與均勻噴 出的吸收漿液逆流接觸 ,如 圖 ⒉50所 示 。煙氣流速為 3m/s左 右 ,液 氣 比與煤含硫 量和脫硫率關(guān) 系較大 ,一 般在 8~25L/m3之 間。疊螺機(jī)噴淋 塔優(yōu) 點(diǎn)是塔 內(nèi)部件少 ,故 結(jié)垢 可 能性 小 ,壓 力損失 也小 。逆流運(yùn)行有利于煙氣 與吸收液充分接觸 ,但 阻力損失 比順流大 。 吸收 區(qū)高度為 5~15m,如 按塔 內(nèi)流 速 3m/s計(jì) 算 ,接 觸 反應(yīng) 時(shí) 間 2~5s。 區(qū) 內(nèi)設(shè) 3~6 個(gè)噴淋層 ,每 個(gè)噴淋層都裝有 多個(gè)霧 化 噴嘴 ,交 叉 布置 ,覆 蓋率 達(dá) zO0%~300%。 噴嘴 入 口壓力不能 人 高 ,在 0.5× 105~2× 105Pa之 間 。噴 嘴 出 口流 速 約 10m/s。 霧 滴 直 徑 約 1320~2950um,大 液滴在塔 內(nèi)的滯 留時(shí)間 1~10s,小 液滴在一定條件下 呈懸浮狀態(tài) 。 吸收塔底部是氧化 槽 ,氧 化 槽 的功 能 是 接 受 和 儲(chǔ) 存 脫 硫 劑 ,溶 解 石 灰 石 ,鼓 風(fēng) 氧 化 CasO3,結(jié) 晶生成石膏 。早期 的濕式石灰-石 灰石 法 幾 乎 都 是 在脫 硫 塔外 另設(shè) 氧化 塔 ,即 由 脫硫塔排 出的含 CasO3的 漿液再被 引人專 門的氧化槽 中 ,并 添加硫 酸 ,在 pH值 為 3~4的 約變 化 條件下鼓風(fēng)氧化 (圖 ⒉18a和 b)。 這種 工藝易發(fā)生結(jié)垢 和堵塞 問題 。 ^填 二 傳 質(zhì)效 料處 , 定堵 塞 。因此 隨著 工藝 的發(fā)展 ,將 氧化系統(tǒng)組合在塔底 的漿池 內(nèi) ,利 用大容積漿池完成 石膏 的結(jié) 晶過 程 ,即 就地強(qiáng)制氧化 。循環(huán) 的吸收劑在氧化槽 內(nèi)的設(shè)計(jì)停 留時(shí)間一般 為 4~8min,與 石灰石 反應(yīng)性 能有關(guān) 。石灰石反應(yīng)性越差 ,為 使之完 全溶解 ,則 要求它在池 內(nèi)滯 留時(shí)間越長(zhǎng) 。氧化 空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離 心 風(fēng)機(jī)鼓 人 ,壓 力 約 0.5× 104~8.6× 104Pa,一 般 氧化 1m。l so2, 需要 1mol02。 儲(chǔ)存底槽 的容積非常大 。為 了防止 固體沉 降 ,保 證新 的石 一 灰石漿能與因吸收 S02而 酸化必須進(jìn)行 中和 的那些 洗 滌漿 液更好 地混 合 ,需 設(shè) 置一些攪拌 器保持不停地?cái)噭?dòng) 。從該底槽 中取 出一定流量 的灰漿送人脫水設(shè)各 。 由于石灰石 的低溶解度 ,這 在 吸收塔 不 同的高度 上對(duì) 吸收漿液 的 pH值 連續(xù)測(cè)量 ,用 來校正和保持吸收塔底槽 中灰 漿 的 pH值 為常數(shù) 。 為 了對(duì)煙氣所夾帶 的液滴 進(jìn)行 分離 ,有 兩級(jí) 除霧 器 布置在 洗 滌塔 的上 部 ,通 過這 一 裝 置 ,可 達(dá)到 直 徑大于 17um的 液滴分離率為 99.9%。 