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湿法脱硫塔喷淋层布置研究综述

时间:2020-08-06 18:17

  湿法脱硫塔喷淋层布置研究综述_能源/化工_工程科技_专业资料。·46· 山东化工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2018年第 47卷 湿法脱硫塔喷淋层布置研究综述 赵 毅,房慧德,刘侃 (华北电力大学 环境

  ·46· 山东化工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY2018年第 47卷 湿法脱硫塔喷淋层布置研究综述 赵 毅,房慧德,刘侃 (华北电力大学 环境科学与工程系,河北 保定071003) 摘要:湿法脱硫装置中的喷嘴布置对于喷淋吸收效果影响显著,是决定脱硫塔吸收效率的重要因素。本文系统的介绍了脱硫塔中喷淋 层的设计规则,并且比较了数种常见喷嘴的结构特点、雾化粒径、雾化场形状以及雾化角等参数,并且提出了几种喷淋层优化方案。 关键词:湿法脱硫;吸收塔;喷嘴;喷淋层;优化设计 中图分类号:X701.3文献标识码:A文章编号:1008-021X(2018)03-0046-03 Review ontheLayoutofSprayLayersinWetDesulfurizationTower ZhaoYi,FangHuide,LiuKan (DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China) Abstract:Thenozzlearrangementinthewetdesulfurizationunithasasignificanteffectonthespray,whichisanimportantfactor todeterminetheabsorptionefficiencyofthedesulfurizationtower.Thispaperintroducesthedesignrulesofthespraylayerinthe desulfurizationtower,andcomparesseveralcommonnozzleperformanceparameters,andproposesseveralkindsofspraylayer optimizationscheme. Keywords:wetdesulfurization;absorptiontower;nozzle;spraylayer;optimizeddesign 随着我国工业规模的不断发展,燃煤废气所造成的大气污 染日益严重,特别是劣质煤种燃烧时大量生成的硫氧化物会对 人体产生非常大的危害,而喷淋脱硫塔在湿法烟气脱硫技术中 占有核心地位,脱硫塔的吸收效果则直接决定了排放烟气是否 达标。影响吸收塔脱硫效率的主要因素是液气比,当液气比一 定时,脱硫塔的喷淋效果就会对脱硫塔的脱除效率产生重要影 响。因此,合理的选择、布置喷嘴,成为了脱硫塔设计中重要的 一环。 1单层喷淋层设计 1.1管道设计 在常规的脱 硫 塔 设 计 中,一 般 采 用 单 母 管 式 的 喷 淋 层 设 计,这种设计十分 适 用 于 小 流 量、小 直 径 的 脱 硫 塔。 而 根 据 吸 收液浆液流量或者脱硫塔直径的区别,也可以选择双母管式或 者多母管式的喷淋层设计。这种方法可以有效地减少每根母 管的输液流量,减 小 每 根 母 管 的 直 径,分 散 下 部 支 撑 梁 的 负 重 压力,增强整个喷淋层布置的稳定性。 在确定了喷嘴型号的情况下,根据喷嘴流量 Qs、预计喷嘴 个数 n可以确定单层流量 Qt,也可根据液气比来进行估算[1]: Qt=nQs (1) 根据可选管材的尺寸,计算单根母管的最大流量: Qmax=π4DmaxV (2) 式中 Dmax为所选管材的最大直径,m;V为管内最大流速, m/s。管内液体的最大流速取值范围约是 1.5m/s~3.0m/s之 间。 因此,母管管数 N(向上取整)为: N=Qt/Qmax (3) 在母管设计确定 之 后,根 据 预 计 喷 嘴 的 数 量,预 估 母 管 各 段以及各处支管的直径: 槡 Di= 4Qi πV (4) 式中 Qi为 i处的支管浆液流量,m3/s;Di为 i处的支管直 径,m。 管道系统设计完毕之后,便要在每层喷淋层下方设计支撑 梁,它对喷 淋 层 起 到 固 定 效 果。 应 当 尽 可 能 减 小 支 撑 梁 的 重 量,因此一般支撑 梁 都 采 用 空 心 梁 的 结 构,并 且 通 过 橡 胶 内 衬 来起到防腐蚀的作用[2]。 1.2喷嘴布置 为了使吸收浆液能够充分的喷洒在整个脱硫塔空间内,喷 嘴的布置就应该尽可能均匀的分布在整个喷淋面上,从而提高 吸收效率。根据喷淋角度预估每个喷嘴的喷淋范围,然后根据 每个喷嘴的位置的定位,以此在母管上设计出支管。画出喷淋 雾化效果图,可以 直 观 的 看 到 喷 淋 重 叠 率 不 高 的 地 方,并 在 此 处考虑适当增加喷头数量。另外值得注意的是,靠近支撑梁位 置的喷嘴,应该想 办 法 避 免 浆 液 直 接 喷 淋 到 支 撑 梁 上,从 而 加 速支撑梁的腐蚀速度。针对这种情况,可以采用调节喷嘴位置 高低或者将喷嘴旋转一定角度的方式来进行补救,注意喷嘴的 旋转角度尽可能不要超过 15°[2]。 而喷嘴布置是否 高 效,则 要 看 喷 淋 覆 盖 率,它 指 的 是 喷 淋 层覆盖的重叠度,喷淋覆盖率的计算公式为[3]: T=nA0 ×100% A (5) A0 =πH2tg2(θ/2) (6) 式中 T为喷淋覆盖率,A0 为单个喷嘴的覆盖面积,A为整 个塔体的横截面积。其中 A0由喷淋覆盖高度 H以及喷嘴角度 θ来确定,喷淋覆盖高度指的是液体离开喷嘴之后直至破裂所 经过的高度,典 型 值 为 1m,喷 淋 角 度 则 通 常 范 围 约 是 90~ 120°。因此,在工程设计当中,要尽量保证喷嘴覆盖均匀,且喷 淋覆盖率要达到 200% ~300%之间[4]。最后,还应当考虑喷嘴 喷出的浆液与管道、支撑之间的碰撞所造成的