一条Φ1200衬胶喷淋母管,母管两侧垂直均布7条不同长度的喷淋支管,每条支管有若干喷头。

各支管均只有两个承力点,且跨距较长最长8.15m,加之浆液循环泵起停管道振动,长时间运转粘结接口老化松脱,易脱落,如喷头或支管脱落,首先影响浆液循环泵正常运行,其次如果脱落喷淋支管上层脱落,由于各层支管喷头吸收塔界面全覆盖,可能砸坏下层喷淋层。

另外如果脱落支管或喷头断口角度向着塔壁或烟道,会损坏塔壁防腐层,造成漏泄或者浆液喷入吸收塔入口烟道,造成浆液外流,损坏烟道,更严重者浆液流入增压风机,造成机组非停。

为解决上述问题,决定对吸收塔喷淋层进行加固。

三、施工方案:1.沿A浆液循环泵喷淋母管中心线穿过吸收塔的水平断面,在距离喷淋母管中心线3m与吸收塔塔内相交处下方0.2m处,焊接1条200的槽钢(槽钢槽口与喷淋管平行)。

2.焊接前将对应2焊接点处塔壁防腐打磨掉,打磨面积0.25㎡。

防止焊接过程中造成火灾。

3.同样的方式在A浆液循环泵喷淋母管对侧焊接1条200的槽钢。

保证2条槽钢平行对称。

4.在焊接完毕的槽钢的1/3位置垂直焊接高度为650的200槽钢,再在喷淋母管对侧焊接好的槽钢上垂直焊接高度为650的200槽钢。

然后用200槽钢将2条刚焊接好的650高度的槽钢焊接起来。

5.在喷淋母管两侧水平槽钢另一端1/3位置,采取同样的方式焊接。

吸收塔施工方案

吸收塔施工方案

#3吸收塔制作安装施工方案1、工程概况1.1内蒙古锦联铝材4X600MW电厂工程二期#3机组EPC项目脱硫安装工程。

本项目烟气脱硫吸收塔塔体内径19200mm,高度39.674m(其中筒体高度为29.774m),单台重约600吨,内部装有除雾、喷淋、氧化风、搅拌等系统组件,吸收塔塔体外壁有三道环向加强筋、一道筒与塔帽的过渡筋、平台楼梯及法兰接管,塔体内壁防腐。

1.2 吸收塔主要技术参数2、编制依据HGJ 229-91 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范DL5190.2-2012 电力建设施工技术规范锅炉机组篇DL5190.5-2012 电力建设施工规范管道篇DIN28053 金属构件有机涂层和衬里对金属基体的要求DIN28054 设备金属基体有机涂层和衬里焊接篇火力发电厂焊接技术规程 DL/T869-2012锅炉篇电力建设施工质量验收及评价规程-DL/T521012-2009 锅炉篇脱硫塔施工图纸及电力建设安全规程-DL/T5417-2009GB7251 低压成套开关设备和控制设备GB8923-1988 涂装前钢材料表面锈蚀等级和除锈等级GB50026 工程测量规范GB50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范GB50212-2002 建筑防腐工程施工及验收规范GB50270-1998 连续输送设备安装工程施工及验收规范GB50275 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50303 建筑电气工程施工质量验收规范GBJ149 电气装置安装工程母线装置施工及验收规范DL/T679 焊工技术考核规程DL/T752 火电发电厂异种钢焊接技术规程DL/T776 火电发电厂保温材料技术条件DL/T820-2002 管道焊接接头超声波检验技术规程DL/T868 焊接工艺评定规程DL/T869-2004 火电发电厂焊接技术规程DL/T5161.1~5161.17 电力装置安装工程质量检验及评定规程HL/T2640-2004 玻璃鳞片衬里施工技术条件HL/T20677-1990 橡胶衬里化工设备我国电力行业现行工程施工及验收规程、规范、质量评定标准;《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》电建(1996)159号《工程建设强制性条文》电力工程部分2006版(注:以上文件在下文中仅引用其代号。

