【文章內(nèi)容簡介】 區(qū)為一強烈的湍動區(qū)域，其中液體表面更新很快，所以該器既能有效地脫除顆粒，又能有效地清除氣態(tài)污染物，是一種造價低的急冷器。 動力波洗滌器實際上不止一種，而是有一個系列，每一種均運用泡沫洗滌，并按不同的工藝要求而專門制造。在此系列中，有兩種型號的洗滌器 —— 逆噴型和泡沫塔型，用于硫酸的氣體凈化上，它們均已通過了考驗。我廠使用的是逆噴型洗滌器。 逆噴型洗滌器是一種環(huán)形孔板洗滌器。在此器中，洗滌液通過一個非節(jié)流的圓孔，逆著氣流噴進一根豎筒中。工藝氣體與洗滌液相撞擊，生成的混合物沿徑向甩向筒壁，從而在氣 — 液界面區(qū)域形成強烈湍動區(qū)。流體動量達到平衡，氣液緊密接觸而產(chǎn)生穩(wěn)定的“駐波”，駐波“浮”在氣流之上。隨氣、液相對動量的大 小而升降。在泡沫區(qū)，由于氣體與極大的且經(jīng)常更新的液體表面接觸，便發(fā)生顆粒捕集、氣體吸收和氣體急冷等情況。 江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 11頁共 42 頁 逆噴型洗滌器的性能非?？煽浚兄鵁o故障操作的良好記錄。對含有 20%固體懸浮物的氣體也能正常洗滌。 1． 5． 2 利用電離作用的煙氣凈化 我們利用電離作用來凈化煙氣的設(shè)備是：用于濕煙氣除酸霧的電除霧器。 電除器的原理，從功能上可將集酸過程大致劃分如下：如圖 2 所示 圖 2 靜電除霧器原理 1． 5． 2． 1 集塵室發(fā)生電暈放電將煙氣電離 使集酸極接地，在放電極上施加負的高壓電，則放電 極發(fā)生劇烈的電暈放電，集酸極室空間會充滿負離子和電子。 1． 5． 2． 2 將煙氣導(dǎo)入這個集酸極室的空間， 則煙氣中的酸霧就會帶上負電。 1． 5． 2． 3 集酸、捕集 帶電的酸霧粒子伴隨著靜電凝集，在電力的驅(qū)動下往集酸極移動，并附著在集酸極上，進行電性中和。 1． 5． 2． 4 清洗 附在集酸極上的酸霧或煙塵在集酸極上失去負電荷，靠自重和水沖洗經(jīng)下部漏斗流入密封罐或一級動力波洗滌器。 2 三氧化硫的吸收原理 2． 1 三氧化硫吸收的基本原理 化工生產(chǎn)中的吸收過程，一種是不明顯的化 學(xué)反應(yīng)，為單純的物理過程，稱為物理吸收，如發(fā)煙硫酸吸收三氧化硫的過程。另一種是具有明顯的化學(xué)反應(yīng)的吸收過程，被稱為化學(xué)吸收。如用硫酸水溶液吸收三氧化硫。 江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 12頁共 42 頁 在生產(chǎn)硫酸的吸收操作中，這兩種吸收過程都存在。習(xí)慣上統(tǒng)稱為三氧化硫的吸收。按下列反應(yīng)進行。 nSO3（氣） +H2O（液） H2SO4+（ n1） SO3+Q 該吸收過程以化學(xué)吸收為例大體按下述五個步驟進行： （ 1） 氣體中的三氧化硫從氣相主體中向界面擴散。 （ 2） 穿過界面的三氧化硫在液相中向反應(yīng)區(qū)擴散。 （ 3） 與三氧化硫起反應(yīng)的水份，在液相主體中向反應(yīng)區(qū)擴散。 （ 4） 三氧化硫和水在反應(yīng)區(qū)進行化學(xué)反應(yīng)。 （ 5） 生成的硫酸向液相主體擴散。 事實上，氣體中的三氧化硫不可能百分之百被吸收，只有吸收氣體中超過硫酸相平衡的那一部分三氧化硫，超過的越多，吸收過程的推動力就越大，吸收速度就越快，吸收率就越高。一般把被吸收的三氧化硫數(shù)量和原來氣體中三氧化硫的總數(shù)量之百分比稱為吸收率。 %10 0??? aban 式中： n—— 吸收率， % a—— 進吸收塔的三氧化硫數(shù)量，克分子； b—— 出吸收塔的三氧化硫數(shù)量，克分子； 目前，我們車間的吸收率在 %以上。 2． 