脫硫塔是對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫處理的容器，因主要是靠化學(xué)吸收反應(yīng)完成硫化中和反應(yīng)，所以又叫吸收塔。
濕法煙氣脫硫是成熟且具有較好發(fā)展前景的工藝,其中關(guān)鍵是對(duì)脫硫塔的選擇及通過各項(xiàng)參數(shù)的控制達(dá)到良好的脫硫效率。通過對(duì)脫硫塔酸堿度(PH)、氣液比(L/G)、流場(chǎng)特性、結(jié)垢等各種性能進(jìn)行分析研究,對(duì)脫硫塔的選擇和實(shí)際運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。
濕法脫硫的工藝原理
濕法脫硫工藝的整個(gè)過程包括冷卻、吸收、再熱、石膏回收、原料調(diào)制等工序。煙氣中的二氧化硫氣體在脫硫塔內(nèi)與碳酸鈣吸收液進(jìn)行氣液接觸。
脫硫塔的特性
1.1 酸堿度(pH)
由于吸收過程是一個(gè)酸堿中和反應(yīng),因此脫硫塔的pH值對(duì)塔的脫硫性能有很大影響,pH值低,脫硫性能下降,反過來pH值高脫硫性能上升,但未反應(yīng)的石灰石也隨之而增大,這樣不僅會(huì)引起石灰石附著結(jié)垢,同時(shí)未反應(yīng)的碳酸鈣和亞硫酸鈣殘留在漿液中,使石膏的品質(zhì)下降。因此需要維持pH值在*佳狀態(tài)下運(yùn)行。通過試驗(yàn)得到脫硫效率和石灰石過剩率同pH值的變化范圍見圖1、圖2。
從圖1中可以看到pH值小于4.0時(shí)脫硫效率較低,在70%左右,當(dāng)pH值增加,脫硫率也隨之增加,pH值大于6.0,可達(dá)80%以上,pH值再增加,脫硫率增加不很明顯,但由圖2可看到pH值大于6.0后,石灰石過剩率明顯增加,因此本試驗(yàn)中pH值*佳范圍選為4.06.0之間。
1.2 氣液比
氣液比就是洗滌液的量與煙氣量之比,用“L/G”(液/氣)表示。L表示循環(huán)洗滌液的量,G表示水汽飽和狀態(tài)下的煙氣量。它決定反應(yīng)物濃度的大小,也是影響脫硫效率的一個(gè)重要參數(shù),通過脫硫塔L/G變化試驗(yàn),得到不同汽液比的脫硫率如表1。試驗(yàn)條件:pH為5.6。
1.3 流場(chǎng)特性
脫硫塔的流場(chǎng)分布情況也是影響脫硫效率以及導(dǎo)致脫硫塔結(jié)垢的一個(gè)重要因素。尤其對(duì)于噴淋塔,由于噴淋對(duì)脫硫塔的流場(chǎng)分布產(chǎn)生很大的影響,因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其流場(chǎng)做一些模擬試驗(yàn)和模擬計(jì)算進(jìn)行脫硫塔流場(chǎng)的分析,使其流場(chǎng)均勻分布,且有較好的充滿度,同時(shí)要防止偏流的發(fā)生。圖3是對(duì)一簡(jiǎn)易脫硫塔進(jìn)行的數(shù)值模擬流速分布中心軸面和水平截面圖[1,2],從圖中可以看到,它的流場(chǎng)氣流分布均勻,且在塔中心充分混合后反應(yīng)生成物能迅速落入漿池。
1.4 結(jié)垢
由于濕式脫硫塔內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,因而結(jié)垢和堵塞是影響其效率及壽命的一個(gè)大問題。它生成的垢主要分為物理性垢和化學(xué)性垢,物理性垢是吸收液附著在設(shè)備上脫水干燥后形成的晶體,一般為軟性的。化學(xué)性垢則是在吸收液吸收了SO2后,在局部形成過飽和狀態(tài),從而析出的固化物質(zhì)，屬于硬質(zhì)垢。為了防止結(jié)垢,在設(shè)計(jì)時(shí),從物理方面考慮,要盡可能采用垢難以附著的簡(jiǎn)單塔結(jié)構(gòu),選擇*佳煙氣流速使流場(chǎng)分布均勻。在化學(xué)方面則需要對(duì)應(yīng)負(fù)荷變動(dòng),選擇適當(dāng)?shù)奈找貉h(huán)量控制pH值在較好的范圍內(nèi)。