脱硫设计计算书

脱硫设计计算书

设 计 计 算 书一、脱硫塔根据技术协议:锅炉情况:锅炉类型:煤粉炉锅炉额定蒸发量:75t锅炉最大烟气量:151000m 3/h烟气温度:140℃燃煤含硫量:按2%考虑(1.5-3.0%)燃煤量:12t1.每秒烟气量:151000 m 3/h=151000/3600 m 3/s=41.9 4m 3/s2.脱硫塔内烟气上升速度≤4m/s,此处取为3.5m/s3.脱硫塔直径(m ):此处取直径为4m4.金宇轮胎现场情况:烟囱进烟道为2400×1800×5(外径),标高为8.2m,烟道底部表面标高为7.3m5.脱硫塔高度确定:(1)循环池内除硫液循环时间为10分钟,单台水泵流量为200m 3/t,两台水泵流量200m 3/h×2=400m 3/h;400m 3/h=0.11 m 3/s则循环水池至少体积为0.11 m 3/s ×10min ×60s=66 m 3此处循环水池体积为66 m 3×1.15=75.9 m 3 此处取为76 m 3循环水池深度为m m m h 05.647623==π(2)烟气在脱硫塔内反应段长度为8m(3) 最上一层喷头距最下一层除雾器为2m,除雾器间距为1.5-2m(4)进烟口距分布板为0.5m(5)地表距上液面为4m(6)进烟道口高度为1.8m脱硫塔高度为:H=4m+1.5m+1.8m+0.5m+8m+2m+1.5m=19.3mH 取为20m计:脱硫塔内部几何尺寸:Ф4000×20m6.(1)烟气进口温度为140℃,烟气流量为151000 m 3/h ,压力为:103.5Kpa(2)烟气出口温度为65℃,压力为:102.7Kpa,烟气流量为:124541 m 3/h(3)烟气单位体积比热容为1.409KJ/m 3℃(4)水单位质量比热容为4.187KJ/ Kg ℃(5)空气温度为65℃时,1立方空气带走水蒸气的质量为0.05Kg(6)烟气中一个小时带走水蒸汽质量为:0.05Kg ×124541 m 3/h=6227Kg/小时 烟气一个小时带走水量为6.227t(7)进烟道烟气热量值 :151000 m 3/h ×140℃×1.409KJ/m 3℃=KJ(8)出烟道烟气热量值:124541 m 3/h ×65℃×1.409 KJ/m 3℃=KJ(9)烟气中带走水蒸气的热量值:6227Kg×4.187KJ/ Kg℃×45℃=1173240KJ(喷头喷出水温℃,成为水蒸气温度为65℃,温差为45℃)(10)喷头喷水温度取为20℃,一小时喷水量为mKg/h,最大升温10℃,则:KJ-KJ=mKg/h×10℃×4.187KJ/ Kg℃+1173240KJ得出:m=656136Kg(11)技术协议中规定液气比≤3设一个小时喷水量为mkg,烟气量为151000m3/h,则Mkg/151000m3/h≤3,则m≤453000Kg基于以上(9)、(10)两条件,喷头喷水量为400000Kg,计400 m3(12)最高一层喷头至地面高度为15.8m, 喷头压力为0.15Mpa(15mH2O),则水泵扬程为(15.8m+15m)×1.3=40.04m水泵功率:1000Kg/m3×9.8N/kg×40.04m×200m3/h × 1.5/3600 s/h×1000×0.97×0.96 = 35.1Kw循环水泵取流量为200m3/h,扬程为40m,功率37KW二、氧化再生池氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,根据分子式(Na)2SO37H2O知:亚硫酸钠与七个水生成晶体,所以为方便输送亚硫酸钠,亚硫酸钠与水的质量比大于1。

