【正文】 (a)確定噴淋塔內(nèi)徑 設(shè)噴淋塔截面為圓形。 (4)噴淋塔的高度由吸收區(qū)高度 (H1)、除霧器空間高度 (H2)以及進(jìn)出煙道高度 (H3)等決定 。 (2)最低層噴淋層距離噴淋塔煙氣 出口段最高處保持一定距離以滿足氣體在塔內(nèi)均布和停留時(shí)間的要求 。 流速較高時(shí) ,雖然可以降低塔徑 ,節(jié)省材料 ,有利于傳熱和傳質(zhì)的進(jìn)行 ,但塔內(nèi)停留時(shí)間過短 ,同樣不利于吸收反應(yīng)的進(jìn)行 ,而且液滴“夾帶”現(xiàn)象嚴(yán)重 ,不利于除霧器的安全運(yùn)行 2 噴淋塔高度的計(jì)算方法和高度設(shè)計(jì)原則 噴淋塔高度目前定義為噴淋塔最高液面至最頂層噴淋層間的距離 。由于設(shè)計(jì)工況下煙氣量為確定值 ,因此噴淋塔直徑?jīng)Q定了塔內(nèi)煙氣流速的大小。 B 噴淋塔工藝計(jì)算 : 1 噴淋塔的直徑的計(jì)算方法和直徑設(shè)計(jì)原則 噴淋塔的尺寸設(shè)計(jì)遵循下述原則 : (1)噴淋塔的直徑 (D)由塔內(nèi)煙氣量決定 ,保證噴淋塔內(nèi)氣體流速不大于4m/s。 則有 : 300%100% 可求得 n12,單層布置 12 個(gè)噴嘴 ,五層共布置 60 個(gè)噴嘴。A為吸收塔的截面積 , 工程設(shè)計(jì)時(shí)通常要求塔內(nèi)噴淋覆蓋率為 200%~300%,且覆蓋比較均勻。n 為單層噴嘴數(shù)量 。覆蓋高度是指液膜離 開噴嘴后至破碎前的垂直高度 , 典型值取 1m。 d. 在確定入口煙氣量及根據(jù)工程具體情況選定合適的塔內(nèi)煙氣流速、液氣比之后 , 塔徑、漿液噴淋量隨即確定 , 在塔截面內(nèi)根據(jù)選定的噴嘴特性及確保氣液有效傳質(zhì)所需的水平間距確定合理的 噴嘴數(shù)量。 。 本設(shè)計(jì)設(shè)置 5層噴淋層 ,每層間距 2m 噴嘴的選擇及參數(shù)計(jì)算 噴淋層噴嘴選擇與布置的一般 原則 : 選擇合適的噴嘴和對(duì)噴嘴進(jìn)行合理布置對(duì)于保證系統(tǒng)性能與運(yùn)行可靠性至關(guān)重要。相鄰噴淋層的典型距離為 1~2 m。典型的噴淋空塔設(shè)計(jì)3~5 個(gè)噴淋層。最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)是層數(shù)和層間的垂直距離。 洗滌塔采用空塔噴淋 ,有效減少運(yùn)行中結(jié)垢問題的的產(chǎn)生。 脫硫塔布置在引風(fēng)機(jī)后面 ,整個(gè)系統(tǒng)為正壓運(yùn)行模式。 系統(tǒng)工藝可參照下圖 : 雙堿法脫硫 工藝示意圖 脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 只采用一座脫硫塔 ,本方案中稱之為 1 脫硫塔。補(bǔ)水靠除霧器清洗水即可 ,整個(gè)系統(tǒng)閉路循環(huán) ,無(wú)廢水排放 ,不會(huì)造成二次水污染問題。沉淀池中的上清液輸送到中和池中循環(huán)使用。實(shí)際損耗物是石灰。脫硫液的用量根據(jù)燃煤 的含硫量以及鍋爐的負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整 ,使得脫硫漿液泵能夠從流量 0~100%之間連續(xù)運(yùn)行 ,從而達(dá)到流量可調(diào)。 。 。 (10)石灰作再生劑實(shí)際消耗物 ,運(yùn)行成本低。 (8)脫硫渣無(wú)毒 ,溶解 度極小 ,無(wú)二次污染 ,可綜合利用 。 (6)鈉堿循環(huán)利用 ,損耗少 ,運(yùn)行成本低 。