烟气脱硫喷淋塔的容积负荷与本体设计

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20 04年 l 2月

电力环

境

保

护

第2 0卷

第 4期

烟气脱硫喷淋塔的容积负荷与本体设计T e v l me a s r ig la n ein o p a cu b rfrwe GD h ou b obn o d a d d sg fa s ry s r b e o tF

李荫堂 .双,王刘艳华

(西安交通大学环境工程系,陕西

西安

704 ) 104

摘要:出了以喷淋塔的客积负荷——平均容积吸收率为控制指标的本体设计路线 .在目前已有的设计,提运行经验基础上 .据烟气的 S 2口浓度,求的吸收效率等来确定喷淋塔客积 .讨论了容积吸收率不同角度的定义,根 0进要

给出了采用客积吸收率进行喷淋塔本体设计的步骤 .关键词:法烟气脱硫;收塔;湿吸喷淋塔;积吸收率客A s r c:n t e p p r h o u - b o bn a s u e s a c n r lp r me e o h e in o p a c u b ro b ta t I h a e,t e v l me a s r i g l d i s d a o t a a t rf rt e d sg fa s r y s r b e f o o

we GD .Ac o dn o te d sg n p rt n e p r n e tF c r ig t h e in a d o ea i x e i c s,te v lme o pa c u b rc n b e ie y SO: o e h ou fa s ry s rb e a e d cd d b c n e t t n a h n r n e a d t e n e e b o b n fce c e h o u e a s r i g la s c o e n a r c o c n r i tt e e ta c n h e d d a s r ig e iin y wh n t e v lm b o b n o d i h s n i e . ao o mme d d r n e.T e d f r n e i io s o h o u - b o bn o d a e g v n,a d t e d sg t s o p a n e a g h e e e td f t n f t e v lme a s r i g la r ie ni n h e in sep fa s r y s rb e o y a e d s r e c u b r b d r e c i d. b

Ke r s we GD: pa cu b r te v lme a s rig la y wo d: tF s r ys rb e;h ou - b obn o d

中图分类号:? 13 X 0,

文献标识码: B

文章编号:0 9—4 3 (0 4 0 10 0 2 2 0 )4—0 1 2 0 7—0

随着湿式烟气脱硫吸收塔的运行经验积累,近年来国内外的发展趋势表明,淋塔逐渐成为主导喷塔型 .本文以喷淋塔为讨论对象,设计方法和结但论对其他型式的吸收塔也适用 .

此过程中塔内总的 s 2收量平均计算到吸收区高 O吸

度内的塔内容积中,即为吸收塔的容积负荷——平均容积吸收率, 表示 .以 可以从两个角度给出定义:()淋塔内总的 S 2吸收量除以吸收区容 1喷 O

由于吸收塔内气液流动传质,化学反应的复杂

性,实际的工程设计主要靠经验 .然而,了使设计为精确,善,完对于流动,质理论的深入研究是不可传或缺的.

积【得单位时间单位体积内的 s 2 . O吸收质量:: :

K o

() 1

目前国内的大中型烟气脱硫系统大多是从国外引进的,有关吸收塔

的设计制造尚在消化吸收,发开 探索阶段 .不少文章介绍了采用喷淋塔的烟气脱硫系统的调试和运行,但报道喷淋塔本体设计,研究的 文章不多.王祖培…对喷淋塔及其系统设计的主要方面进行了讨论;郭毅等C对喷淋塔本体设计中主 2]要参数的理论和经验性设计进行了分析. 本文提出用喷淋塔的容积负荷——平均容积吸收率作为设计本体尺寸的控制指标,确定喷淋塔在的本体容积时,以容积吸收率为依据 .文中阐述了 不同角度的容积吸收率的定义,物理意义以及设计中的应用,出了设计步骤.给

式中 C为标准状态下进口烟气 S 2质量浓度,g 0 k/3m

;7 '为按要求给定的 S 2 O吸收效率,%;h为吸收

区高度,由于一般喷淋塔的操作温度, m;烟气流速

变化不大,基本上为常数, 其值取决于烟气流速/(/ ) t m s和操作温度 t o ) K:3 0/X23 (7 (; o 0t / 23 C 6 7+t ).