4 結(jié)論
脫硫塔具有以下特性:
①屬于低溫、低壓且時(shí)間常數(shù)大的設(shè)備;
②吸收液的pH值及濃度影響脫硫效率;
③是處理腐蝕性很強(qiáng)的流體的設(shè)備,因而塔內(nèi)易發(fā)生結(jié)垢、堵塞和腐蝕。因此,在選擇脫硫塔時(shí)應(yīng)全面考慮,不僅要有較高的脫硫效率,石灰石的過剩率也不能太高,否則會(huì)結(jié)垢嚴(yán)重,影響塔的使用壽命。
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:
①采用垢難以附著的、液體滯留少的簡(jiǎn)單塔結(jié)構(gòu);
②通過試驗(yàn)調(diào)試控制吸收反應(yīng)的pH值范圍和吸收液的汽液比,在提高脫硫率的同時(shí)減少石灰石的過剩率；
③通過數(shù)值模擬對(duì)脫硫塔流場(chǎng)分析,選擇*佳煙氣流速,進(jìn)行吸收液的*佳分配,使吸收液能均勻分布,防止偏流發(fā)生,從而提高脫硫效率,減少結(jié)垢發(fā)生。
濕法煙氣脫硫——石灰石脫硫工藝圖
1.3 流場(chǎng)特性脫硫塔的流場(chǎng)分布情況也是影響脫硫效率以及導(dǎo)致脫硫塔結(jié)垢的一個(gè)重要因素。尤其對(duì)于噴淋塔,由于噴淋對(duì)脫硫塔的流場(chǎng)分布產(chǎn)生很大的影響,因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)其流場(chǎng)做一些模擬試驗(yàn)和模擬計(jì)算進(jìn)行脫硫塔流場(chǎng)的分析,使其流場(chǎng)均勻分布,且有較好的充滿度,同時(shí)要防止偏流的發(fā)生。圖3是對(duì)一簡(jiǎn)易脫硫塔進(jìn)行的數(shù)值模擬流速分布中心軸面和水平截面圖[1,2],從圖中可以看到,它的流場(chǎng)氣流分布均勻,且在塔中心充分混合后反應(yīng)生成物能迅速落入漿池。1.4 結(jié)垢由于濕式脫硫塔內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,因而結(jié)垢和堵塞是影響其效率及壽命的一個(gè)大問題。它生成的垢主要分為物理性垢和化學(xué)性垢,物理性垢是吸收液附著在設(shè)備上脫水干燥后形成的晶體,一般為軟性的。化學(xué)性垢則是在吸收液吸收了SO2后,在局部形成過飽和狀態(tài),從而析出的固化物質(zhì)，屬于硬質(zhì)垢。為了防止結(jié)垢,在設(shè)計(jì)時(shí),從物理方面考慮,要盡可能采用垢難以附著的簡(jiǎn)單塔結(jié)構(gòu),選擇*佳煙氣流速使流場(chǎng)分布均勻。在化學(xué)方面則需要對(duì)應(yīng)負(fù)荷變動(dòng),選擇適當(dāng)?shù)奈找貉h(huán)量控制pH值在較好的范圍內(nèi)。4 結(jié)論脫硫塔具有以下特性:①屬于低溫、低壓且時(shí)間常數(shù)大的設(shè)備;②吸收液的pH值及濃度影響脫硫效率;③是處理腐蝕性很強(qiáng)的流體的設(shè)備,因而塔內(nèi)易發(fā)生結(jié)垢、堵塞和腐蝕。因此,在選擇脫硫塔時(shí)應(yīng)全面考慮,不僅要有較高的脫硫效率,石灰石的過剩率也不能太高,否則會(huì)結(jié)垢嚴(yán)重,影響塔的使用壽命。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:①采用垢難以附著的、液體滯留少的簡(jiǎn)單塔結(jié)構(gòu);②通過試驗(yàn)調(diào)試控制吸收反應(yīng)的pH值范圍和吸收液的汽液比,在提高脫硫率的同時(shí)減少石灰石的過剩率；③通過數(shù)值模擬對(duì)脫硫塔流場(chǎng)分析,選擇*佳煙氣流速,進(jìn)行吸收液的*佳分配,使吸收液能均勻分布,防止偏流發(fā)生,從而提高脫硫效率,減少結(jié)垢發(fā)生。濕法煙氣脫硫——石灰石脫硫工藝圖
