湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型.pdf

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孙琦明
(浙江蓝天求是环保集团有限公司，杭州310012)

摘要：本文着重介绍了湿式石灰石～石膏烟气脱硫工艺中的核心设备——吸收塔的结构形式及喷嘴、
喷淋层、除雾器、侧进式搅拌器、氧化空气管等塔内件的设计要求。
关键词：吸收塔；喷嘴；喷淋层；除雾器；侧进式搅拌器
中图分类号：X701．3文献标志码：A文章编号：1008—5377(2007)04—0018—05

ModelSelectionofDesignforAbsorbingTowerandIt’SInsideFittingsinWet
ProcessofFGDTechnology

SUNQi·ming

1吸收塔塔型的选择由于喷淋吸收空塔塔内件较少，结垢的机率较小，
在湿法脱硫工艺中，吸收塔是一个核心部件，一个运行维修成本较低，因此喷淋吸收空塔已逐渐成为目前
湿法脱硫工程能否成功，关键看吸收塔、塔内件及与之应用最广泛的塔型之一。图2为喷淋吸收空塔(以下简
相匹配的附属设备的设计选型是否合理可靠。在脱硫工称吸收塔)的结构简图。
程中运行阻力小、操作方便可靠的吸收塔和塔内件的布
置形式，将具有较大的发展前景。
目前，在国内的脱硫工程中，应用较多的吸收塔塔型有
喷淋吸收空塔、托盘塔、液柱塔、喷射式鼓泡塔等。国内学者
曾在实验室里对各种塔型做了实验测试(见图1)，从测试情
况看，在塔内烟气流速相同的情况下，喷淋吸收空塔的系统
阻力最小，液柱塔的阻力次之，托盘塔的阻力相对较大。
至．40250
30重200
。垂。
蓍10蓍100
萎?萎50图2喷淋吸收空塔结构
塔内风速(m／s)
喷淋吸收空塔喷淋托盘塔2喷淋吸收空塔主要工艺设计参数

(1)烟气流速
—-■一j“I1在保证除雾器对烟气中所携带水滴的去除效率及吸

一×一I’I1I收系统压降允许的条件下，适当提高烟气流速，可加剧
烟气和浆液液滴之间的湍流强度，从而增加两者之间的
塔内风速(m／s)
喷淋液柱塔接触面积。同时，较高的烟气流速还可持托下落的液
图1主要吸收塔塔型测试情况滴，延长其在吸收区的停留时间，从而提高脱硫效率。

中一环保产业2007．4

R研eseIa究rchIP进rogIre展ssl19

另外，较高的烟气流速还可适当减少吸收塔和塔内件的如要求吸收塔内的石灰石充分溶解，则石灰石在循
几何尺寸，提高吸收塔的性价比。在吸收塔中，烟气流环浆池内必须有足够长的停留时间。一般来说，石灰石
速通常为3～4．5m／s。许多工程实践表明，3．6m／s~<烟的停留时间须>4．3min。石灰石溶解的停留时间按下式
气流速(1l0％过负荷)≤4．2m／s是性价比较高的流速计算：
区域。T=V／(NXRF)
(2)液气比(L／G)其中：卜停留时间(min)；V一浆池体积(m)；
L／G决定了SO，的吸收表面积。在吸收塔中，喷淋N一循环泵数；RF一单台循环泵流量(m／h)。
雾滴的表面积与浆液的喷淋速率成一定的比例关系。当3)氧化反应的体积和氧气从空气转移到液体的深度
烟气流速确定以后，L／G成为了影响系统性能的最关键氧气从空气转移到液体的深度，是指吸收塔浆液池
变量，这是因为浆液循环率不仅会影响吸收表面积，还内释放氧化空气的曝气管或喷枪的位置。亚硫酸盐或亚
会影响吸收塔的其他设计，如雾滴的尺寸等。硫酸氢盐的氧化分为两部分，一部分是吸收塔内烟气中
L／G的主要影响因素有：吸收区体积、SO，的去除的氧气进入浆液液滴的自然氧化，另一部分是空气通过
效率、吸收塔空塔速率、原烟气的SO，浓度、吸收塔浆曝气管网进入浆液池后的强制氧化。
液的氯含量等。具体计算时，应先根据烟气中的氧气含量和SO，入
根据吸收塔吸收传质模型及气液平衡数据计算出液口浓度，确定自然氧化和强制氧化的比例，计算出强
气~B(L／G)，从而确定浆液循环泵的流量。制氧化SO，需要的理论空气量，再考虑一定的空气富裕
美国能源部编制的FGD—PRISM程序的优化计量，即氧硫比p。
算，L／G以l5L／m为宜，此时，SO，的去除效率已接近实际空气用量计算公式：
100％。L／G超过l5．5L／m后，脱硫效率的提高非常缓实际空气[(kg／min)]=计算氧化空气【(kg／min)]X氧
慢，而且提高L／G将使浆液循环泵的流量增大，增加循硫比(p)
环泵的设备费用，同时还会提高吸收塔的压降，加大增根据以上1)、2)，并结合3)可计算出吸收塔浆池
压风机的功率及设备费用。的体积，取最大值后根据直径计算出浆液池高度，再根
(5)吸收塔浆池尺寸据理论氧化空气量和氧硫比p计算出实际空气用量。
吸收塔浆池尺寸可通过以下工艺设计参数确定：
3吸收塔的结构尺寸
1)石膏颗粒(晶种)生长的停留时间
湿法脱硫系