脱硫塔喷嘴布置设计

脱硫塔喷嘴布置设计

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nQ l = 480.68/4=120.17(L/s)而单个喷嘴流量为Q s =0.75L/sN=Q l /Q s所以 N=120.17/0.75=160.22取整数值161个单喷管最大流量单喷淋层主喷管数式中 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/S1int 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: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:则 100⨯=A A EFF α=2200.25 3.8π⨯⨯=176% 式中 A EFF 为单层喷嘴在脱硫塔内的有效覆盖面积,20m 2A 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。

吸收塔的相关设计计算

吸收塔的相关设计计算

烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型(2) 喷淋塔吸收区高度设计(二)对于喷淋塔,液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5],根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。

逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6],本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。

湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的,反应条件比较理想,在脱硫效率为90%以上时(本设计反案尾5%),钠硫比(Na/S)一般略微大于1,本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。

(3)喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率,以ζ表示。

首先给出定义,喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积,得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ=hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度,kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,%;本设计方案为95% h 为吸收塔内吸收区高度,mK 0为常数,其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准,要求脱硫效率至少95%。

二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3(标状态)ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量(200C ︒时)为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程,在标准状况下,体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验,容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/(m 3﹒s )之间[7],取ζ=6 kg/(m 3﹒s )代入(7)式可得6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m(4)喷淋塔除雾区高度(h 3)设计(含除雾器的计算和选型)吸收塔均应装备除雾器,在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。

塔高计算

塔高计算

①喷淋塔吸收区高度hζ=3600×h y u t/*273273*4.22641η+ (1) 在喷淋塔操作温度为t 、烟气流速为u 、脱硫效率为η而原来烟气的流量换算成标准状态时(设为Va)已经求得 Va故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为V 2SO =L/mol 22.4mol /g 64m 2so ⨯(m 3/s )则根据理想气体状态方程,在标准状况下,体积分数和摩尔分数比值相等 故y 1=%100m V 22so so ⨯总结已经有的经验,容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/(m 3﹒s )之间,取ζ=6 kg/(m 3﹒s )代入(1)式可得故吸收区高度h②喷淋塔浆液池高度h 2浆液池容量V 1按照液气比L/G 和浆液停留时间来确定,计算式子如下:其中L/G 为液气比V N 为烟气标准状态湿态容积,由上式可得喷淋塔浆液池体积V 1=(L/G) ×V N ×t 1而V 1=0.25×3.14×D 22×h 2即可求得h 2③喷淋塔除雾区高度h 3吸收塔均应装备除雾器,在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 。

除雾器一般设置在吸收塔顶部(低流速烟气垂直布置)或出口烟道(高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。

除雾器设置冲洗水,间歇冲洗冲洗除雾器。

11N L V V t G =⨯⨯塔顶设置除雾器,控制尾气中氨的浓度<7mg/m3。

为了使除雾器的雾滴去除率达到99.75% 以上,根据吸收塔出口端(即除雾器入口端)雾滴颗粒直径的实际分布状况,直径大于17μm的雾滴颗粒必须100%完全去除。

综上,设计除雾区的最终高度确定为1.0m,即h3=1.0 m④喷淋塔烟气进口高度h4根据工艺要求,进出口流速(一般为12m/s-30m/s)确定进出口面积,一般希望进气在塔内能够分布均匀,且烟道呈正方形,故高度尺寸取得较小,但宽度不宜过大,否则影响稳定性.因此取进口烟气流速为u,而烟气流量Q,可得h4‘2*u =Q则可得h4h4’=2h4(包括进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)因此喷淋塔最终的高度为H= h+h2+h3+ h4’。

浅谈脱硫喷淋塔结构设计

浅谈脱硫喷淋塔结构设计

浅谈脱硫喷淋塔结构设计现阶段国内脱硫塔的设计方法是根据引进国外成熟的技术规范来进行设计,设计方法呆板而且容易造成浪费,再加上国内有关脱硫设备建造、结构的设计、施工,性能试验、调试运行等技术规范出台较晚且不够完善,以及不少脱硫工程为了抢时间而仓促上马,使得由于结构设计不合理在运行中暴露出来的问题越来越多,一般表现为运行不稳定、设备性能差、经济性低下等。

