烟气脱硫喷淋塔的容积吸收率

2 由ζ确定吸收区高度 h
在保证液气比 (一般取 L/ G = 16l/ m3 ) 、雾化良
好的条件下 ,根据经验数据及脱硫要求 ,可由式 (1) 确定吸收区高度 h 。h 一般是指烟气进口水平中心 线到喷嘴布置区水平中线 (即最上排与最下排喷嘴
高度之平均) 的高度 。
喷淋塔的平均操作温度可取 50 ℃;在此温度下
4. 2 在一般工艺条件下 ζ, 值一定 ,则塔高随 SO2 吸收任务增大而升高 ; 4. 3 在合适的ζ值内 ,高瘦的塔型有利于脱硫 。
参考文献 :
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[2 ] 曾培华. 连州电厂烟气脱硫系统的综合评价 [J ] . 环境 科学与技术 ,2003 ,26 (2) ,29 - 31.
目前已有一些关于已建喷淋塔的运行调试 、工 艺分析 、性能介绍等方面的报道 ,例如关于广东连州 电厂 、重庆电厂 、杭州半山电厂 、北京一热等的喷淋 塔情况的介绍[2～6] 。但是针对喷淋塔的气液传质 、 流动特性 、设计参数等的研究还不多 。李守信 、韩琪 等研究了石灰石 —石膏法的工艺原理及化学过程 ; 李仁刚 、盂令杰 、唐志永等研究了喷淋塔的一些流体
放 SO2 浓度低于 1100mg/ m3 ,在 C = (5000～8000) mg/ m3 范围 ,脱硫效率分别需要达到η= (78～86. 3) %;在保证 液气比、雾化良好条件下 ,取ζ= 6. 0kg/ (m3 . h) 时 ,吸收 区高度分别需要 h ≥(5. 9～10. 5) m。
需要强调指出 ,上述讨论基于浆液、液气比、雾化 等工艺 ,设备条件能够保证一定的容积吸收率。由于 ζ受这些条件影响 ,因而其取值在工程实际中限于一 定范围。如果仅从脱硫技术角度考虑 ,设计时ζ应取 低值以求保险 ;但如果考虑经济因素 ζ, 低则塔容积增 大 ,会使投资、运行维护费用等增加。综合考虑技术、 经济因素 ζ, 值必然被限制在一个合理的范围内。
3 喷淋塔的高径比
烟气脱硫喷淋塔一般为圆形截面 。在能够保证 容积吸收率ζ的范围内 ,若ζ值取定 ,即吸收区容积 一定 ,则吸收区高度和塔的横截面积成相反变化 ;塔 体或高瘦或矮胖 ;对于烟速来说 ,即是或高速或低速 。
同样的液气比 ,取定ζ值即确定吸收区容积后 , 若选取较低的烟速 ,则塔体矮胖 ,相应的液体总体停 留时间缩短 。因为对于液滴的下落运动 ,出口速度 较高 ,受向上烟气阻力而作减速运动 。h 降低 ,即缩 短了低速段路程 ;另一方面 ,烟速降低 ,阻力减小 ,更 使液滴下落速度变快 ,因而使液体总体停留时间明 显缩短 。
图 1 吸收区高度与容积吸收率的关系
图 2 吸收区高度与 SO2 进口浓度的关系
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1 平均容积吸收率
对于目前运行的一般的喷淋塔喷雾装置性能 、
浆液性质 ,如果给定 SO2 吸收任务 ,即给定进口浓度
和吸收效率 ,则需要的吸收区空间是大体确定的 。
பைடு நூலகம்
因此 ,可以用平均容积吸收率ζ—kg/ (m3 ·h) 来表示
喷淋塔吸收区的负荷 ,即把塔内吸收的 SO2 总量平
均计算在吸收区容积中 :
湿法烟气脱硫吸收塔系统的设计和运行分析电力环境保护2002184重庆电厂烟气脱硫装置吸收塔浆液的氧化效果问题及改进措施j热力发电2002239水利电力机械2002244国华北京热电厂34号锅炉脱硫岛运行性能分析j热力发电2002138煤化工2002544国际电力2002热力发电2003待发表结束语用excel进行污水管道水力计算方便快捷可明显的提高工作效率
力学特性 ; 王祖培[7] 、丁承刚[8] 、郭毅等[9] 对喷淋塔 的设计及主要参数进行了分析讨论 。
本文将容积吸收率作为喷淋塔本体的设计指
标 。喷淋塔的设计目前是经验性设计 。根据已有经
验和给定的进出口条件 ,选定烟气流速 u 、吸收区高 度 h 等 ,确定喷淋塔的横截面积及浆池容积等 。容 积吸收率ζ,一方面在设计时 ,选定 u 、给定烟气 SO2 浓度及要求的脱硫效率等参数之后 ,可根据ζ来确 定 h ;另一方面 ,可作为对本体容积设计的一个控制 指标 ,指出塔体吸收区容积应在某一范围内 。
总结已有的喷淋塔的设计、运行经验 ,可以发现 容积吸收率的范围为ζ= (5. 5～6. 5) kgP(m3 . h) ;大多 为ζ= 6. 0～6. 3kg/ (m3 . h) 。ζ值的大小取决于雾化状 况 、液气比 、浆液特性 、气液流动等因素 。这些因素存
在一个综合的最佳条件 ,可使ζ达到最大值。
作温度 t (
℃)
;
K0
=
3600u
273 273 +
t
;
C —烟气标准状态下的进口 SO2 浓度 ,kg/ m3 ;
η—要求的 SO2 吸收效率 , % ;
h —吸收区高度 ,m。
例如 ,选定运行烟速 u = 3. 1m/ s ,t = 50 ℃;给定 C = 6000mg/ m3 ,要求η= 0. 96 ;若吸收区高度为 9m , 则ζ= 6. 04kg/ (m3 . h) 。
hmin ζ= 6. 3
4. 2 5. 7 7. 1 8. 6 9. 1 10. 0 10. 6 11. 4
图 1 表示了不同的 SO2 吸收任务时 ,需要的吸收 区高度与容积吸收率的关系。图 2 是ζ= 6. 0 kgP(m3 . h) 时 ,h 随 SO2 进口浓度增大而增大的关系。要满足排
收区高度应不低于 7. 5m。 由表 1 可见 ,随着 SO2 脱除量增大 ,要求吸收区
高度增加 。因为雾化 、液气比 、操作温度等条件大致