用高活性的鈉堿液作為除塵脫硫劑 ,工藝吸收效果好 ,吸收劑利用率高 ,可根據(jù)鍋爐煤種變化 ,適當(dāng)調(diào)節(jié) pH 值、液氣比等因子 ,以保證設(shè)計(jì)脫硫率的實(shí)現(xiàn) 。脫硫裝置投入率為 95%以上 ,系統(tǒng)主要設(shè)備很少發(fā)生故障 ,因此不會(huì)因脫硫設(shè)備故障影響鍋爐的安全運(yùn)行 。 總之 ,本系統(tǒng)脫硫技術(shù)具有如下顯著特點(diǎn) : (1))該工藝在 35t/h至 220t/h的燃煤鍋爐的除塵脫硫項(xiàng)目中運(yùn)行效果非常好 。 噴嘴采用特殊設(shè)計(jì) ,徹底避免了噴嘴的堵塞和腐蝕磨損等問題 。 ⑷系統(tǒng)占地規(guī)模小 ,投資、運(yùn)行費(fèi)用低 。 ⑵鈉基吸收速率高 ,較低的液氣比 ,較高的脫硫效率 。 產(chǎn)物 CaSO3?1/2H2O在空氣中被氧化為石膏 CaSO4?2H2O,可作為商業(yè)用途或定期拋棄處置。 吸收液送至石灰反應(yīng)器進(jìn)行吸收液再生和固體副產(chǎn)物的析出 : 2NaHSO3+CaOH2 Na2SO3+CaSO3?1/2H2O↓ +3/2H2O (4) Na2SO3+ CaOH2 2NaOH+CaSO3?1/2H2O↓ (5) 式 (4)是再生反應(yīng)的主要反應(yīng)式 。式 (2)是運(yùn)行過程的主要反應(yīng)式 。雙堿法采用純堿啟動(dòng)系統(tǒng) ,鈉堿吸收 SO2生成可溶的 Na2SO3類鹽 ,之后 ,脫硫溶液進(jìn)入石灰再生系統(tǒng) ,通過離子交換反應(yīng) ,生產(chǎn)不可溶的 CaSO3 以及 CaSO4 鹽類 ,作為沉淀物被外排 或后處理 ,重新生成的鈉堿上清液回到吸收塔循環(huán)使用。 設(shè)計(jì)時(shí)按脫硫效率為 94%考慮 ,此時(shí)鍋爐脫硫系統(tǒng)工作需脫除 SO2的量為。 四、雙堿法煙氣脫硫方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 (1)產(chǎn)生的 SO2 量 =2單臺(tái)爐燃煤量燃煤應(yīng)用基含硫量 2 80% =2121000kg/h3%280% =1152kg/h (2)鍋爐標(biāo)態(tài)煙氣量 =2 150000 =191706 Nm3/h (3)煙氣 SO2 含量 =產(chǎn)生 SO2 量 /標(biāo)態(tài)煙氣量 鍋爐煙氣 SO2 含量 =1152kg/h 1000000mg/kg 247。 (同時(shí)考慮了循環(huán)流化床鍋爐將在燃煤中拌燒石灰石以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)部分脫硫的工藝。但該工藝只適用于循環(huán)流化床鍋爐 ,且存在磨損的問題 ,對(duì)于煤粉爐無(wú)法達(dá)到較高的脫硫效率。輔以爐后增濕可達(dá)到 90%的脫硫效率。 爐內(nèi)噴鈣 爐內(nèi)噴鈣是一種簡(jiǎn)單的干法脫硫工藝 ,但因脫硫效率很低 ,曾一度被淘汰 ,但隨著循環(huán)流化床鍋爐的廣泛應(yīng)用 ,又重新煥發(fā)出生機(jī)。與濕法相比省去了制漿系統(tǒng)和循環(huán)泵 ,節(jié)省了大量投資。 煙氣循環(huán)半干法 煙氣循環(huán)半干法是一種半干發(fā)脫硫工藝 ,既有干法投資少、占地小的特點(diǎn) ,又比干法脫硫工藝的脫硫效率高。吸收塔無(wú)水洗裝置 ,會(huì)造成氨形成氣溶膠隨煙氣排至大氣 ,造成二次污染。 簡(jiǎn)易氨法 簡(jiǎn)易氨法是去除了硫銨回收的一種簡(jiǎn)易脫硫方法 ,常采用文丘理塔作為吸收塔 ,利用廢氨水作為脫硫劑。加之硫銨回收還要消耗大量蒸汽 ,運(yùn)行費(fèi)用也較高 ,如無(wú)廢氨溶液 ,氨的貯存和運(yùn)輸也存在很大安全隱患。 