B⒏ W(Bab∞ ck⒏ Wilcox),Bab∞ ck Hitachi和 Babock Energy提 供 的 FGD吸 收裝 置 采用 了托 盤式 結(jié) 構(gòu) ,如 圖 ⒉51所 示 。在 該 吸 收塔 的設(shè) 計(jì) 中 ,煙 氣 上 升 后 通 過 一 個(gè) B⒏ W的 專 利篩 或 多孔 板 ,與 漿 液 的泡洙接 觸 。 由于在整 個(gè) 塔 橫 截 面上 的煙氣 分 布很 均勻 ,使 得 通 過 慧 能有 效 , 亍 島公 川 乏 ,凈 好 ,取 得 Σ 多層噴淋 區(qū)時(shí)煙氣和吸收劑之間能有效接觸 。扁機(jī)械 的方法保 證煙氣均勻分布在大直徑 的吸 收塔 中 ,成 為設(shè)計(jì) 的關(guān)鍵 。托盤非常堅(jiān) 固 ,而 且是撓性 的 ,材 料為合金鋼 ,在 設(shè)計(jì)上保證托 盤能 自清洗 ,在 托盤上強(qiáng)烈 的起泡作用 ,產(chǎn) 生第 二 級(jí)微粒去除功能 。設(shè)計(jì)還加強(qiáng) 了無結(jié)垢運(yùn) 行 的能力 。托盤兩側(cè) 的壓 力 降大約在 ⒛ 0Pa到 700Pa之 間 。整個(gè) 吸收塔 的設(shè)計(jì) 則 受 到吸 收 劑 (例 如石灰或 石灰石 )、 要求 的脫硫效率 、風(fēng)機(jī)功率與再循 環(huán)漿 泵功率之 間 的平衡 以及 其 飛 化用空氣 他一些 因素 的影 響 。 三 、除霧器 的設(shè)計(jì) 干凈煙氣出 口設(shè)除霧器 ,通 常為二級(jí)除霧器 ,裝 在塔的圓筒頂部 (垂 直布置 )或 塔 出 口彎道 后的平直煙道上 (水 平布置 )。 后者允許煙氣流速高于前者 。并設(shè)置沖洗水 ,間 歇沖洗除霧器 。 冷煙氣中殘余水分一般不能超過 100mg/m3,更 不允許超過 zOOmg/m3,否 則會(huì)沾污熱交換器 、疊螺機(jī)煙 道和風(fēng)機(jī)等。濕法煙氣脫硫塔采用的除霧器 主要為折流板除霧器 ,其 次是旋流板除霧器 。 (一 )折 流板 除 霧器 折流板除霧 器是利用液滴與某種 固體 表 面相撞擊 而將 液滴凝 聚并捕 集 的 ,如 圖 ⒉52所 示 。氣液通 過 曲折 的擋板 ,流 線多次偏轉(zhuǎn) ,液 滴則 由于慣性而撞在擋板 上被捕集下來 ,如 圖 75 覺 拌器 囝 `吸 收塔 , 「 (b))氣 體 l 高些 ,一 朋 干凈煙氣出口 泠卻區(qū) 9 用漿液使煙氣飽和 圖 l一 攪拌器 .2一 除霧器 ; 2-51 B&W盤 式 吸收塔 : 3一 錯(cuò)排噴淋管 ;碴 — 托盤 ;5一 循環(huán)泵 ;6一 氧化空氣集 管 (二 )族 7一 水清洗噴嘴 ; 8一 除霧器 ;9一 碳化硅漿液噴嘴 ;10一 合金多孔托盤 旋 流板 I 性 作 用 下 以- 除霧 效 率 可 氵 矍 ∶ 霞燙 /∶ 圖 2 ; 圖 ⒉52 折流板除霧器結(jié)構(gòu)示意圖 ⒉53所 示 。 