() 2由传质方程可得喷淋塔内单位截面积上吸收的 S 2量【: 0总 J

G( l Y): Ka·h·A Y— 2 r y

() 2

式中 G为载气流量, s 2度很低,因 O浓可近似看作是烟气流量,m l( 2 S;Y,2 k o m·) IY分别为塔进, 1/出: 3 处烟气中 s 2摩尔分数 (准状态下的体积分 O的标数 )口为单位体积内 S 2; 0以气相摩尔差为推动力

1喷淋塔的容积负荷含有 S 2的烟气通过吸收塔,内喷淋浆液将 O塔

的总传质系数,m l( 3s,口为单位体积内的有 k o m·)/效传质面积, 2m; y m/ 3 A为平均推动力,即塔底推动力 A I Y—Y与塔顶推动力 A 2 2 2 y= I I y=Y一Y1 7

烟气中的 S 2度降低到符合排放标准的程度 .将 0浓

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的对数平均值 Y为 S 2气膜侧的平衡浓度 .引, O在 由此 .义容积吸收率为:定=

空气中的剩余氮气使得烟气体积流量增大 .2 1 1吸收塔进口烟气量 ..

G( l—Y ) h Y 2/

() 3

根据燃用煤种,量空气系数,过以及湿空气携带水分,可算出喷淋塔进口烟气量 .这部分计算可由锅炉的热力计算结果给出 .

即吸收塔单位横截面积上的总吸收量除以吸收

区高度,表示的是单位时间体积内的污染气体平所均吸收量.

例如,某种无烟煤,低位发热量为 2 .8M/ g 4 2 Jk, 设过量空气系数为 15空气含水 0 08 gk, ., .0/ g则产 k生烟气 l . r/ g烟气量均指标准状态值 ) 0 2f k( l .若耗煤量为 13/, 2 h锅炉排出的烟气量为 l 5 . t 4 6×

13 2 o() 4

吸收效率 1 l— Y/ l即 Y 7= zy, l 1 Y—Y按 7= l 2,排放标准,气中 S 2量浓度应低于 l 0 a m烟 O质 0n/ 3 2 g (态 )即体积分数为 0 02,就要求:标, .4%这Y l 1 7≥ Y一 0 0 2 l .4%

m/; 3h若到达喷淋塔进口处烟温为 10c,实际进 5=则【口烟气体积流量为 l 4 4×1 3h 9 0 m/ .设塔内操作温度为 5=则这部分烟气体积流 0c,【量为 l 8 4×1 h 4 3 0 m/ .

式中 Y以体积分数表示 . . 又, G与流速之关系:由G×2 4× 2. :"

2. .浆液蒸发水分 12

将式 ()的单位以 k/ m·)示,写作 3 g ( 2h表可:

烟气在喷淋塔内被浆液淋洗,温度降低,吸收液蒸发,气迅速达到水分饱和状态 .设烟气水分由烟

30 0× 6

·

1^ 7/

() 5

6%增至 1%, 2则增加水分体积为 8 9×1 m/ .即 0 3h 蒸发水量为 5 . th 32/ .2. .氧化空气剩余氮气量 13

比如,取操作温度为 5=流速为 3m s且 Y 0c,【/, l以体积分数表示,则=

00 6 ( l . 2 1 Y一0 0 2 ) h .4%/

() 6

在塔下部浆池中鼓人空气, CS 可能完使 aO尽全氧化成 CS 若不考虑烟气中过量空气剩余的 aO;

如果以 m/ g m为单位,则式 ( ) 6变为=

0 0 91 ( l—l 0 ) h .0 3 Y 0/ 2

() 7

氧量以及自然氧化因素,人的空气量只考虑单位鼓时间内全部脱除 s 2设完全氧化, l g 0需 0 5 O,则 s2 k .的氧气 . 例如,的硫分为 2 5,硫效率 9%,脱煤 .%脱 5则

这表明,在排放标准给定的情况下,收任务取吸决于烟气进口 S 2度;吸收任务给定,容积吸 O浓若则收率与吸收区高度呈反向变化 .取定值,可确即定吸收区高度 h.

除 s 25 4 . k/需鼓人氧化空气质量流量( g O 2 5 g h 8 1 k空气含 0.3k 2为:27 1 gh氧化之后所剩氮 2 g ) 1 0/; O k

2喷淋塔本体设计步骤本文提出的喷淋塔本体尺寸的设计步骤是:在计算出运行工况下实际的烟气流量,选定塔内烟气流速,并据此确定了塔内径或塔内横截面积之后,根据吸收任务 G Y一Y ), (】 2以及操作温度 t,定容等选

气加人烟气,因湿饱和而有水蒸发, 5=的并则 0c时【湿氮气流量为 l .×1 3h 12 7 0 m/ . 3这样,内总的湿烟气体积流量为:l 8×塔 4 51 3r3 h 0 l . f/

22确定喷淋塔内径 .

积吸收率,以确定吸收区高度 h.以往的设计据是在塔内横截面积确定之后,根据烟气流速,内停塔留时间来确定高度的 J .例如,内流速为 3m s塔 /, 气液反应时间为 2 5, h=6 5 l~则 s~1 n.这样的设 计很粗糙, t=

或 4,取 2 s 高度会相差 l . s倍2 1计算运行工况下的烟气流量 .

