【正文】 ，是利用石灰石和亞硫酸鈣來(lái)脫去煙氣中二氧化硫氣體的主要設(shè)備，要保證較高的脫硫效率，必須對(duì)吸收塔系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，包括吸收塔的尺寸設(shè)計(jì)，塔內(nèi)噴嘴的配置，吸收塔底部攪拌裝置的形式的選擇、吸收塔材料的選擇以及配套結(jié)構(gòu)的選擇（包括法蘭、人孔等）。 吸收塔的直徑和噴淋塔高度設(shè)計(jì) 本脫硫工藝選用的吸收塔為噴淋塔，噴淋塔的尺寸設(shè)計(jì)包括噴淋塔的高度設(shè)計(jì)、噴淋塔的直徑設(shè)計(jì) 噴淋塔的高度設(shè)計(jì) 噴淋塔的高度由三 大部分組成，即噴淋塔吸收區(qū)高度、噴淋塔漿液池高度和噴淋塔除霧區(qū)高度。但是吸收區(qū)高度是最主要的，計(jì)算過(guò)程也最復(fù)雜，次部分高度設(shè)計(jì)需將許多的影響因素考慮在內(nèi)。而計(jì)算噴淋塔吸收區(qū)高度主要有兩種方法： （ 1） 噴淋塔吸收區(qū)高度設(shè)計(jì)（一） 達(dá)到一定的吸收目標(biāo)需要一定的塔高。通常煙氣中的二氧化硫濃度比較低。吸收區(qū)高度的理論計(jì)算式為 h=H0 NTU (1) 其中： H0 為傳質(zhì)單元高度： H0=Gm/(kya)（ ka 為污染物氣相摩爾差推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)， a 為塔內(nèi)單位體積中有 效的傳質(zhì)面積。） NTU 為傳質(zhì)單元數(shù)，近似數(shù)值為 NTU=(y1y2)/ △ ym，即氣相總的濃度變化除于平均推動(dòng)力△ ym=（△ y1△ y2） /ln(△ y1/△ y2)(NTU 是表征吸收困難程度的量， NTU 越大，則達(dá)到吸收目標(biāo)所需要的塔高隨之增大。 根據(jù)（ 1）可知： h=H0 NTU=)l n ()()(***22*11*22*112121yyyyyyyyyyakGyyyakGymmym????????? aky = akY = 10 WG? ]4[ ?? ]4[ (2) 其中： y1,y2 為脫硫塔內(nèi)煙氣進(jìn)塔出塔氣體中 SO2 組分的摩爾比， kmol(A)/kmol(B) *1y , *2y 為與噴淋塔進(jìn)塔和出塔液體平衡的氣相濃度， kmol(A)/kmol(B) kya 為氣相總體積吸收系數(shù)， kmol/(m3 . h﹒ kpa) x2， x1 為噴淋塔石灰石漿液進(jìn)出塔時(shí)的 SO2 組分摩爾比， kmol(A)/kmol(B) G 氣相空塔質(zhì)量流速， kg/(m2﹒ h) W 液相空塔質(zhì)量流速， kg/(m2﹒ h) y1 =mx1, y2 =mx2 (m為相平衡常數(shù)，或稱(chēng)分配系數(shù)，無(wú)量綱 ) kYa 為氣體膜體積吸收系數(shù)， kg/(m2﹒ h﹒ kPa) kLa 為液體膜體積吸收系數(shù)， kg/(m2﹒ h﹒ kmol/m3) 式（ 2）中 ? 為常數(shù)，其數(shù)值根據(jù)表 2[4] 表 3 溫度與 ? 值的關(guān)系 溫度 / 10 15 20 25 30 ? 采用吸收有關(guān)知識(shí)來(lái)進(jìn)行吸收區(qū)高度計(jì)算是比較傳統(tǒng)的高度計(jì)算方法，雖然計(jì)算步驟簡(jiǎn)單明了，但是由于石灰石漿液在有 噴淋塔自上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于石灰石濃度的減少和亞硫酸鈣濃度的不斷增加，石灰石漿液的吸 收傳質(zhì)系數(shù)也在不斷變化，如果要算出具體的瞬間數(shù)值是不可能的，因此采用這種方法計(jì)算難以得到比較精確的數(shù)值。 以上是傳統(tǒng)的計(jì)算噴淋塔吸收區(qū)高度的方法，此外還有另外一種方法可以計(jì)算。 （ 2） 噴淋塔吸收區(qū)高度設(shè)計(jì)（二） 采用第二種方法計(jì)算，為了更加準(zhǔn)確，減少計(jì)算的誤差，需要將實(shí)際的噴淋塔運(yùn)行狀態(tài)下的煙氣流量考慮在內(nèi)。而這部分的計(jì)算需要用到液氣比（ L/G）、煙氣速度 u（ m/s）和鈣硫摩爾比 (Ca/S)的值。 本設(shè)計(jì)中的液氣比 L/G 是指吸收劑石灰石液漿循環(huán)量與煙氣流量之比值（ L/M3）。如果增大液氣比 L/G，則推動(dòng) 力增大，傳質(zhì)單元數(shù)減少，氣液傳質(zhì)面積就增大，從而使得體積吸收系數(shù)增大，可以降低塔高。