通 常 ,折 流板 除霧 器 中兩板 之 間 的距 離 為 76 1一 盲板 圖 ⒉53 折流板除霧器原理示意圖 4一 集招 20~30mn,對(duì) 于 垂 直 安 置 的 折 流 板 (圖 ⒉54 旋 流板 留 (b))氣 體 的平均流速為 2~3m/s;對(duì) 于水平放置 的折流板 鞫 (圖 ⒉54(a)),氣 體 的流速可 以 高些 ,一 般為 6~10m/s。 氣速過高會(huì) 引起 二 次夾帶 。 Ξ 鄉(xiāng) 刈 溺 朔 (b) 圖 ⒉54 折 流板 除 霧 器 的通 道 形 式 (二 )旋 流板 除霧器 旋流板 的結(jié)構(gòu)如 圖 ⒉55所 示 ,氣 流在穿過 板 片 間隙時(shí)變成旋 轉(zhuǎn)氣 流 ,其 中的液滴 在慣 性作用下 以一 定 的仰角射 出作螺旋運(yùn)動(dòng)而被甩 向外側(cè) ,匯 集 留到溢 流槽 內(nèi) ,達(dá) 到 除霧 目的 除霧效率可達(dá) , 90%~99%。 蒗燙 圖 ⒉55 旋 流板 除 霧 器 示 意 圖 1一 盲板 ;2一 旋流葉片 〈 ⒛ 片);3一 罩筒 共 ; 圖 ⒉56 旋 流 板 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 1一 施 流板 片 ;2一 罩筒 , R意 圖 4一 集液槽 ;5一 溢流 口氵6一 異形接管 7一 圓形溢流管 ;8一 塔壁 ; 3一 溢流箱 ,蓬 — 開縫線準(zhǔn) 旋 流板 的主要 結(jié) 構(gòu)參 數(shù) 見 圖 ⒉56,有 葉片外 徑 Dx、 中心 盲板 直徑 DⅡ 、 葉片與板 平 面 的 77 夾角 ,即 仰角 α 葉 片開 縫 線 與半徑的夾角 為徑 向角 、 1.葉 片的外 端 直 徑 旋流板 葉片 的外 徑 `、 葉片厚度 a及 開孔 率 印等參 數(shù) 。 、 式中 , Dx大 小 由該板 的氣 液 負(fù) 荷 決 定 。Dx可 按 氣 流 穿 孔 動(dòng) 能 因 子 FO計(jì) 算 。對(duì)于 D廴 亍0,1D;,仰 角 α =25° ,F。 為 10~11的 條 件 下 外 徑 Dx可 近似按 下式計(jì) 算 : 7 Dx△ 10√ V^/t 式 中 ,Dx為 葉片外 徑 ,mm;V為 氣相流量 ,m3/h;‰ 為氣相密度 ,kg/m3。 2.盲 板區(qū)直徑 (2-69) 力 1.2) 8 旋流板中間有一 盲板 區(qū) ,起 著聯(lián)接葉片 及支承 葉片的作用 ,同 時(shí)也起集液和分配液體 的 作用 。盲板直徑 3.仰 角 α 當(dāng)葉片外徑 在 20° 力 (Dm)為 :Dm/Dx≥ 0.4。 小 。疊螺機(jī)1 Dx及 盲板直徑 Dm確 定后 ,仰 角 α的大小 直接影 響開孔 面積 ,實(shí) 驗(yàn)證 明 α 合適 。 ~25° 范圍內(nèi)較 式中 , 卩 4,徑 向角 “ ” `為 AD與 Ao的 夾角 負(fù)值 時(shí) ,此 板為 外 向板 ,外 向板適 宜于除塵 、除霧塔板 。當(dāng) AC或 AD與 盲板圓相切 `為 為切 向板。對(duì) 由下式計(jì)算 時(shí)此板 : ` 圖 2-56(b)所 示 ,對(duì) 開縫線 AB與 半徑 AO重 合 ,則 徑 向角 板稱 `如 為徑 向板。而開縫線 為 AC時(shí) ,AC與 Ao的 夾 角 ,稱 為 “ 向板 ” 反開縫 線,此 。相 內(nèi) 徑向角 彳 WFG 提供丿 ˉ 慮以 小以 給定 ^ `可 5.