常用几种脱硫塔分析培训课件

常用脱硫塔分析

3.1.3 喷射鼓泡吸收塔

千代田CT121系统1992年已在全球范围内销售19套以上，容量超过5.1GW。

该工艺的特点是使用了喷射鼓泡反应器（JBR）。在JBR中，烟气通过喷射器直接喷散到洗涤液中，经处理后的烟气经过升气管进入上层的混气室，然后经除雾器后由烟囱排出。该工艺取消了复杂的浆液再循环系统，简化了工艺过程，也降低了能耗，因而使基建投资和运行费用都有所减少。

该工艺另一个重要特点是低pH值运行（3.5~4.5），而一般的FGD

工艺pH值为5~7。低pH值运行的优点是：（1）通常易发生的结垢和堵塞问题没有了；（2）亚硫酸钙的氧化过程得到了加强；（3）石灰石的溶解度和利用率得到了改善。pH值降低2，相应的氢离子浓度增100倍，因此石灰石的溶解度也增加了。

低pH值运行是由于该工艺中的反应与其他FGD工艺不同所致。该工艺的化学特点是H2SO3在被石灰石中和之前就急剧地被氧化为

H2SO4。因此，在JBR中的SO2吸收基本上与溶解在碱性物质无关。脱硫率可因增加JBR的压降或系统的pH值得以提高。增加喷射管的浸入深度可以提高脱硫效率，但同时增大了压降，而pH值则可以通过石灰石的投入量加以控制。

由于改善了烟气中微粒与液体的接触条件，JBR可以达到很高的亚微米范围的除尘效率，这可以补偿ESP的不足。此外，CT—121工艺生产的石膏晶粒大（80—90μm），容易进行脱水。

3.1.4 液柱吸收塔

液柱塔在以往的的喷管基础上加以改良并将其位置移至吸收塔下部，浆液向上喷，状如喷泉。空塔无填料，结构简单，可以提高喷液的高

度。实践表明能达到与格栅塔具同等的脱硫率和除尘率。

烟气由塔的下部被导入后，通过布置在靠近入口上部的单层喷管群向上喷液形成的液柱，烟气通过与上升液和下降液的接触达到脱硫净化。然后再经配置在塔上部的除雾器排出塔外。

喷嘴向上高速喷出的吸收液，先在液柱顶部分散形成细小的液滴，然后下落并将烟气中的SO2吸收。由于下落液滴与向上喷出液体发生剧烈碰撞生成更加微小的液滴，使吸收液表面得到更新和增大，从而加强高效吸收。此外到达喷嘴处的烟气由于被向上喷出浆液卷起，同吸收液接触，促使吸收率提高。

3.1.5 三相流化吸收塔

近年来三相流化床反应器开始应用于石灰石-石膏湿法烟气脱硫。日本石川岛公司已把它用于工业燃煤锅炉烟气脱硫。用充填球作填料，接触效果好，净化后烟气从塔顶排出，不需再经烟囱。

在三相流化填料吸收塔中，气体上行使填料流化，液体下行，在填料表面形成液膜，在液膜上气体中的SO2被吸收。流化填料增大了不断更新的气液接触面积,更有利于气液间保持较高的传热、传质效率。由于传质效率很高，三相流化填料吸收塔可以在气体负荷很大的情况下操作。操作时整个床层的填料处于均匀的流化态，能有效地避免活塞流和气塞现象；填料流化的自清洗作用可以避免接触区沉淀堵塞，这对吸收过程有固相生成的情况很有益；液体在填料表面形成的液膜能有效地减轻填料与填料以及填料与设备（吸收塔）之间的磨损，延长了设备的使用寿命。因此，三相流化填料吸收塔是一种有效的自清

