脱硫塔设计

第1章吸收塔本体及烟气系统

1.1本体

吸收塔为圆柱形，尺寸为Φ15.3×36.955m，结构如图8－1所示。由锅炉引风机来的烟气，经增压风机升压后，从吸收塔中下部进入吸收塔，脱硫除雾后的净烟气从塔顶侧向离开吸收塔。塔的下部为浆液池，设四个侧进式搅拌器。氧化空气由四根矛式喷射管送至浆池的下部，每根矛状管的出口都非常靠近搅拌器。烟气进口上方的吸收塔中上部区域为喷淋区，喷淋区的下部设置一合金托盘，托盘上方设三个喷淋层，喷淋层上方为除雾器，共二级。塔身共设六层钢平台，每个喷淋层、托盘及每级除雾器各设一个钢平台，钢平台附近及靠近地面处共设六个人孔门。

图8-1 吸收塔本体

1—烟气出口2—除雾器3—喷淋层4—喷淋区5—冷却区6—浆液循环泵7—氧化空气管8—搅拌器9—浆液池10—烟气进口11—喷淋管12—除雾器清洗喷嘴13—碳化硅空心锥喷嘴

1.1.1技术特点

该FGD装置吸收塔采用美国B&W公司开发并具有多年成功运行经验的带托盘的就地强制氧化喷淋塔，该塔具有以下特点：

1）吸收塔包括一个托盘，三层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有549＋122个空心锥喷嘴，流量为51. 8m3/h的喷嘴549个，喷嘴流量为59.62m3/h的122个，进口压头为103.4KPa，喷淋层上部

布置有两级除雾器。

2）液/气比较低，从而节省循环浆液泵的电耗。

3）吸收塔内部表面及托盘无结垢、堵塞问题。

4）优化了PH值、液/气比、钙/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数，从而保证FGD系统连续、稳定、经济地运行。5）氧化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4.2H2O)的结晶。吸收塔浆池上设置4台侧进式搅拌器使浆液罐中的固体颗粒保持悬浮状态并强化亚硫酸钙的氧化。

6）吸收塔浆池中的混合浆液由浆液循环泵通过喷淋管组送到喷嘴，形成非常细小的液滴喷入塔内。

7）在吸收塔浆池的溢流管道上设置了吸收塔溢流密封箱，它可以容纳吸收塔在压力密封时发生的溢流。密封箱的液位由周期性地补充工艺水来维持，同时为吸收塔提供了增压保护。

8）吸收塔顶部布置有放空阀，在正常运行时该阀是关闭的。当FGD 装置走旁路或当FGD装置停运时，电磁放空阀开启以消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差。

表8－1 吸收塔本体性能参数

吸收塔进口烟气量吸收塔出口烟气量吸收塔直径吸收塔总高度吸收塔气速

15.3m36.955m 2018803Nm3/h (湿,设计工况)2136344Nm3/h (湿,设计工况)

3.8m/s

液气比浆液池容积浆液循环时间Ca/S(mol)

12.1L/Nm31930 m34.7min1.025

1.1.2选材及防腐

塔本体：碳钢

塔内壁：衬里施工前经表面预处理，喷砂除锈；内衬材料为丁基橡胶板。

塔内件支撑：碳钢衬丁基橡胶

塔入口门：C276

塔内部螺栓、螺母类：6%Mo不锈钢材料

丁基橡胶是由异丁烯中混以1.5%—4.5%的异戌二烯，具有化学稳定性好、对臭氧、酸碱的耐腐蚀能力强、无吸水性等优良性能。丁基橡胶经改性后有卤化丁基橡胶，包括氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，基本特性有：

1）具有优良的耐水气渗透性能、耐浆液磨损性能、耐腐蚀性特别是耐Fˉ性、耐SO2、耐CLˉ性及耐热性等。结合脱硫工程浆液介质条件，通常来说厚度为4mm即可，在磨损严重的部位衬2层4mm 丁基橡胶。

2）气体透过性小，气密性好。回弹性小，在较宽温度范围内（-30～50℃）均不大于20%，因而具有吸收振动和冲击能量的特性。

3）耐热老化性优良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。

4）耐水性好、水渗透率极低，因而适于做绝缘材料。

缺点是硫化速度慢、粘合性和自粘性差、与金属粘合性不好、与不饱和橡胶相容性差，不能并用。

我公司吸收塔的衬胶采用常压蒸汽硫化丁基橡胶或预硫化丁基橡胶，常压蒸汽硫化丁基橡胶是在衬里完成后，往衬里设备中通入常压蒸汽进行本体常压硫化。

吸收塔旁路烟道正常使用时温度为51.4℃，但是在脱硫装置停止使用时温度为122℃，所以该部位存在腐蚀和高温，必须选用耐高温的玻璃鳞片树脂材料。

另外，由于我公司无GGH，所以吸收塔出口烟道必须选用厚度为2mm玻璃鳞片树脂衬里。原因是原烟气温度未经降温直接进入吸收塔，经过处理后的净烟气中含有水，由于不经过GGH升温，所以水的含量直接进入相对而言较高，在该介质条件下必须考虑玻璃鳞片树脂的耐水渗透性能。材料中的玻璃鳞片厚度越薄、粒径越大，那么衬里结构就越紧密，耐水汽渗透性能越优良。旁路烟道使用的玻璃鳞片树脂材料为AJF-6200/2mm，它是一种酚醛型乙烯基树脂的玻璃鳞片材料。该材料的长期耐高温性能为160℃，短期使用可达180℃（限每次20分钟以内）。

1.2设备规范

1.2.1托盘

吸收塔托盘主要作为布风装置，布置于吸收塔喷淋区下部，烟气通过托盘后，被均匀分布到整个吸收塔截面。这种布风装置对于提高脱硫

效率是必要的，除了使主喷淋区烟气分布均匀外，吸收塔托盘还使得烟气与石灰石/石膏浆液在托盘上的液膜区域得到充分接触。

托盘结构为带分隔围堰的多孔板，托盘被分割成便于从吸收塔人孔进出的板片，水平搁置在托盘支撑的结构上。托盘直径15.3m，开孔率为35％，采用904L材质。

1.2.2喷淋层及喷嘴

吸收塔内部喷淋系统是由分配母管和喷嘴组成的网状系统。每台吸收塔再循环泵均对应一个喷淋层，喷淋层上安装空心锥喷嘴，其作用是将石灰石/石膏浆液雾化。浆液由吸收塔再循环泵输送到喷嘴，喷入烟气中。喷淋系统能使浆液在吸收塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现96.8%的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。每层喷嘴数量为160个，喷嘴入口压力103.4Pa。喷嘴系统管道采用FRP玻璃钢。喷嘴采用碳化硅（SiC），是一种脆性材料，但特别耐磨，光滑，且抗化学腐蚀性极佳，可以长期运行而无腐蚀、无磨损、无石膏结垢及堵塞等问题。

1.2.3除雾器

用于分离烟气携带的液滴。吸收塔设两级除雾器，布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆液喷淋层后，再连续流经两层Z字形除雾器时，液滴由于惯性作用，留在挡板上。由于被滞