開 孔率 旋 流板 的開孔 率 甲可按 下式定義 : “=贄 叩 甲=舞 物 的彳 (2-70) 大 直彳 操作 (2-71) I ( 式 中 ,A° 為氣 流 通 道 截 面 積 ,即 各 葉片通 道 的 法 線 方 向截 面 積 之 和 ,m2; AT為 塔 截 面 氵 , m2;♀ 為開孔 率 。 當(dāng)忽 略塔 板 厚 度 ε時(shí) ,通 道截面積 A° 可按 下 式計(jì) 算 : 采用 丿 AO=:(D;_D弘 若考慮塔板厚度 ε時(shí)則 AO應(yīng) 為 A° : )“ m (2-72) 利用 轉(zhuǎn)室 旋轉(zhuǎn) 央形 i : =A。 (盂 m— 耦 萬 ) (2-73) (2-74) Aa=÷ (D;— D廴 ) 積 ,m2;Dx、 式 中 ,仍 為葉片數(shù) ,對(duì) 于 除霧 板 ,御 =12~18;a為 塔 板 厚 ,m;A:為 開 孔 區(qū)水 平 投 影 面 能在 小霧∴ Dm為 葉片外徑及 盲板直徑 ,m;α 為葉片仰角 。 由噴 轉(zhuǎn)運(yùn) 旋轉(zhuǎn) 考慮 開孔 率 ♀的大小 直接影 響塔板上的流動(dòng)狀 態(tài) ,旋 流板可允許有較大 的開孔率 ,作 傳質(zhì)用 的塔板 ,開 孔率可取 30%左 右 ,作 除霧或除塵塔板 ,開 孔率可取 40%左 右 。 6.罩 筒 旋 流板 的葉片外 端設(shè)有罩 筒 ,罩 筒與塔壁 之 間形成集液槽 ,將 沿塔壁 降落 的液體導(dǎo)人溢 流裝置 :罩 筒高 凡 般 取 z一 78 50~80mm,也 可用下式計(jì)算 : /iz :I;;;;∶ Ls1w亠 ε c。 sα (2-75) 1計(jì) ? 69) 式中,凡 z為 罩筒高 ,m;其 他符號(hào)同式 7.塔 徑 旋 流板 塔 徑 (⒉ 74)。 D應(yīng) 考 慮 到 降 液 裝 置 ,為 此 D=(1.1~1.4)Dx,對(duì) 1,2)Dx。 于 除霧 板 D=(1.1~ 8.壓 降 卜 的 旋 流板 內(nèi)的切 向氣 速 一 般 可 取 小 。它 的壓 降 可用 下式 計(jì) 算 : 10~17m/s,與 旋 風(fēng) 分 離 器 人 口氣 速 相 近 ,但 =ζ 坳 呼⑴ 其 阻力較 (2-76) 目α 式 中 ,ζ 為阻力 系數(shù) ,一 般在 ∶ 稱 ∶ 線 或 WFGD系 統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用 的重要 因素 。霧 化 噴 嘴 的功 慮 以下幾 個(gè) 因素 :(1)存 在于石 灰石 漿和廢 物的含 量 以及 提供足 夠接觸 面積的霧化小 液滴 以有效脫 除煙 ~2間 。 在 四、霧化噴嘴 的設(shè)計(jì) 石 灰石 -石 膏濕法 煙氣脫 硫工 藝 中 ,噴 淋式 1。 吸收塔 中噴 射 石 灰石漿 液 的霧化 噴 嘴是控 制 能是 將 大量 的石 灰 石漿 液轉(zhuǎn) 化為 能 o) 小 以及 石灰石 漿液通 過噴嘴 時(shí)的流 速 ;(3)噴 矣疊 翟 露鬈 彰箕萑 12湍 操作 以及 維護(hù) 等造成 的機(jī) 械損傷 。 (一 pH值 ;(2)導(dǎo) 致 噴嘴被 侵蝕 的因素 ,包 括 氣 中的 S02。 