因此,开展脱硫塔结构设计尤为主要。

脱硫塔是脱硫工艺中的核心部分,对工业及锅炉废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。

本文主要就脱硫塔的主体结构为大型薄壁壳体结构自立式(整体悬挂式及分段悬挂式等支撑方式)进行了研究分析设计。

经过多年的改进,空塔喷淋技术也日益成熟,已发展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、筛板型、气动乳化型等各种类型的脱硫塔,设备技术日趋成熟,各有优点和不足,企业可依自身需要选用不同类型。

标签:脱硫塔;结构;设计开展脱硫塔结构的优化设计,对现有结构设计进行优化分析,来达到降低脱硫塔投资和运行费用的目的已成为火电厂的一项重要工作。

并结合已有的工程设计经验,给出了脱硫塔主体结构设计的具体措施,既节约了建造成本,又达到了经济性的评价。

现在介绍一下空塔喷淋脱硫塔的设计,以下是脱硫工程中以燃煤锅炉配套脱硫塔结构设计实例进行讲解。

一、脱硫塔的结构及组成脱硫塔的结构及组成脱硫塔是一种对工业含硫废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多。

脱硫塔的脱硫效率高,压力损失较低,还能除尘,主要由筒体,喷雾装置、塔釜、脱水除雾装置、溢水孔、清理孔、均气装置等结构组成。

二、脱硫喷淋塔的结构设计脱硫喷淋塔的结构设计,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。

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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/(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。

以上是传统的计算喷淋塔吸收区高度的方法,此外还有另外一种方法可以计算. (2)喷淋塔吸收区高度设计(二)采用第二种方法计算,为了更加准确,减少计算的误差,需要将实际的喷淋塔运行状态下的烟气流量考虑在内。

而这部分的计算需要用到液气比(L/G)、烟气速度u(m/s)和钙硫摩尔比(Ca/S)的值。

本设计中的液气比L/G是指吸收剂石灰石液浆循环量与烟气流量之比值(L/M3)。

如果增大液气比L/G,则推动力增大,传质单元数减少,气液传质面积就增大,从而使得体积吸收系数增大,可以降低塔高。

在一定的吸收高度内液气比L/G增大,则脱硫效率增大。

但是,液气比L/G增大,石灰石浆液停留时间减少,而且循环泵液循环量增大,塔内的气体流动阻力增大使得风机的功率增大,运行成本增大。

在实际的设计中应该尽量使液气比L/G减少到合适的数值同时有保证了脱硫效率满足运行工况的要求。

湿法脱硫工艺的液气比的选择是关键的因素,对于喷淋塔,液气比范围在8L/m3-25 L/m3之间[5],根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m3是最佳的数值[5][6]。

烟气速度是另外一个因素,烟气速度增大,气体液体两相截面湍流加强,气体膜厚度减少,传质速率系数增大,烟气速度增大回减缓液滴下降的速度,使得体积有效传质面积增大,从而降低塔高.但是,烟气速度增大,烟气停留时间缩短,要求增大塔高,使得其对塔高的降低作用削弱。

因而选择合适的烟气速度是很重要的,典型的FGD脱硫装置的液气比在脱硫率固定的前提下,逆流式吸收塔的烟气速度一般在2。

5—5m/s范围内[5][6],本设计方案选择烟气速度为3。

5m/s.湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的,反应条件比较理想,在脱硫效率为90%以上时(本设计反案尾5%),钙硫比(Ca/S)一般略微大于1,最佳状态为1。

