【正文】 ③ CaSO3(aq) CaSO3(s)④ CaSO3(aq)+1/2O2(aq) CaSO4(aq)⑤ CaSO4(aq) CaSO4(s)⑥ Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq)?Ca(OH)2 石灰漿滴與SO2 的反應(yīng)過程較為復(fù)雜,許多科研工作者先后進(jìn)行了這方面的研究工作,Brogren 和 Kanlesson 認(rèn)為, 石灰漿滴與SO2 的反應(yīng)存在2 個受3控區(qū)域: 在煙道內(nèi)SO2 濃度低的區(qū)域SO2 向漿滴的傳質(zhì)主要受氣膜控制, 而在高濃度區(qū),傳質(zhì)受漿滴內(nèi)部液相控制。從反應(yīng)動力學(xué)來看, SO2 是溶解度大小為中等的氣體, 在煙道內(nèi)溫度較高, SO2 溶解度很低, 氣相推動力最大, SO2 在氣相的擴(kuò)散不再是整個反應(yīng)過程的控制速率, 液相參與反應(yīng)的離子擴(kuò)散成為主導(dǎo)因素。當(dāng)反應(yīng)溫度接近于濕球溫度時, SO2 濃度達(dá)到最小, 此時氣相推動力也最小。在Ca(OH)2 石灰漿滴與 SO2 吸附反應(yīng)的過程中, O2 也參與了反應(yīng), 其反應(yīng)過程可描述為: 。 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)通常包括一臺單獨(dú)的增壓風(fēng)機(jī)、一臺氣氣換熱器和電廠現(xiàn)有煙囪。在現(xiàn)有旁路煙道上亦安裝有兩個雙百葉窗旁路擋板，這些擋板的開度可以隨煙氣流量的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。GGH 利用未脫硫的熱煙氣（一般 130℃~150℃）加熱已脫硫的潔凈煙氣（一般 46℃~55℃） ，一般加熱到 80℃左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。沉淀在除霧器上的顆粒不利于煙氣流經(jīng)吸收塔，會影響塔內(nèi)壓降和煙氣4流向分布。除霧器設(shè)有沖洗水系統(tǒng)，工藝水從噴嘴噴出沖洗除霧器。同時 應(yīng)主要氯化物、氟化物和煤灰等雜質(zhì)不要混入石灰石料中，以免影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行和脫硫石膏的品質(zhì)。在石灰石漿液泵的出口管道設(shè)有密度監(jiān)測點(diǎn)，從而保證 30%的石灰石漿液的制備和供應(yīng)。為了防止結(jié)塊和堵塞，要使?jié){液不斷流動循環(huán)。進(jìn)入吸收塔的熱煙氣經(jīng)過逆向噴淋漿液的冷卻、洗滌，煙氣中的 SO2 與漿液進(jìn)行吸收反應(yīng)生成亞硫酸氫根（HSO 3） 。2 H2O） 。含有石膏、灰塵和雜質(zhì)的吸收劑漿液的一部分被排入石膏脫水系統(tǒng)。吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、液柱塔和鼓泡塔四種類型，將在下一章詳細(xì)討論。該站包括一5個水力旋流器及漿液分配器，在這里將石膏漿液中的水予以脫除，使底流石膏固體含量達(dá)到 50%。底流的石膏被送至真空皮帶過濾機(jī)進(jìn)一步脫水至含水小于 10%。旋流器的溢流被輸送到廢水旋流站進(jìn)一步分離處理。氯離子濃度的增高會引起脫硫率的下降和 CaSO4結(jié)垢傾向的增大，并對副產(chǎn)品石膏的品質(zhì)產(chǎn)生影響。廢水處理的工藝大致分為中和、脫重金屬、絮凝、濃縮、澄清、污泥處理幾部分。接下來向廢液中加入有機(jī)硫化物，進(jìn)一步脫除重金屬離子。絮凝后的廢水進(jìn)入澄清池時進(jìn)行濃縮分離。澄清池的溢流則進(jìn)入后處理水箱，用稀鹽酸調(diào)節(jié) PH 后排放。FGD 的工藝水一般來自電廠循環(huán)水，并輸送至工藝水箱中。FGD 裝置運(yùn)行時，由于煙氣攜帶、廢水排放和石膏攜帶水而造成水損失。此外，各設(shè)備的沖洗、灌注、密封和冷卻等用水也采用工藝水。