在一定的吸收高度內(nèi)液氣比 L/G 增大，則脫硫效率增大。但是，液氣比 L/G 增大，石灰石漿液停留時(shí)間減少，而且循環(huán)泵液循環(huán)量增大，塔內(nèi)的氣體流動(dòng)阻力增大使得風(fēng)機(jī)的功率增大，運(yùn)行成本增大。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量使液氣比 L/G 減少到合適的數(shù)值同時(shí)有保證了脫硫效率滿(mǎn)足運(yùn)行工況的要求。 濕法脫硫工藝的液氣比的選擇是關(guān)鍵的因素，對(duì)于噴淋塔，液氣比范圍在8L/m 3 25 L/m3 之間 [5] ，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知液氣比選擇 L/m3 是最佳的數(shù)值 [5][6]。 煙氣速度是另外一個(gè)因素，煙氣速度增大，氣體液體兩相截面湍流加強(qiáng)，氣體膜厚度減少，傳質(zhì)速率系數(shù)增大，煙氣速度增大回減緩液滴下降的速度，使得體積有效傳質(zhì)面積增大，從而降低塔高。但是，煙氣速度增大，煙氣停留時(shí)間縮短，要求增大塔高，使得其對(duì)塔高的降低作用削弱。 因而選擇合適的煙氣速度是很重要的，典型的 FGD 脫硫裝置的液氣比 在脫硫率固定的前提下，逆流式吸收塔的煙氣速度一般在 [5][6]，本設(shè)計(jì)方案選擇煙氣速度為 。 濕法脫硫反應(yīng)是在氣體、液體、固體三相中進(jìn)行的，反應(yīng)條件比較理想，在脫硫效率為 90%以上時(shí)（本設(shè)計(jì)反案尾 5%），鈣硫比 (Ca/S)一般略微大于 1，最佳狀態(tài)為 ，而比較理想的鈣硫比 (Ca/S)為 ，因此本設(shè)計(jì)方案選擇的鈣硫比 (Ca/S)為 。 （ 3）噴淋塔吸收區(qū)高度的計(jì)算 含有二氧化硫的煙氣通過(guò)噴淋塔將此過(guò)程中塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量平均到吸收區(qū)高 度內(nèi)的塔內(nèi)容積中 ,即為吸收塔的平均容積負(fù)荷――平均容積吸收率，以 ? 表示。 首先給出定義，噴淋塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量除于吸收容積，得到單位時(shí)間單位體積內(nèi)的二氧化硫吸收量 ? ＝hCKVQ ?0? (3) 其中 C 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)口煙氣的質(zhì)量濃度， kg/m3 ? 為給定的二氧化硫吸收率 ,％ 。本設(shè)計(jì)方案為 95％ h為吸收塔內(nèi)吸收區(qū)高度， m K0 為常數(shù)，其數(shù)值取決于煙氣流速 u(m/s)和操作溫度 (℃ ) 。 K0=3600u 273/(273+t) 由于傳質(zhì)方程可得噴淋塔內(nèi)單位橫截面面積上吸收二氧化硫的量 ]8[ 為： G（ y1 y2 ） = aky h my? (4)其中 : G 為載氣流量 (二氧化硫濃度比較低，可以近似看作煙氣流量 )， kmol/( ) Y1,y2 分別為、進(jìn)塔出塔氣體中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積分?jǐn)?shù)） ky 單位體積內(nèi)二氧化硫以氣相摩爾差為推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)， kg/(m3﹒ s) a 為單位體積內(nèi)的有效傳質(zhì)面積， m2/m3. my? 為平均推動(dòng)力，即塔底推動(dòng)力，△ ym=（△ y1△ y2） /ln(△ y1/△ y2) 所以 ? =G(y1y2)/h (5) 吸收效率 ? =1y1 /y2，按照排放標(biāo)準(zhǔn)，要求脫硫效率至少 95%。二氧化硫質(zhì)量濃度應(yīng)該低于 580mg/m3（標(biāo)狀態(tài)） 所以 y1 ? ≥ y1 % (6) 又因?yàn)?G=（ 273+t） /273=u(流速 ) 將式子（ 5） ? 的單位換算成 kg/( m2 .s),可以寫(xiě)成 ? =3600 hyut /*273273* 1?? (7) 在噴 淋塔操作溫度 C??? 752 50100下、煙氣流速為 u=、脫硫效率 ? = 前面已經(jīng)求得原來(lái)煙氣二氧化硫 SO 2 質(zhì)量濃度為 a (mg/ 3m )且 a=104 mg/m3 而原來(lái)煙氣的流量（ 145 C? 