2 影響吸收率的因素 影響吸收率的因素主要有：用作吸收劑的硫酸濃度，吸收溫度和循環(huán)酸量、設(shè)備結(jié)構(gòu)和氣速等。 2． 2． 1 硫酸濃度的影響 從三氧化硫吸收反應(yīng)方程式中可以看出，吸收三氧化硫似乎可以用水，同時三氧化硫又能溶解在任何濃度的硫酸水溶液 中。因此，從單純完成化學(xué)反應(yīng)的角度來看，水和任意濃度的硫酸，都可以做為三氧化硫的吸收劑。但從生產(chǎn)上要求對三氧化硫的吸收要快，要完全，不生產(chǎn)或盡量少生成酸霧，還要保證能夠得到一定濃度的硫酸成品（工業(yè)硫酸）。所以使用水和稀硫酸顯然是不適宜的。 只有用濃硫酸吸收三氧化硫，才能達到上述要求，而且以 %為最好，當酸的濃度超過或者低于 %時吸收效率都是逐步降低的，只有當濃度為 %江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 13頁共 42 頁 時，吸收率最高。這是什么原因呢？ 這是因為，當濃度高于 %時，以 %的硫酸液面上的水蒸汽分壓為最低。選擇 %的硫酸作吸收劑、是兼顧了這兩個特性。在此濃度下，大部分三氧化硫能直接穿過界面與酸液中的水份結(jié)合生成硫酸。少部分三氧化硫在氣相中與水蒸汽反應(yīng)，生成硫酸蒸汽后再進入酸液中。 當吸收酸濃低于 %時，硫酸液面上的水蒸汽含量，隨著硫酸濃度的下降而增加。氣態(tài)三氧化硫與這種濃度的硫酸接觸時，除直接被吸收的以外，還有相當一部分三氧化硫與水蒸汽作用生成硫酸蒸汽。由于水蒸汽不斷與三氧化硫反應(yīng)，氣相中水蒸汽含量就將不斷減少，氣相中的水蒸汽分壓就會比酸液面上的水蒸汽平衡分壓低，因此酸液中的水份就將不 斷被蒸發(fā)。又因水的蒸發(fā)速度大于硫酸蒸汽的吸收速度，故氣相中硫酸蒸汽的含量逐漸增多，甚至?xí)^其平衡含量，引起硫酸蒸汽的過飽和現(xiàn)象。如果過飽和度超過了臨界值，硫酸蒸汽將會凝結(jié)成酸霧。酸霧顆粒是一種比硫酸分子大得多的懸浮粒子，運動速度比硫酸分子慢，不易穿過界面進入酸液中，極易被氣流帶走。帶有酸霧的氣體排入大氣中，就能見到煙囪冒白煙。實踐證明，用于吸收三氧化硫的硫酸濃度越低吸收三氧化硫就越不完全，尾氣煙囪冒出的白煙就越多。 當酸濃度超過 %時 ,隨著酸濃度的升高，液面上的硫酸和三氧化硫蒸汽壓力也相應(yīng)增 大。當通入轉(zhuǎn)化氣時，相對來說 ,吸收推動力就要減小，吸收率就會降低。當酸濃度高到一定程度，將出現(xiàn)酸液上的三氧化硫平衡分壓與進塔氣體三氧化硫分壓相當?shù)默F(xiàn)象，此時吸收過程已停止、吸收率等于零。因此，在吸收酸濃度超過 %時，其吸收率是隨著酸濃度升高而降低的。 吸收酸濃度過高或過低引起的吸收率下降，可以從尾氣顏色的變化上加以判斷。如果尾氣出煙囪時顏色較暗，隨著與煙囪距離的增大而變淡而消失，通常是由于吸收酸濃度過高引起的。若尾氣出煙囪口時呈白色，隨著煙囪距離的增大而變淡消失，往往是吸收酸濃度過低引起的。 2． 2． 2 吸收溫度的影響 影響吸收溫度的主要因素是酸溫和氣溫。任何濃度的硫酸，隨著酸溫的升高，液面上的三氧化硫、水蒸汽、硫酸蒸汽的平衡分壓都跟著相應(yīng)增加。對吸收過程來說，在進塔氣體條件不變的情況下，則意味著隨著酸溫的不斷升高，推動力越江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 14頁共 42 頁 來越小， 收率越來越低。同酸濃度升高一樣、酸溫?zé)o限制地升高也會出現(xiàn)液面上三氧化硫的平衡分壓（ Pso3）和進塔氣體中三氧化硫分壓（ Pso3）成為相當?shù)臓顟B(tài)，這時三氧化硫的吸收過程停止、吸收率等于零。因此，要有較高的吸收率，酸溫不能過高。 酸溫的控制是不是越低越 好呢？實際上并不是這樣。原因有兩個： 第一、生產(chǎn)條件下，進塔氣體不易絕對干燥的，一般都含有一定量的水份（規(guī)定 克 /標準米 3），盡管進塔氣溫較高，如果酸溫很低，在傳熱傳質(zhì)過程中。