FGD 的工業(yè)水一般來自電廠補(bǔ)充水，并輸送至工業(yè)水箱中。當(dāng) FGD 裝置大修或發(fā)生故障需要排空 FGD 裝置內(nèi)漿液時，塔內(nèi)漿液由漿液排放泵排至事故漿液箱直至泵入口低液位跳閘，其余漿液依靠重力自流至吸收塔的排放坑，再由地坑泵打入事故漿液儲罐。地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液制備系統(tǒng)地坑和石膏脫水地坑，用于儲存 FGD 裝置的各類漿液，同時還具有收集、輸送或儲存設(shè)備運(yùn)行、運(yùn)行故障、檢驗(yàn)、取樣、沖洗、清洗過程或滲漏而產(chǎn)生的漿液。二、煙氣脫硫工藝主要設(shè)備吸收塔 吸收塔是脫硫裝置的核心，是利用石灰石和亞硫酸鈣來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，必須對吸收塔系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的計算，包括吸收塔的尺寸設(shè)計，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） 。目前，世界上石灰石/石膏濕法脫硫工藝吸收塔的型式多種多樣，在國內(nèi)外應(yīng)用較成功的主要有以下 4 鐘，即逆流噴淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱吸收塔四種形式。 不同類型的吸收塔性能對比項(xiàng)目 逆流噴淋塔 填料塔 鼓泡塔 液柱塔原理 吸收漿液在吸 吸收劑漿液在 吸收劑漿液以 吸收劑漿液由7收塔內(nèi)經(jīng)噴嘴噴淋霧化，在于煙氣接觸過程中，吸收去除 SO2吸收塔內(nèi)沿格柵填料表面下流，形成液膜并與煙氣接觸去除 SO2液層形式存在，而煙氣以氣泡形式通過，吸收并去除 SO2布置在塔內(nèi)的噴嘴垂直向上噴射，形成液柱并在上部散開落下，在高效的氣液接觸中，吸收去除SO2脫硫效率 95％ 95％ 90％左右 95％運(yùn)行 噴嘴易磨損，堵塞格柵易結(jié)垢，堵塞，系統(tǒng)阻力較大系統(tǒng)阻力較大，無噴嘴堵塞問題能有效防止噴嘴堵塞和結(jié)垢問題維護(hù) 噴嘴易損壞，需要定期檢修更換經(jīng)常清洗除垢 運(yùn)行較穩(wěn)定可靠運(yùn)行較穩(wěn)定可靠自控水平 高 高 較高 較高由于國內(nèi)外已有許多大容量機(jī)組的商用業(yè)績，已積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，而且，噴淋塔結(jié)構(gòu)簡單，易操作，故本設(shè)計工藝選擇逆流噴淋塔脫硫技術(shù)。根據(jù)資料列出本電廠風(fēng)向頻率表如表所示。 電廠有 4 臺 70 MW 的發(fā)電機(jī)組，占地面積 28000m2。 根據(jù)上述資料，確定煙氣量(鍋爐燃燒的過剩空氣系數(shù)取 a=,鍋爐每小時用煤 90t)、煙氣中 SO2濃度和每天石灰石（其純度為 90%）的消耗量（設(shè)系統(tǒng)鈣硫比為 時，脫硫率達(dá)到 9095%） ； 設(shè)計輸入?yún)?shù)（1）煙氣流量的選擇及計算煤成分表(?。暴K煤為研究對象) 所以理論需氧量為 ++－㎏則所需的理論空氣量為 （+1）= mol/㎏ 即 = m /㎏理論條件下煙氣組成成分 C H O 水分 灰分 S含量％ 摩爾量 mol 25 理論需氧量 mol 成分 CO2H O2SO2N2摩爾量 mol 12+ 9理論煙氣量為 +（12+）++= mol/㎏ 即 = /㎏設(shè)空氣過剩系數(shù) ,則實(shí)際煙氣量為+= m /㎏3鍋爐每小時用煤 90t,則煙氣產(chǎn)生量 V=100090=731700m /h= /s33（2）煙氣 SO 的濃度2其中 SO 的體積為：㎏3煙氣中 SO 的濃度為：(1000)= 即(64/1000)/=㎏/ m 3按照 700mg/ m 的排放標(biāo)準(zhǔn)，則脫硫率至少為（）/=％，本3設(shè)計方案取 92％煙氣中的 SO = 901000= m /h = /s2104. 