時(shí)）為 20 104 (m3 /h)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí) (設(shè)為 Va ) 已經(jīng)求得 Va = 105 m3 /h= m3 /s 故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、單位時(shí)間內(nèi)每立方米煙氣中含有二氧化硫質(zhì)量為 2SOm= 104 mg/m3 = 10 mg4 = V2SO= L /m ol /64 ?m olg g=≈ m3 /s 則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)比值相等 故 y1 = %%100 ?? 又 煙氣流速 u=, y1 =%, Ct ??? 75,? 總結(jié)已經(jīng)有的經(jīng)驗(yàn)，容積吸收率范圍在 Kg/（ m3﹒ s） 之間 [7]，取 ? =6 kg/（ m3﹒ s） 代入（ 7）式可得 6=（ 75273 ??????） /h 故吸收區(qū)高度 h=≈ （ 4）噴淋塔除霧區(qū)高度（ h3）設(shè)計(jì)（含除霧器的計(jì)算和選型） 吸收塔均應(yīng)裝備除霧器，在正常運(yùn)行狀態(tài)下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應(yīng)該不大于 75mg/m3 [9] 。 除霧器一般設(shè)置在吸收塔頂部（低流速煙氣垂直布置）或出口煙道（高流速煙氣水平布置 ),通常為二級(jí)除霧器。除霧器設(shè)置沖洗水，間歇沖洗沖洗除霧器。濕法煙氣脫硫采用的主要是折流板除霧 器，其次是旋流板除霧器。 ① 除霧器的選型 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，氣體通過(guò)曲折的擋板，流線(xiàn)多次偏轉(zhuǎn)，液滴則由于慣性而撞擊在擋板被捕集下來(lái)。通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為 2030mm，對(duì)于垂直安置，氣體平均流速為 2－ 3m/s；對(duì)于水平放置，氣體流速一般為 6－ 10m/s。氣體流速過(guò)高會(huì)引起二次夾帶。 旋流板除霧器 氣流在穿過(guò)除霧器板片間隙時(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)，匯集流到溢流槽內(nèi)，達(dá)到除霧的目 的，除霧率可達(dá) 90％－ 99％。 噴淋塔除霧區(qū)分成兩段，每層噴淋塔除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層（ ） m，距離最上層沖洗噴嘴（ ） m。 ② 除霧器的主要設(shè)計(jì)指標(biāo) ：沖洗覆蓋率是指沖洗水對(duì)除霧器斷面的覆蓋程度。沖洗覆蓋率一般可以選在 100 %～ 300 %之間。 沖洗覆蓋率 %= %100*22Atghn ?? 式中 n 為噴嘴數(shù)量， 20 個(gè) 。α為噴射擴(kuò)散角， 90 A 為除霧器有效通流面積 ,15 m2 h 為沖洗噴嘴距除霧器表面的 垂直距離 , 所以 沖洗覆蓋率 %= %100*22Atghn ?? = 222 0 0 .0 5 1 100%15? ?? ?=203% ：沖洗周期是指除霧器每次沖洗的時(shí)間間隔。由于除霧器沖洗期間會(huì)導(dǎo)致煙氣帶水量加大。所以沖洗不宜過(guò)于頻繁 ,但也不能間隔太長(zhǎng) ,否則易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象 ,除霧器的沖洗周期主要根據(jù)煙氣特征及吸收劑確定。 。指除霧器在單位時(shí)間內(nèi)捕集到的液滴質(zhì)量與進(jìn)入除霧器液滴質(zhì)量的比值。影響除霧效率的因素很多 ,主要包括 :煙氣流速、通過(guò)除霧器斷面氣流分布 的均勻性、葉片結(jié)構(gòu)、葉片之間的距離及除霧器布置形式等。 。指煙氣通過(guò)除霧器通道時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失 ,系統(tǒng)壓力降越大 ,能耗就越高。除霧系統(tǒng)壓降的大小主要與煙氣流速、葉片結(jié)構(gòu)、葉片間距及煙氣帶水負(fù)荷等因素有關(guān)。當(dāng)除霧器葉片上結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)壓力降會(huì)明顯提高 ,所以通過(guò)監(jiān)測(cè)壓力降的變化有助