烟气脱硫塔设计改进

一、入塔烟道的设计 (3)

1. 烟道长度至少达到塔体直径2/3以上，进出口周围均

应用型钢进行了环向和竖向加固，内部设立筋，对塔进行加强。 (3)

2. 烟道入口上方及两侧安设挡水板，上方挡水板形成的

水帘有利于脱硫和气流均布。 (3)

3. 进气方式改为切向斜向下18度进气，削弱塔内回流

旋涡，降低压损，延长气液接触时间 (3)

二、喷淋层的设计 (5)

1. 喷嘴喷淋雾滴粒径的大小以1.5mm-3mm为宜。 .. 5

2. 塔内气体流速3-4.5m/s。 (5)

3. 喷淋管道逐级减细，保证进入个喷嘴的压力相等，即

所谓的均压。喷淋覆盖率达到200%。 (5)

4. 相邻同喷淋层喷头，设置高度差，不要在同水平面上。

避免雾滴碰撞产生的凝聚，破碎，减小比表面积。 (5)

三、其他改进的地方 (9)

1.脱硫塔中间布置空心双向喷嘴、塔壁布置实心喷嘴增

加塔壁附近的喷淋密度，参考上图特钢喷头布置。或者塔壁附近使用90度喷射角喷头，内圈布置大广角喷头。

(9)

2.塔内喷头下方塔壁安装气液再分布塔圈，但不宜过大。避免烟气短路，提高脱硫效果。 (9)

3.喷头的选择，保证液滴粒径的前提下，选流量，压力，型号。通常选用螺旋喷头和切线喷头 (10)

4.喷淋高度不宜过高，当高度大于6m 时，增加高度对于效率的提高并不经济。 (10)

5.塔的震动问题 (10)

6.除雾器冲洗喷嘴选择 (10)

通过对特钢烟气脱硫的考察，对网络上其他烟气脱硫塔结构的参考，并根据已有流场分析软件和力学分析软件(FLUENT6.0和ANSYS9.0）进行流场分析和力学分析。

我认为在公司的脱硫塔设计中应着重注意以下事项:

一、入塔烟道的设计

1.烟道长度至少达到塔体直径2/3以上，进出口周围均应用型钢进行了环向和竖向加固，内部设立筋，对塔进行加强。

2.烟道入口上方及两侧安设挡水板，上方挡水板形成的水帘有利于脱硫和气流均布。

3.进气方式改为切向斜向下18度进气，削弱塔内回流旋涡，降低压损，延长气液接触时间

具体分析如下：

1.烟道开口宽度及设计:

为了有利于进塔的烟气分布更均匀,脱硫塔的进口一般为长方形,尺寸很大，一般达直径的2／3-4/5。这么大的开孔对

塔体抗弯矩能力的削弱是很大的,开口周塔壁的应力也很大,见图:

烟气进出口周围均应用型钢进行了环向和竖向加强, 即使采取上述方法进行了加强，开孔区的局部应力和变形仍是整个塔体结构中最大的。为此，通常在脱硫塔进出口烟道内部也设立筋，对塔进行加强。

2.脱硫塔入口烟气的均匀性直接影响到脱硫塔内烟气分布的均匀性。烟气入口气液接触处为干湿交界面，浆液在此干燥结垢将影响塔运行的安全性和气流流向。设计时应在烟道入口上方及两侧安设挡水板，防止喷嘴喷出的浆液进入烟道内。运行时，上方挡水板形成的水帘有利于脱硫和气流均布，两侧挡水板可防止喷嘴喷雾产生的背压将浆液抽进烟道内（当烟道档板未关，且无气体进入塔内时）。

3.进气方式改为切向斜向下进气，向下角度经流体力学软件分析以18度为最佳，粗略可取15-20度。切线斜向进气结构有利于削弱塔内回流旋涡，降低压损，延长气液接触时间，防止浆液倒流。如下图。

二、喷淋层的设计

1.喷嘴喷淋雾滴粒径的大小以1.5mm-3mm为宜。

2.塔内气体流速3-4.5m/s。

3.喷淋管道逐级减细，保证进入个喷嘴的压力相等，即所谓的均压。喷淋覆盖率达到200%。

4.相邻同喷淋层喷头，设置高度差，不要在同水平面上。避

免雾滴碰撞产生的凝聚，破碎，减小比表面积。

具体分析如下：

1.喷淋粒径的大小是脱硫塔主要设计的先决条件。相同喷淋条件下（液气比L/G一样），雾化粒径越小，比表面积越大，吸收效率低下。粒径太小，易被气化或气流带走，增加除雾符合，减少了液滴量，同样吸收效率低下。

雾滴的尺寸是有一定的限制范围的，粒径小于500μm 的液滴将被带至除雾器中，如果喷嘴形式的雾滴应选定在2000～3000μm 之间的雾化颗粒,低于500μm 直径的液不能超过5%，这种粒径的雾滴在最大程度地减少烟气中雾滴携带的同时，也能提供足够的吸收SO2的气液表面积。

带出速度（液泛速度）对照表

粒径mm0.2 0.3 0.4 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 带出速度m/s0.7 1.14 1.58 1.99 3.77 5.31 6.72 8.3

2.塔设计时，烟气流速的选取应与吸收液液滴直径相匹配，按常规，设计气速应为液泛气速的50％～80％。由于喷雾型脱硫塔中，气流分布可以“自我校正”均匀，提高脱硫塔气速将逆流脱硫塔的气速增加到4～5m/s，提高流速可提高气液两相的湍动，一方面可降低烟气与液滴之间的膜厚度，液膜增强因子增加，从而提高总传质系数；另一方面，

喷淋液滴的下降速度减小，持液量增大，使得吸收区的传质面积增大。当烟气流速低于3m/s 时，脱硫效率与烟气速度无关；高于3m/s 时，液滴表面的振动加大，液滴中的混合增强，表面更新加快，可促进二氧化硫吸收反应，有利于脱硫效率的提高；当烟气流速从3.0m/s 提高到4.5m/s 时，脱流率上升幅度较大，进一步提高烟气流速时,脱流率的提高趋于平缓。同时,烟气流速受除雾器性能和液泛速度的制约。

3.浆液管道的设计要求保证进入个喷嘴的压力相等，即所谓的均压，管道从进塔到末端逐级减细。如下图：

烟气速度为3～4.5m/s，一般要求具有150%～250%的覆盖率。喷嘴应具有较大的自由畅通孔径，一般应大于45mm，否则易被结垢碎片等杂物所堵塞。

4.同一水面上两个喷嘴（左右布置）之间雾滴碰撞后产生的凝聚，破碎效果较显著；不同水面上两个喷嘴（上、下布置）之间雾滴碰撞后产生的凝聚，破碎效果不明显。考虑到脱硫塔内的浆液液滴密度较高，将会有大量的液滴发生碰撞，并产生凝聚。如果有大量的液滴发生凝聚，那么随着液滴的降落，其比表面积将不断减少，继续增加喷淋层间距和塔高即无意义，

喷头处于同一高度平面时效果