给定 ,满足排放标准需要一定的高度 (路程) ,即足够 的反应时间 。对于不同条件 ,在设计时ζ的取值如 下变化 : ①对于低浓度烟气 ζ, 应取低值 ,以保证一 定的吸收区高度 ; ②若选取低烟气速度 、较低的 h , 则ζ取低值 :因为烟速低 ,使液滴停留时间短 ; ③若 要求脱硫效率高 ,则ζ取低值 ,使 h 升高 ,反应时间
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式中 :Q —塔内单位时间吸收的 SO2 总量 ,kg/ h ; V —吸收区容积 ,m3 ; K0 —对于一般的喷淋塔的操作工况 ,基本上为 常数 ; K0 值取决于烟气流速 u (m/ s) 和操
ζ=
Q V
=
K0
Cη h
(1)
收稿日期 : 2003 - 09 - 29 作者简介 : 李荫堂 ,男 ,1955 年生 ,河南长垣人 ;西安交通大学环境工程系 ,博士 ,副教授 ;大气环境与污染控制 。
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文章编号 : 1004 - 7204 (2003) 06 - 0032 - 03
烟气脱硫喷淋塔的容积吸收率
李荫堂 , 董韶峰 , 李军
(西安交通大学 , 陕西西安 710000)
摘要 : 提出一个喷淋塔设计参数 ———平均容积吸收率 ,其可作为喷淋塔本体设计的控制指标 ,并据 以确定塔的吸收区高度 。运行和设计经验表明 ,一般喷淋塔的容积吸收率为 (5. 5～6. 5) kg/ (m3 · h) 。文中还讨论了容积吸收率 、SO2 吸收量 、吸收区高度等之间的关系 。 关键词 : 湿法烟气脱硫 ; 吸收塔 ; 喷淋塔 ; 容积吸收率 中图分类号 : X701 文献标识码 : B
例如 ,液滴喷出初速为 10m/ s (雾化角 90°) ,吸 收区容积不变 ,当 h = 9m 降为 7. 5m ,则烟速由 3m/ s 降到 2. 5m/ s ;计算表明 ,液体总体停留时间由 3s 缩 短为 2s 。因此 ,适当高瘦的塔型 ,略高的烟速有利 于脱硫效率提高 。
4 结论
4. 1 平均容积吸收率ζ可作为喷淋塔设计的一个 指标 ζ; 值受技术 、经济条件影响 ;在一般条件下 ,其 值为ζ= (6. 0～6. 3) kg/ (m3 ·h) ;
延长 。
表 1 一般喷淋塔需要的最低吸收区高度
CPmg·m - 3
4000 5000 6000 7000 7400 8000 8400 9000
ηminP %
72. 5 78. 0 81. 7 84. 3 85. 1 86. 3 86. 9 87. 8
hmin ζ= 6. 0
4. 4 5. 9 7. 5 9. 0 9. 6 10. 5 11. 1 12. 0
引言
湿法烟气脱硫 ,特别是石灰石 —石膏法 ,已成为 我国燃煤电厂硫排放污染控制的首推工艺 。烟气脱 硫系统中的吸收塔是核心设备 。多种吸收塔型各有 利弊 。随着近年来实践经验的积累和研究探索的深 入 ,喷淋塔逐渐成为湿法烟气脱硫吸收塔的主导塔 型[1] 。
我国的烟气脱硫技术 、装置尚处于开发阶段 。 大中型的烟气脱硫装置都是从国外引进的 ,投资十 分昂贵 。我国迫切需要对引进技术进行消化 、吸收 以及自行设计制造 ,因此对烟气脱硫技术 、装置的研 究显得十分必要 。
The absorbin load of volume of a spraying absorber for wet FGD LI Yin2tang , DONG Shao2feng , LI J un
(Xi’an jiaotong University , Xi’an 710000)
Abstract : A Parameter - the average volume absorption efficiency is developed in this paper for design of the spray absorber of flue gas desulrurization. The parameter can be used for volume designing control index and for calculating the height of absorbing region. It was shown that the volume absorption efficiency of spray ab2 sorber range within (5. 5～6. 5) kgP(m3 ·h) . In the parer , the relationships are discussed between the volume absorption efficiency. SO2 absorb quantity and the height of absorbing region. Keywords : wet FGD ; absorber ; spraying absorber ; volume absorbing efficiency.
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的烟气流速取为 3. 0m/ s ;由此可以确定式 (1) 中 K0 ; 需要吸收的 SO2 脱除量 ,按进口浓度 、排放标准 (低 于 1200mg/ m3 ) 来确定 ,如表 1 。其中的最低脱硫效 率ηmin ,考虑安全裕量 , 按排放低于 1100 mg/ m3 计 算 。于是 ,对不同进口浓度 ,可按容积吸收率ζ确定 一个相应的吸收区高度 hmin ,如表 1 。例如 ,当 SO2 进口浓度为 6000mg/ m3 时 ,若要脱硫效率η≥81. 7 % (排放低于 1100mg/ m3 ) ,当ζ= 6. 0kg/ (m3 . h) ,则吸