霧化 噴嘴 的選擇 和設(shè) 計(jì) ,應(yīng) 該考 帛 中導(dǎo)致 噴嘴銹 蝕 的因素 ,特 別是氯 化物和 氟化 飛灰 的百分 含量 、石 灰石 顆粒 的大 系統(tǒng) 嘴的性 能要 求在指 定操 作壓力下 必須 達(dá)到 貔 骺 黥 摜 )霧 化 噴嘴 的設(shè) 計(jì) 液體 的霧化 方法有壓 力霧化 、轉(zhuǎn)盤霧 化 、氣 體霧化 、 聲 波霧 化 等 。在 采用壓 力霧化 方法 。 WFGD中 ,一 般 1.壓 力式 霧化噴嘴 的工 作原理 壓 力式霧 化噴 嘴 ,主 要 由液體切 向人 口、 液體旋 轉(zhuǎn)室 、噴嘴孔 等組成 ,如 圖 ⒉57所 示 。 利用 高壓泵 使液體 獲得很 高的壓 力 (2~2oMPo,從 切 向人 口進(jìn)人 噴嘴的旋 轉(zhuǎn)室 ,液 體在旋 轉(zhuǎn) 罕 獲得旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。根 據(jù)旋轉(zhuǎn) 動(dòng)量矩 守恒定 律 ,旋 轉(zhuǎn)速度 與旋 轉(zhuǎn)半徑 成反 比 ,愈 靠 近軸心 旋轉(zhuǎn)速度 愈大 ,其 靜壓力 亦愈 小 (參 看 圖 ⒉57(a),旋 轉(zhuǎn) 室 內(nèi)壓力 分 布 圖 ),結(jié) 果在 噴嘴 中 央形成一股 壓力 等于大 氣壓 的空 氣旋流 。 而液 體則形 成繞空 氣心旋轉(zhuǎn) 的環(huán)形 薄膜 ,液 體靜壓 能在 噴嘴孔處 轉(zhuǎn)變?yōu)?向前運(yùn) 動(dòng) 的旋轉(zhuǎn) 的液 體 動(dòng)能 ,從 噴 嘴 噴出 。液膜 伸長(zhǎng)變 薄 , 后分裂 為 小霧 滴 。這 樣形成 的液 霧為空心 圓錐 形 ,又 稱空心 錐噴霧 。 2.壓 力式 噴嘴的結(jié) 構(gòu)型式 壓 力式 噴嘴在結(jié) 構(gòu)上 的共 同特點(diǎn)是 使液體 獲得旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,即 液體獲 得離心 慣性力 ,然 后 由噴嘴孔 高速旋 轉(zhuǎn)噴出。所 以 ,人 們把壓力 式 噴嘴統(tǒng)稱 為離心壓 力 噴嘴 。由于使液 體獲得 旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 的緝 構(gòu)不 同 ,離 心壓 力噴嘴可粗 略地 分為旋 轉(zhuǎn)型和 離心型兩類 。 旋轉(zhuǎn)型壓 力噴嘴的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)是有一 液體旋 轉(zhuǎn) 室及切 線 人 口 (見 圖 ⒉57)。 凡是 液體經(jīng)過 旋轉(zhuǎn)室 的噴嘴 ,一 般稱為 旋 轉(zhuǎn) 型壓 力 噴 嘴 。工 業(yè) 上 使用 的旋 轉(zhuǎn) 型壓 力 噴 嘴如 圖 ⒉58所 示 。 考慮料液 的磨 蝕 問題 ,可 采 用 鑲 人 造 寶 石 的噴 ,如 嘴 圖 ⒉59所 示 。也 可 采 用 碳 化 鎢 材 料 , 79
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