氨法 氨水作為脫硫劑是反應(yīng)活性最強(qiáng)的 ,在低液氣比的條件下脫硫效率最高 ,且有副產(chǎn)品 ,可創(chuàng)造一定經(jīng)濟(jì)效益 ,但是氨水的價(jià)格較高 ,只有在燃煤含硫量較高 ,且有廢氨溶液的條件下經(jīng)濟(jì)效益才是最好的。為保證達(dá)標(biāo)排放 ,脫硫塔排出的亞硫酸鎂進(jìn)行充分氧化 ,并過濾除去懸浮物 ,對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染。 氧化鎂拋棄法 氧化鎂拋棄法是在氧化鎂再生法和硫酸鎂回收法的基礎(chǔ)上 ,省去了脫硫產(chǎn)物的再生和回收系統(tǒng)簡(jiǎn)化而成的 ,該工藝也具有脫硫效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、占地少的特點(diǎn) ,此外該工藝不會(huì)產(chǎn)生大量 固體廢棄物 ,不需堆放場(chǎng)地。在整套雙堿法脫硫系統(tǒng)中要用到兩種強(qiáng)堿 ,配備兩套制漿系統(tǒng) ,并需要一個(gè)容積較大的混合再生裝置 ,增大了占地面積 ,整套系統(tǒng)也較之簡(jiǎn)易石灰 石膏法復(fù)雜 ,鈉堿的貯存和運(yùn)輸也存在這一定的安全隱患。因鈉堿溶解度大、化學(xué)活性高 ,脫硫效率高 ,脫硫塔可采用噴淋塔、填料塔或板式塔 ,從而提高了裝置的靈活性。但隨著對(duì)該工藝研究的深 入、對(duì)現(xiàn)有工藝的改進(jìn)和新材料的使用 ,以及對(duì)脫硫石膏的綜合利用 ,這些問題均已基本解決。該工藝的缺點(diǎn)是脫硫塔和循環(huán)管道容易磨損、結(jié)垢和堵塞 ,脫硫塔塔型的選擇受到限制 ,只能采用噴淋塔。 濕式簡(jiǎn)易石灰 石膏拋棄法 濕式簡(jiǎn)易石灰 石膏拋棄法是中小型鍋爐煙氣脫硫工程最普遍采用的一種工藝 ,該工藝是在傳統(tǒng)石灰石 (石灰 )石膏濕法脫硫工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)化 ,在保證較高的脫硫效 率的前提下 ,大大降低投資和運(yùn)行成本 ,采用溶解度和化學(xué)活性較高的石灰替代傳統(tǒng)工藝的石灰石 ,省去了石灰石磨粉系統(tǒng) ,并將液氣比由15~20L/Nm3降至 3~8 L/Nm3,脫硫產(chǎn)物亞硫酸鈣氧化后拋棄或直接拋棄 ,省去了龐大的石膏脫水回收系統(tǒng) ,整個(gè)脫硫過程中產(chǎn)生的廢水很少 ,一般無(wú)脫硫廢水排放 ,不需設(shè)置專門的廢水處理系統(tǒng)。 表 31 我國(guó)引進(jìn)的部分 FGD 裝置 引進(jìn) 的單位 工藝流程 煙氣量 (鍋爐噸位或裝機(jī)容量 )Nm3/h 脫硫劑 效率 投運(yùn)時(shí)間 勝利油田南華工廠 氨 ?硫銨法 2100000 NH H2SO4 90% 1979 重慶珞璜電廠 濕式石灰石 ?石膏法 1087000 石灰石漿 95% 19921993 山東德州電廠 荷電干吸收劑噴射法 75t/h Ca(OH)2 60~70% 1995 山東濰坊化工廠 簡(jiǎn)易石灰石膏法 100000 消石灰漿 70% 1995 山東黃島電廠 簡(jiǎn)易噴霧干燥法 300000 生石灰、石膏、煤灰 70% 1995 太原發(fā)電廠 小型 高速平流法 600000 石灰石 80% 1996 廣西南寧化工廠 簡(jiǎn)易石灰石石膏法 50000 Ca(OH)2 70% 1996 南京下關(guān)電廠 爐內(nèi)噴鈣增濕活化法 795000 石灰石 75% 1997 成都熱電廠 電子束法 300000 NH3 80% 1997 杭州半山發(fā)電廠 濕式石灰石 ?石膏法 2 410t/h 石灰石