设喷淋塔截面为圆形 .按上述实际运行烟气体积流量选取烟速",塔内径为:则厂—

D:√ 2可取 D:1 . 3 5m.

( 8 )

如上例,若取"=3r s计算得 D=l .7m;/, n 3 6 23确定吸收区高度 .

根据锅炉排放的烟气,算运行工况下的塔内计 烟气体积流量,时需要考虑以下几种引起烟气体此积流量变化的情况:内操作温度低于进口烟气温塔度,烟气容积减小;液蒸发水分,浆以及塔下部送人l 8

在吸收任务 G Y一Y ), ( . 2中喷淋塔的横截面积

已定, G由 算出,由"取代;由排放标准给定再f转第 5下 6页}

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第 2 第4 O卷期

力求高效实用,决催化反应技术中这两个关键问解题,有重要的实用意义 .具参考文献:[] u siaA od . l t ce i l ht y s f t t e i 1 F jh ,H n a Ee r h mc o l i o Wa r sm - i m K co a P o s e a n cnu t l t d[] N t od c r e r eJ . a m. 9 2 28 55 ) 3— 8 o E co u 17, 3 (3 8: 3 . 7 []贺飞, 2唐怀军,文宽, .米 T 2化剂负载技术研究[]赵等纳 i催 O J. 环境污染治理技术与设备,0 14 2:7 5 . 2 .0,( ) 4— 8 []孟耀斌, 3黄霞 .史议禺, .等 4一氯苯甲酸纳的光催化氧化降解及其影响因素[]重庆环境科学 . 0,3 3:—3 . J. 2 12 ( ) 3 0 3 7 []邓南圣 .蜂 .境光化学[ .京:学工业出版社,0 3 4吴环 M]北化 20,3 8—3 9. 0 0

tr ain o T o p oo a l i u p r o vr u r i u p r ei t f i 2 h t t y s p t z o c a s s o e n ai s i d p ot d o g s s ( ls,q a z n til ss e ) o a t e s de f h t a lt g s u r ds ne t 1 .C mp ai u is oo t y c a ta a s e r v t op c a i

ati a r ui a o J . pl a l:ni n 19, 7:9 c vyi w t r ctn[] A p C t e vo, 9 5 ( )4 it n e p f i i aB r—

6 3.

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(第1页) G由上接 8 算出,由"取代;再由排放标准给定, 2 0 g m, Y给定,等于给定了 Y≤1 0m/ 3当 l 2就

3结语 () 1采用平均容积吸收率作为设计指标,喷淋塔的设计更加合理,准确 .

喷淋塔应达到的最低吸收效率,参见式 () 4.喷淋塔的容积负荷如式 ( ) ( )示 .当 Y给 6,7所 .

定,即可由值确定吸收区高度 h. 总结已有经验,积吸收率的范围一般为=容 5 5 6 5 g ( 3h .在一般条件下, . . k/ m· ) 如浆液性质, 液气比,雾化状况,以及/ t p 2, H值等在正常范围,,, 若取定值,则对于不同的进口浓度 Y, l就要求相应的吸收区高度 h.从技术角度来说,r应尽量取

() 2在一般工艺条件下,平均容积吸收率与进口烟气 s:度,收区高度的关系可用式 ( )式 O浓吸 6或()达 . 7表

()文提出了以作为设计指标的喷淋塔本 3本 体尺寸设计的具体步骤,具有一定的实用价值.参考文献:[]祖培 . 1王火电厂烟气湿法脱硫装置吸收塔的设计[]煤化工 . J.20, 5:4—4, 0 2 ( )4 8

小值, h会相应升高,但经济性降低;反之亦然.,

Y, I h之间的关系如图 1所示 .

[] 2郭毅烟气脱硫喷淋塔本体设计与分析[]热力发电, o,3 J. 2 43 o( )2

1:9—3 1

[] 3李荫堂烟气脱硫喷淋塔的容积吸收率[]环境技术, 0,1 J. 2 32 0E\

( )3 6:2—3 . 4

魁姬凶

[j钟秦 .煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[】北京:学工业 4燃 M .化Ⅱ版社 .0 2; 20 .

收稿日期:0 40 .6 20 -72

作者简介:荫堂 . 1 5一)男,南长恒人,李 (9 5,河西安交通大学环容积吸收率/ g.m' h) k ( . .

境工程系副教授,士 .究方向是大气环境与污染控制 .博研

图 1不同进口浓度时 h与f之关系 5 6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3cx4.html