液接觸總表面積,對(duì)于填料塔A等于填料被濕化的表面積加上從填料中下落液滴的表面積;對(duì)于噴淋空塔,A等于所有霧化液滴的總表面積;對(duì)于帶有多孔篩盤(pán)的噴淋塔,A包括液滴的總表面積加上煙氣通過(guò)篩盤(pán)上液層鼓起的氣泡的表面積。通過(guò)提高噴淋流量(m2/h)、噴淋密度、吸收區(qū)有效高度、填料表面積和降低霧化液滴平均直徑可以增大A值,提高脫硫效率。因此A是吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)總傳質(zhì)系數(shù)K可以用吸收氣體通過(guò)氣膜和液膜的傳質(zhì)分系數(shù)k和k來(lái)表示,即式中,Dc、D分別為氣膜和液膜的擴(kuò)散系數(shù);為液膜增強(qiáng)系數(shù)k、k是SO2擴(kuò)散系數(shù)和一些影響膜厚的物理變量,如液滴大小、氣液相對(duì)流速的函數(shù)
液膜增強(qiáng)系數(shù)受漿液成分或堿度的影響,提高液體的堿度,值增大。因此,可以通過(guò)提高氣液之間的接觸效果,例如加劇氣液之間的擾動(dòng)來(lái)降低液膜厚度,或通過(guò)提高漿液的堿度提高K值,即可提高SO2吸收速率根據(jù)式(3-2-3),當(dāng)用堿性吸收劑洗滌易溶于水的氣體時(shí),H很小、中大,H(kの)一項(xiàng)可以忽略不計(jì),則1/K≈1/ko,即K≈ko,這說(shuō)明吸收過(guò)程的總傳質(zhì)速率主要取決于氣膜的擴(kuò)散率,在這種情況下,提高液相堿度對(duì)總傳質(zhì)系數(shù)K的影響不大。這屬于氣膜控制過(guò)程,石灰法FGD基本上屬于這種類(lèi)型。而對(duì)于石灰石濕法FGD工藝,由于CaCO難溶于水,為提高aCO2的溶解速率,液相為弱酸性,因此值很小,式(3-2-3)中的H/(k)不能忽略。實(shí)際除了上述的氣液界面外,還存在液-固界面,在非常復(fù)雜的氣液固三相反應(yīng)的過(guò)程中,CaO的溶解速率控制了吸收過(guò)程的總速率,因此,石灰石FGD過(guò)程主要是液膜控制過(guò)程。塔器高度濕式FGD屬于低濃度氣體吸收過(guò)程在吸收塔內(nèi),氣體濃度y逐漸下降而液體濃度逐漸上升,各截面的傳質(zhì)速率NA是變化的。傳質(zhì)速率式代入質(zhì)量衡算式,然后根據(jù)低濃度吸收過(guò)程的特點(diǎn),氣液兩相的流率(G和L)及的、特點(diǎn)外、隔板的另一個(gè)作用是試圖減少氧化空氣,被吸人隔環(huán)中面影響的工作特性,圖3反應(yīng)槽中的隔板成稱(chēng)折流板也是起隔離空氣泡的作用。圖3-314(c)和圖3-3-14(d)是另外兩種布置方式。無(wú)論采用哪種反應(yīng)布置方式,都必須充分授拌槽體中的漿液,攪排的目的除了懸浮漿液中的固體顆粒外,還有以下作用:①使新加入的吸收劑漿液盡快分布均勻,加速石灰石的溶解應(yīng)②量免脫硫副產(chǎn)物局部濃度過(guò)高,以防止石膏結(jié)垢;③提高氧化效果,促使石膏結(jié)品成長(zhǎng)通常排液的方式有兩種,一種是液力攪排方式,采用脈沖懸浮泵,從槽體中抽取漿液向槽底都噴射形成攪拌[如圖3-3-14(b)所示].這種攪掉方式當(dāng)FGD系統(tǒng)短時(shí)停機(jī)期間可以停運(yùn)脈沖懸浮泵,節(jié)省動(dòng)力消耗。脈沖懸浮泵有上下兩個(gè)吸入口,當(dāng)需要授動(dòng)已沉淀漿液時(shí),先開(kāi)啟上吸入閥門(mén),啟動(dòng)系,10min后沉淀業(yè)液攪拌均勻后切換下吸入口閱門(mén)進(jìn)家。另一種方式是采用螺旋某攪拌器,這是一種成熟的機(jī)械攪拌技術(shù),設(shè)備較簡(jiǎn)單,操作靈活。缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)短時(shí)停機(jī)時(shí),只要罐體中有漿液,就不能停止攪拌器的運(yùn)行,如果停運(yùn)超過(guò)大約8h,石膏沉積物就不容易再攪動(dòng)起來(lái)。