洗吸收塔。

3.2 我国几个代表性脱硫反应塔器

自上世纪90年代以来，引进建设了六项示范工程，随后大型FGD装置不断出现，采用了形式多样的脱硫反应塔器。将其中较有代表性的塔器情况列于表3中。

在我国，广大中小锅炉采用的所谓脱硫—除尘一体化设备更是花样翻新，比较多见的是离心水膜式，旋流板式，烟气流化床式，GSA、NID等。

以技术经济的观点考察上述这些脱硫反应塔器，对它们进行性价分析比较是一项十分复杂而必要的工作。

脱硫反应塔是FGD系统的核心工艺设备，在投资费用的组成上占有重要份额，对大型系统来说，约占1/4，对中小系统往往在30%以上。所以正确选用脱硫反应塔是设计工作的重要内容。一般来说，SO2与碱性吸收剂的化学反应过程是比较容易进行的，但是需要考虑多种因素，并不是任何吸收塔能适用任何脱硫工艺。喷淋塔和液柱塔适用大容量湿式钙法，钠法、氨法和海水法可以采用填料塔、板式塔和旋流板塔。

从目前情况看，中型锅炉可采用石灰喷雾干燥塔，增湿活化反应塔、循环流化床反应器。对于小型炉窑建议采用水膜洗涤器、旋流板塔、三相反应器等。

4. 湿式脱硫吸收塔器性能浅评

常用的几种脱硫反应塔器在性能方面的定性比较见表5。

在大容量的FGD系统中,用得最多的是喷淋塔，其次为填料塔、液柱塔和板式塔。

填料塔与板式塔比较：

（1）填料塔操作范围较小，对于液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小时，填料表面不能很好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负荷过大时，容易产生液泛。板式塔具有较大的操作范围。

（2）填料塔不宜处理含固体悬浮物的物料，而某些类型的板式塔（如大孔径穿流板塔）可以有效地处理这种物系。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。

（3）当气液接触过程中需要冷却以移除反应热或溶解热时，填料塔因涉及液体均布问题而使结构复杂化，板式塔可方便地在塔板上安装冷却盘管。

（4）填料塔直径可以很小。板式塔直径一般不小于0.6m。

（5）板式塔的设计比较准确可靠。安全系数较小。

（6）塔径不大时，填料塔因结构简单而造价便宜。

（7）填料塔适用于易起泡物系和腐蚀性物系，因填料对泡沫有限制和破碎的作用，可以采用瓷质填料。

（8）对热敏性物系宜采用填料塔，因为填料塔内的滞液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间相对短。

（9）填料塔的压降比板式塔的小，因而对真空操作更为适宜。

喷淋塔与液柱塔比较：

（1）喷淋塔一般布置喷头3-4层，层间隔1.6m，有效工作区高度约

5m；液柱塔的有效工作区高度较大，约为6-10m。

（2）喷淋塔的L/G为10-15；液柱塔L/G较大，为13-25。

（3）喷淋塔的循环槽贮液量一般，液柱塔因L/G大，要求贮液量多。（4）喷淋塔的每个喷淋层塔截面的喷头数为1.5个/m2。通常三层相当于4.5个/m2，多于三层时为6个/m2。液柱塔的截面喷头布置只有4个/m2。

（5）喷淋塔中浆液以细液滴形式存在，平均粒径2.5mm。每升浆液雾化后液滴总面积约为2.4 m2；液柱塔中浆液以粗液滴和液膜形式存在。单位浆液形成的粒子面积较小。

（6）喷淋塔的供液泵压头较高，约为20-25m。而烟气阻力较小，只有1000Pa上下；液柱塔的供液泵压头较小，约为12-20m，但烟气阻力相对较大。

（7）喷淋塔大多为圆筒形，体量较小，占地少，且塔内无死角区，不易积垢。气流分布均匀，制作简单，节省材料。材料强度较好，易于施工防腐内衬；液柱塔为布置喷头方便采用矩形断面。相对体量较大，占地多，塔内易形成死角，气流分布不易均匀，材料的力学强度较差，防腐内衬容易出现裂缝。

（8）喷淋塔FGD系统的能耗约为电厂发电量的1.2-1.4%。液柱塔在同等条件下约为1.3-1.8%，相对较高。

（9）喷淋塔采用陶瓷喷嘴，喷出口通径Φ80，雾化性能好，不堵塞，耐腐蚀，抗磨损。使用寿命长，可连续使用多年不更换；液柱塔的喷嘴也是用陶瓷制成，性能相同。