01-1.02,而比较理想的钙硫比(Ca/S )为1。

02-1.05,因此本设计方案选择的钙硫比(Ca/S )为1。

02。

(3)喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率,以ζ表示.首先给出定义,喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积,得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ=hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度,kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,%;本设计方案为95% h 为吸收塔内吸收区高度,mK 0为常数,其数值取决于烟气流速u (m/s )和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t)由于传质方程可得喷淋塔内单位横截面面积上吸收二氧化硫的量]8[为: G (y 1—y 2)=a k y ×h ×m y ∆ (4)其中: G 为载气流量(二氧化硫浓度比较低,可以近似看作烟气流量),kmol/( m 2.s )Y 1,y 2 分别为、进塔出塔气体中二氧化硫的摩尔分数(标准状态下的体积分数)k y 单位体积内二氧化硫以气相摩尔差为推动力的总传质系数,kg/(m 3﹒s ) a 为单位体积内的有效传质面积,m 2/m 3。

m y ∆ 为平均推动力,即塔底推动力,△y m =(△y 1—△y 2)/ln(△y 1/△y 2)所以 ζ=G (y 1—y 2)/h (5)吸收效率ζ=1-y 1/y 2,按照排放标准,要求脱硫效率至少95%。

二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3(标状态)所以 y 1η≥y 1-0.0203% (6)又因为G=22。

4×(273+t )/273=u(流速)将式子(5)ζ的单位换算成kg/( m 2。

s ),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度C ︒=+75250100下、烟气流速为 u=3。

5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=1。

18×104mg/m 3而原来烟气的流量(145C ︒时)为20×104(m 3/h )换算成标准状态时(设为V a )已经求得 V a =1.31×105 m 3/h=36。

30 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =36。

30×1.18×104mg/m 3=42。

83×10mg 4=428。

3gV 2SO =L/mol 22.4/643.428⨯mol g g =149.91L/s=0。

14991 m 3/s ≈0。

15 m 3/s 则根据理想气体状态方程,在标准状况下,体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=%41.0%10030.3615.0=⨯ 又 烟气流速u=3。

5m/s, y 1=0。

41%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验,容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/(m 3﹒s)之间[7],取ζ=6 kg/(m 3﹒s)代入(7)式可得6=(95.0041.05.3752732734.22643600⨯⨯⨯+⨯⨯)/h 故吸收区高度h=18。

33≈18。

3m(4)喷淋塔除雾区高度(h 3)设计(含除雾器的计算和选型)吸收塔均应装备除雾器,在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。

除雾器一般设置在吸收塔顶部(低流速烟气垂直布置)或出口烟道(高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。

除雾器设置冲洗水,间歇冲洗冲洗除雾器。

湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器,其次是旋流板除雾器。

① 除雾器的选型折流板除雾器 折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的,气体通过曲折的挡板,流线多次偏转,液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。

通常,折流板除雾器中两板之间的距离为20—30mm ,对于垂直安置,气体平均流速为2-3m/s ;对于水平放置,气体流速一般为6-10m/s 。

气体流速过高会引起二次夹带。

旋流板除雾器 气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流,其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧,汇集流到溢流槽内,达到除雾的目的,除雾率可达90%-99%。

喷淋塔除雾区分成两段,每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。

最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层(3-3.5)m ,距离最上层冲洗喷嘴(3。

4-32)m 。

② 除雾器的主要设计指标a.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.冲洗覆盖率一般可以选在100 %~300 %之间。

冲洗覆盖率%=%100*22Atg h n απ 式中 n 为喷嘴数量,20个;α为喷射扩散角,90A 为除雾器有效通流面积 ,15 m 2h 为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.05m所以 冲洗覆盖率%=%100*22A tg h n απ= 22200.051100%15π⨯⨯⨯=203% b 。

除雾器冲洗周期:冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。

由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大。

所以冲洗不宜过于频繁,但也不能间隔太长,否则易产生结垢现象,除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定.c 。

除雾效率.指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值.影响除雾效率的因素很多,主要包括:烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。

d 。

系统压力降。

指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失 ,系统压力降越大 ,能耗就越高.除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。

当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高 ,所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态 ,及时发现问题 ,并进行处理。

e.烟气流速。

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