33脫硫率為 92％(脫硫率= )，則出口煙氣中脫 硫 前 二 氧 化 硫 的 含 量脫 硫 后 的 含 量脫 硫 前 二 氧 化 硫 含 量 的 SO =（）= /h = /s2 33系統(tǒng)硫鈣比為 ，石灰石純度為 90% (Ca/S= )，脫 出 的 二 氧 化 硫 摩 爾 數(shù)耗 鈣 基 摩 爾 數(shù)則石灰石消耗為（）/100石膏產(chǎn)量為（CaCO → CaSO .2 H O ）172/100=（3）石灰石消耗量 每天產(chǎn)生 SO2的總量為 ，即 2354357mol。（1）液氣比（L/G）在石灰石/石膏濕法 FGD 工藝中，液氣比表示洗滌單位體積飽和煙氣(m )3的吸收塔循環(huán)漿液體積(以升 L 為單位)，即L/G= 10GLV3式中： —循環(huán)漿液體積， L。根據(jù)煙氣中二氧化硫濃度，也可借助液氣比調(diào)節(jié)單位洗滌液的二氧化硫濃度。濕法脫硫工藝的液氣比的選擇是關(guān)鍵的因素，對于噴淋塔，液氣比范圍在 8L/m 25 L/m 之間，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知液氣比選擇 L/m33是最佳的數(shù)值。同時，較高的煙氣流速還可持托下落的液滴，延長其在吸收區(qū)的停留時間，從而提高脫硫效率。在吸收塔中，煙氣流速通常為 3～。 綜合考量，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計選擇煙氣流速取 11(2)吸收塔直徑吸收塔直徑計算公式為： 21()QAvDv???式中 Q 為煙氣體積流量，m 3/h；v 為煙氣流速，m/s；A 為煙氣過流斷面面積，m 2。????（1） 噴淋塔吸收區(qū)高度設(shè)計方法一：達(dá)到一定的吸收目標(biāo)需要一定的塔高。吸收區(qū)高度的理論計算式為 h=H0NTU (1) 其中：H0 為傳質(zhì)單元高度：H 0=Gm/(kya)（k a為污染物氣相摩爾差推動力的總傳質(zhì)系數(shù)，a 為塔內(nèi)單位體積中有效的傳質(zhì)面積。根據(jù)（1）可知：h=H0NTU= )ln(***211221 yakGyakymym????= =?12 (2)??其中：y 1,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) , 為與噴淋塔進(jìn)塔和出塔液體平衡的氣相濃度， kmol(A)/kmol(B)*12 kya 為氣相總體積吸收系數(shù)，kmol/(m 3 h﹒kp a). x2，x 1為噴淋塔石灰石漿液進(jìn)出塔時的 SO2組分摩爾比，kmol(A)/kmol(B)G 氣相空塔質(zhì)量流速，kg/(m 2﹒h) W 液相空塔質(zhì)量流速，kg/(m 2﹒h)y1=mx1, y2=mx2 (m 為相平衡常數(shù)，或稱分配系數(shù)，無量綱)kYa 為氣體膜體積吸收系數(shù)，kg/(m 2﹒h﹒kPa) kLa 為液體膜體積吸收系數(shù)，kg/(m 2﹒h﹒kmol/m 3)式（2）中 為常數(shù)，其數(shù)值根據(jù)表? 表 溫度與 值的關(guān)系?溫度/ 10 15 20 25 30? 采用吸收有關(guān)知識來進(jìn)行吸收區(qū)高度計算是比較傳統(tǒng)的高度計算方法，雖然計算步驟簡單明了，但是由于石灰石漿液在有噴淋塔自上而下的流動過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算難以得到比較精確的數(shù)值。方法二：為了更加準(zhǔn)確，減少計算的誤差，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)。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計選取的液氣比為 ，煙3m氣流速為 ,鈣硫比為 。?吸收區(qū)高度 h1一般指煙氣進(jìn)口水平中心線到噴淋層中心線的距離。其表達(dá)式如下：? 01QCKVh???　其中， —平均容積