攪拌器可以垂直安裝在反應(yīng)槽的頂部,也可以從槽體側(cè)面插入[見(jiàn)圖3-3-14,后一種布置方式為常見(jiàn),為了避免槽體底部出現(xiàn)固體物沉淀“死區(qū)”,需沿槽體側(cè)壁合理地布置多臺(tái)攪排器,有的將懸浮漿液用攪拌器與氧化空氣用攪拌器合二為一[見(jiàn)圖3(d)、(e)],也有的將其分開(kāi)設(shè)計(jì)和布置[見(jiàn)圖3-3-14(c)]反應(yīng)罐還應(yīng)設(shè)置便于檢修人員、機(jī)械設(shè)備進(jìn)出的人孔門(mén)。在罐體的最低位置需設(shè)置排空閱,便于排盡漿液和沖洗罐體底部淤積的固體物強(qiáng)制氧化裝置的型式和布置方式在大型火電石灰石法工藝中,必須設(shè)置強(qiáng)制氧化裝置,由專(zhuān)門(mén)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)來(lái)提供所需的氧化空氣,實(shí)現(xiàn)已吸收SO2的氧化將氧化空氣導(dǎo)入反應(yīng)槽氧化區(qū),并使之分散。工業(yè)上有多種強(qiáng)制氧化裝置,其中用得最普的兩種是管網(wǎng)噴霧式,又稱(chēng)固定式空氣噴霧器(FAS)和攪拌器與空氣噴槍組合式(ALS)
FAS是在反應(yīng)槽的一定深度(通常大于3m)[見(jiàn)圖3-3-15(b)]或在罐體的底部沿著槽體截面,均布若干根布?xì)庵鞴?,可以直接在主管上開(kāi)許多噴氣孔「見(jiàn)圖3-3-15(a)、(b)],也可以在主管上裝分支管,使噴嘴分布得更均勻[見(jiàn)圖3-3-15(c)、(d)]。多孔管小孔直徑一般采用512mm;主管直徑一般采用80~180mm,支管直徑采用20~40mm圖3-3-15()的主管直徑般采用80~180mm,支管直徑一般采用~15mm;圖3-3-15(d)的主管內(nèi)徑按管內(nèi)空氣流速20m/s來(lái)計(jì)算,支管按流速20~25m/s計(jì)算內(nèi)徑,噴嘴內(nèi)徑8~16m,噴射空氣流速取4080m/s,噴嘴間距300~1000mm,標(biāo)準(zhǔn)間距500mm,噴嘴與槽底的間距應(yīng)不小于400mm,這種設(shè)計(jì)的噴嘴分布較均勻,但管道的阻力大,支管易堵塞。FAS氧化空氣管道的設(shè)計(jì)應(yīng)使噴嘴均勻地分布在整個(gè)相體截面上,使微小氣泡充滿整個(gè)氧化區(qū)
為了防止氧化空氣噴嘴堵塞,定時(shí)將工業(yè)水注入氧化空氣主管中,用于沖洗和降溫,避免垢到堵也有利于氧的溶解。圖3-3-15(d)氧化空氣管的沖洗結(jié)構(gòu)如圖3-3-16所示,每個(gè)噴嘴沖洗水的平均流量約為4L/h,程控定時(shí)沖洗頻率基本與除霧器相同。ALS是將氧化空氣噴管布置在側(cè)插入式攪拌器業(yè)葉的前方,如圖3-3-15()~圖33
所示,圖3-3-17是其結(jié)構(gòu)圖。依靠攪拌器菜葉產(chǎn)生的高速液流鼓入的空氣分散成細(xì)小的氣泡,均布于氧化區(qū),有利于氧氣溶解。盡管ALS氧化空氣噴管口徑比FAS的大得多,但仍需設(shè)置沖洗水管以防止噴管結(jié)垢堵塞關(guān)于強(qiáng)制氧化裝置的布置,應(yīng)重視以下三點(diǎn)。①?lài)娮斓慕](méi)深度不宜小于3m,確保氧空
