[石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术中常用的几种吸收塔]-石灰石石膏湿法脱硫工艺设计.doc

[石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术中常用的几种吸收塔]石灰石石膏湿法脱硫工艺设计(内蒙古机电职业技术学院，内蒙古呼和浩特010050)摘要：文章对石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术中常用的填料塔、喷淋塔、液柱塔、喷射鼓泡塔的工艺、特点进行了介绍。关键词：填料吸收塔；石灰石；石膏；湿法烟气脱硫中图分类号：X701.3文献标识码：A文章编号：1007—6921(2009)20—0093—02石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术是采用石灰石的浆液在吸收塔内吸收烟气中的SO2并副产石膏的一种方法。其工艺原理是用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，分为吸收和氧化两个阶段。先吸收生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。该方法常见的工艺流程是烟气首先进入冷却塔，在冷却塔内用水洗涤、降温、增湿，然后进入吸收塔内，塔内用石灰浆液进行洗涤脱硫。经脱硫并除去雾沫净化的烟气，再经加热器升温，由烟囱排入大气。吸收SO2后的浆液，在氧化塔内用压缩空气进行氧化。氧化后的浆液经增稠、脱水即得副产品——石膏。该方法是国外工业化烟气脱硫的主要方法，尤以日本应用较多，多用于火力发电厂。石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺系统通常包括：烟气系统、SO2吸收系统、吸收剂制备系统、石膏脱水及贮存系统、工艺水系统、废水处理与排放系统、控制系统等。该工艺的核心部分是吸收塔，实际应用中吸收塔的主要塔型有：填料塔、喷淋塔、液柱塔和喷射鼓泡塔。1填料塔填料塔主要有两种类型：格栅填料塔和湍球塔。格栅填料塔是早期的石灰石——石膏法中较为典型的一种塔形。图1所示的是采用塑料格栅做填料的格栅填料塔。在塔内放置格栅填料，浆液循环泵将石灰石浆液送到溢流型喷嘴，浆液溢流到格栅上，烟气顺流进入吸收塔，在格栅上气流和浆液充分接触传质，完成二氧化硫的吸收过程，从而达到脱硫的目的。湍球塔是以气相为连续相的逆向三相流化床，在湍球塔的两层栅栏之间装有许多填料球（通常为聚乙烯或聚丙烯注塑而成的空心球），如图2所示。下栅栏自由流通面积一般＞70%，以便重力排放。烟气由烟道进入塔的下部，填料球处于均匀流化状态，吸收剂自上而下均匀喷淋，润湿小球表面，进行吸收。由于气、液、固三相接触，小球表面的液膜不断更新，增强了气、液两相的接触和传质，达到高效脱硫和除尘的目的。填料塔的特点：格栅填料塔的优点是采用溢流型喷嘴，循环泵能耗较低，喷嘴的磨损情况大为缓解；其缺点是格栅容易被CaSO4·2H2O及CaSO4堵塞，需定时清洗，维护费用较高；而湍球塔具有处理烟气量大、稳定性好、吸收率高、占地面积小、造价低廉、操作容易、维护简单方便等特点，可用于各种条件下的烟气脱硫。但其阻力较大，需要定期更换填料球［1］。2喷淋塔740)this.width=740”border=undefined>喷淋塔又称空塔或喷雾塔，是石灰石——石膏法工艺的主流塔型。其结构见图3。塔内分为喷淋区、氧化区和除雾区。喷淋区高度一般为5m～15m，接触时间约为2s～5s，有3～4个喷淋联管，每个联管都装有很多雾化喷嘴，交叉布置；氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风将CaSO3氧化成CaSO4，并结晶生成石膏。喷淋塔的工作过程是：石灰石浆液通过雾化喷嘴形成雾滴，均匀地喷淋于塔中；进入吸收塔的烟气与自由移动的液滴紧密接触（一般是以逆流方式布置，且不设气流限制装置）；净化后的烟气所带出的液态雾滴由除雾器捕获。喷淋塔的特点：它的优点是内部构件少，塔内不易结垢和堵塞,压力损失也较小；缺点是为了保证良好的雾化效果，要将浆液喷射成均匀微小的液滴，循环泵必须能够提供足够的压力，浆液中的脱硫剂颗粒也不能太大，否则喷头容易堵塞，因此该装置对脱硫剂的磨制过程和循环泵的性能要求较高［2］。3液柱塔液柱塔的结构如图4所示。它由顺/逆流程的双塔组成，平行树立于氧化反应罐之上，顺流塔的横截面是逆流塔的5倍左右。在顺流塔顶部水平安装二级除雾器，塔内的下部均匀布置向上喷射的喷嘴。烟气首先自上而下经过逆流塔，与向上喷射成柱状的脱硫剂浆液逆向进行气、液两相接触传质，并与喷射后回落的高密度细微液滴继续进行同向传质和吸收。烟气从逆流塔流出经过反应罐上部折转180°，自下而上通过顺流塔，与向上喷射的液柱及向下回落的液滴再次进行气液两相高效接触，经除雾器除去烟气携带的液滴，流出吸收塔。740)this.width=740”border=undefined>液柱塔的特点。优点：由于脱硫反应区域内是空塔，避免了塔内结垢或堵塞。同时，由于喷嘴的特殊设计，采用液柱喷射的方法，使得其喷嘴处比喷淋塔产生堵塞和结垢的可能性要小得多。缺点：液柱塔在对负荷适应性及运行的灵活性等方面考虑得不多。其造价相应较高［3］。4喷射鼓泡塔喷射鼓泡塔烟气脱硫