不可避免地會發(fā)生局部溫度低于露點。那么，氣體中的三氧化硫就會有相當數(shù)量變成酸霧隨氣流帶走，這無疑是降低了吸收率。 第二、為保持低的酸溫，需要龐大的冷卻設(shè)備和大量的冷卻水，這樣會造成硫酸成本不必要的升高。此外，過低的酸溫還會造成輸送困難，甚至凍結(jié)。 生產(chǎn)中，三氧化硫在塔內(nèi)被吸收的過程是絕熱進行的，酸溫隨著吸收過程的 進行逐步升高。酸溫升高的主要原因是： （ 1）氣體帶入塔內(nèi)的熱量。氣體帶入塔內(nèi)的熱量直接與氣體溫度、氣體量和氣體成份有關(guān)。當溫度高，氣量大和三氧化硫含量高時，其熱量就多。在一般的操作條件下，隨著兩相傳質(zhì)傳熱的進行，約有 70%氣體帶入塔內(nèi)的熱量傳給液相硫酸，使酸溫升高。 （ 2） 吸收反應(yīng)熱。吸收三氧化硫過程中，反應(yīng)熱的情況是比較復(fù)雜的。目前一般認為，該反應(yīng)熱包括了三氧化硫生成 100%硫酸（液）的反應(yīng)熱、當 100%硫酸稀釋到出塔酸濃度時的稀熱，進塔酸濃度提高到出塔酸濃度時的濃縮熱。其中，濃縮熱是負 值，其它都是正值，它們的代數(shù)和即為吸收過程的反應(yīng)熱。反應(yīng)熱的多少，最終還是決定于吸收三氧化硫的總量。在一般的操作條件下，引起出塔酸溫上升的因素中，反應(yīng)熱約占 60%左右。 因此，出塔酸溫一定高于進塔酸溫，如果不對吸收酸進行冷卻，隨著吸收三氧化硫過程的進行，酸溫將越來越高，必將引起吸收率下降，甚至使吸收完全停止。所以必須使進塔酸通過冷卻器降溫。 影響吸收溫度的另一個因素是進塔氣溫。從氣體吸收的一般情況來看，進塔氣溫控制得低一些對吸收率有利，但對三氧化硫來講，它是有限度的。進塔氣溫江銅貴溪冶練廠作業(yè)指導(dǎo)書 文件代碼 JC/GYWILS01 工藝規(guī)范 修改狀態(tài) B0 第 15頁共 42 頁 不能太低，原因有 三：（ 1）需要增大氣體冷卻設(shè)備和動力消耗；（ 2）低于露點溫度時會產(chǎn)生酸霧，引起吸收率下降并造成煙害和腐蝕設(shè)備；（ 3）不利于熱能的合理利用。 既能氣體進塔溫度不能太低，那么提高氣體進塔溫度行不行呢？過高地提高溫度肯定是不行的。實踐證明，適當提高進塔氣體溫度，非但不會降低吸收率，反而對吸收有利。 總的來說，為了達到較高的吸收率，必須在操作上對影響吸收溫度的因素實行控制。通常的辦法是：（ 1）調(diào)節(jié)進塔氣體溫度；（ 2）調(diào)節(jié)進塔酸溫；（ 3）調(diào)節(jié)噴淋酸量。 我們對吸收系統(tǒng)采用的工藝是高溫吸 收工藝，所謂高溫吸收不是單純指入口氣體溫度高或吸收酸溫度高，而是入口氣體溫度與吸收酸溫同時高。 高溫吸收工藝具有下列特點： （ 1）綜合考慮了影響吸收溫度的條件因素，提高了吸收溫度，從而避免了生成酸霧，有利于提高吸收率。 在前面曾討論了酸霧的成因，可知生成到酸霧的先決條件是煙氣溫度低于露點溫度。凡是發(fā)生整個或局部氣體溫度低于露點溫度，就會發(fā)生硫酸蒸汽的冷凝。冷凝量和酸霧的生成量，主要取決于三氧化硫和水蒸汽含量的多少，冷卻速度和其它工藝設(shè)備等各種條件。這樣，避免生成酸霧，要求注意如下幾點： a. 盡量降低干燥后的氣體含水量，從而達到有效地降低氣體的露點溫度； b. 提高吸收塔氣體的進塔溫度，使進塔前的氣體不發(fā)生局部冷凝成酸霧，并使塔內(nèi)的吸收溫度保持在露點以上； c. 提高進塔酸溫。從吸收溫度上看，即使提高了進塔氣體溫度，若吸收酸溫較低，吸收溫度仍可能在露點以下，這樣就會在塔內(nèi)的局部范圍產(chǎn)生酸霧。所以，在提高進塔氣體溫度的同時還要提高進塔酸溫，如果能保證出塔酸溫也在露點以上，那是完全可以避免生成酸霧的。 高溫吸收工藝，就是巧妙的利用了 %的硫酸在 100℃左右時，液面 上的三氧化硫分壓和水蒸汽分壓仍然接近于零，以及酸霧生成條件的可控性，改變了兩相溫度的控制