氣在氧化區(qū)有足夠的停留時(shí)間②對(duì)FAS來(lái)說(shuō),管網(wǎng)的布置應(yīng)使鼓入漿液的空氣泡均勻分布于整個(gè)氧化區(qū),對(duì)ALS來(lái)說(shuō),應(yīng)布置足夠的噴槍?zhuān)瑪嚢杵髂芴峁┳銐虻膭?dòng)力,使其產(chǎn)生的液流足以將氧化空氣泡送至氧化區(qū)的整個(gè)斷面上,對(duì)于大直徑的反應(yīng)槽,尤應(yīng)關(guān)注此問(wèn)題防止空氣進(jìn)人循環(huán)泵和出漿泵,進(jìn)入泵體的氣泡占漿液的體積比應(yīng)低于1%,當(dāng)超過(guò)3%時(shí),泵的效率二級(jí)水平流除霧器,當(dāng)煙氣流速6m/s時(shí),壓力損失約為250,而同為二級(jí)垂直流除寫(xiě)氣,所需材料較煙氣流速3.4m/s時(shí)壓力損失不到100Pa。所以在舊電廠加裝改造FGD時(shí),采用垂直流往可能無(wú)須增壓風(fēng)機(jī)或減少對(duì)增壓風(fēng)機(jī)的要求。對(duì)于新建電廠的FGD系統(tǒng),采用銅種霧器及處置方式,應(yīng)當(dāng)綜合考慮優(yōu)劣得失、GGH類(lèi)型和平面布置的位置目前,大型濕式FGD幾乎都采用二級(jí)除霧,以防下游設(shè)備結(jié)垢和腐蝕,第一級(jí)較寬,多為30-7m能除去り%以上的霧濃,易清洗第三級(jí)的板間距數(shù),td
30mm,除霧效率高,能使出口煙氣中的液滴含量降至50mg/m2(廠商甚至提出
術(shù)規(guī)范的要求是低于75mgm3,由手進(jìn)入第二級(jí)除霧器的煙氣中液滴已大大少,斷ぐ、
來(lái)并不困難??紤]投資成本和運(yùn)行費(fèi)用,第三級(jí)除霧器很少采用。通常,在濕式FCいt
部設(shè)置こ級(jí)除霧裝置就已足夠。通過(guò)二級(jí)除霧可以達(dá)到直徑大于17p=m的液滴分離率為別可排出凈煙氣的含液量低于75mg/m2,液滴的平均直徑小于20m除霧器兩級(jí)之間的間距以及各級(jí)除霧器與吸收塔中其他組件的距離也是除霧器設(shè)計(jì)物可故數(shù)上是母管或液柱最高點(diǎn)應(yīng)有足夠的距離,ー個(gè)空同,氣中的置沖洗管道。對(duì)于高煙氣流速(4.6m/s)的逆流塔,適當(dāng)加大這一間距相當(dāng)于延長(zhǎng)了區(qū)的高度。對(duì)于垂直流除霧器,建議這一距離≥1.2~1.5m近年我國(guó)引進(jìn)的逆流噴淋塔,除霧器采用菱形布置,吸收塔噴嘴為雙空心錐切線型,噴淋母管中心線與第一級(jí)除霧器端面的平均距離為4.1m(最小距離3.5m)。引進(jìn)的逆流液柱塔,煙氣流速3.55~4.56m/s,液柱最高點(diǎn)與垂直流除霧器第一中放由于水平流除霧器通常布置在吸收塔外的水平煙道中,與噴淋層之間留有足夠的i上經(jīng)過(guò)第一級(jí)除霧器后的煙氣中二次帶水形成的較大液滴,為了使之從煙氣中分離出于布置兩級(jí)之同向上和向下的沖洗裝置,以及方便維修,兩級(jí)之間必須留有足夠的空無(wú)論垂直流或水平流除霧器,這個(gè)空間高度是1.8m。目前,F(xiàn)GD所用除霧器的發(fā)展趨勢(shì)是減少H道數(shù),縮小除霧器的厚度和板間距,增大第一復(fù)可料E與最上層噴淋層的距離,擴(kuò)大兩級(jí)間的空間第2級(jí)做的目的在于謀求高效除霧和方便沖洗維護(hù)條件1.5~1.8m
在采用垂直流除霧器的逆流吸收塔中,第二4.5m/s以上的煙氣高流速。第1級(jí)器頁(yè)面至吸收塔截面開(kāi)始變窄處(即煙氣流速開(kāi)數(shù)吸收最比依靠煙氣流速托起的液滴要大得多,留有上層確林層處),也應(yīng)有足夠的距離。煙氣二次帶水形成的可以使這些較大滴從煙氣中分離出來(lái)落將樣可以減少帶到除霧器下游煙道和設(shè)備中的液
煙氣流這一間距不小于1m,舊32示出采用二圖33-22ME各級(jí)之間以及它與塔內(nèi)吸收塔上部與其他之間的建議間距?其他部件之間的推薦間距濕法FGD系統(tǒng)中的除霧器通常由除霧器本體和沖洗系統(tǒng)組成。沖洗系統(tǒng)則由種要4.除霧器的沖洗洗系統(tǒng)的作用是定期沖洗掉除霧器板片上捕集的漿體、固體沉積物,保持板片清法洗管道、沖洗水泵、沖洗水自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、壓力儀表、沖洗水流量計(jì)以及程控器等組成。