脫硫塔設備之噴淋層設計

發布(bu)日期(qi)：2023-03-13 　瀏覽次數：5036

影響噴淋層效果的主要設計(ji)因素有循(xun)環漿(jiang)液噴淋量、噴嘴的結構及型式(shi)、噴淋層的布(bu)置等。

一、循環漿液噴(pen)淋(lin)量(liang)是影響噴(pen)淋(lin)效果(guo)的(de)主要因素。作為濕法脫硫(liu)，在計算漿液(ye)噴淋量(liang)(liang)時主要考慮一下幾(ji)個(ge)量(liang)(liang)：煙氣量(liang)(liang)、液(ye) 氣比。一(yi)般循(xun)環漿液(ye)量(liang) Q=［脫硫塔出(chu)口煙(yan)氣量(liang) V（Nm3 /h）x 液氣比 (L/Nm3 )］/1000，有此公式知，煙氣量和(he)液(ye)氣比與循環漿液(ye)量成正比。一般情況(kuang)下，脫硫設備(bei)的煙氣量按鍋(guo)爐引風機出口工況(kuang)煙氣量的 110% 來考(kao)慮 , 而(er)液氣比的選擇主(zhu)要考(kao)慮脫硫效(xiao)率(lv)及脫硫塔入口二氧化硫濃度。關于液氣(qi)比(bi)的計算目前國內尚無科(ke)學的(de)公式可用，依據(ju)相關試驗資料表明單位(wei)體積(ji)的(de)循環液(ye)吸收(shou)二(er)氧化硫(liu)的能力約(yue)為 0.15kg/m3 ，由(you)于是試驗(yan)條件具(ju) 有一定(ding)的局限性，此(ci)值也(ye)只能(neng)作為(wei)參考，無法正確應用于工(gong)程實踐。因此(ci)液氣比的選擇主要來源于設計(ji)人員的設計(ji)經驗和在運行工(gong)程的實(shi)際參數。經過(guo)十幾(ji)年的工(gong)程實(shi)踐，我公司對液氣比選(xuan)擇做(zuo)出了大概的取值范圍。脫(tuo)硫效率在 97-99% 范圍內(nei)利(li) 用插值法對液(ye)氣比按 15-25 取(qu)值。針對超低排(pai)放項目的(de)取(qu)值點。可以在(zai)上(shang)述的取值范圍高 2-3，但盡量不要(yao)超過 28，液氣比增大(da)會(hui)導致噴淋層上方(fang)(fang)的除霧器處理能力(li)不足而(er)出現石膏雨(yu)，腐(fu) 蝕脫硫塔周邊設(she)施。

二、噴嘴的結構及型式選擇噴嘴作為影響噴淋層的因素之一，在實際應用(yong)中也顯的至關(guan)重要。為(wei)了提高脫硫(liu)漿(jiang)液的(de)比表面積，脫硫(liu)噴嘴必須要求較好的(de)霧化效果(guo)。常(chang)規的(de)設(she)計中要(yao)求噴嘴(zui)出口霧滴顆粒為 2000μm（平均直徑(jing)）。影響噴嘴霧化(hua)效果的主要因素(su)是通過每(mei)個噴嘴(zui)的壓力(li)和流量。

（一）噴嘴(zui)壓力選(xuan)擇。由于脫(tuo)硫漿(jiang)液的含固量一般在(zai) 15%~20%，而且(qie)漿液里含有硅(gui)鹽類物(wu)質，對噴淋管道及噴嘴的磨損較大(da)。因此(ci)脫硫噴嘴的壓力(li)不能選擇的太(tai)大(da)，壓力(li)太(tai)大(da) 會加劇噴嘴(zui)磨損。經(jing)脫硫噴嘴(zui)廠(chang)家(jia)的試(shi)驗研究表明，噴嘴(zui)入(ru)口(kou) 壓(ya)力(li)控(kong)制在 0.5-0.7bar 時(shi)，不僅可以降低(di)噴嘴磨損增加噴嘴壽命，而且(qie)可以(yi)達到良好的(de)霧化效果。因此以(yi)我(wo)公(gong)司多(duo)年的(de)工(gong)程設計和實(shi)踐，建議采用入口(kou)壓力為 0.6bar 的噴嘴。

（二）噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)流量(liang)選(xuan)擇。經相關(guan)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui)廠家(jia)試(shi)驗及相關(guan)噴(pen)(pen)嘴(zui)(zui) 的理論知識 , 在噴嘴入口壓力(li)一定的前提下，噴嘴的霧(wu)化(hua)效果與流(liu)量成反比。可(ke)(ke)見(jian)在選定噴嘴壓力等級的前(qian)提(ti)下，盡可(ke)(ke)能減(jian) 少噴(pen)(pen)嘴流(liu)量。當然噴(pen)(pen)嘴流(liu)量也不是(shi)一味的(de)低就好 , 因為噴(pen)(pen)嘴流(liu) 量降(jiang)低意味著噴嘴(zui)的流(liu)通口徑減小。濕(shi)法脫(tuo)硫在運行(xing)中，由于(yu) 漿液中會有石膏、亞硫酸鈣等物質(zhi)的產生，該(gai)物質(zhi)具有粘稠(chou)性容(rong)易堵塞噴(pen)嘴(zui)(zui)，因此(ci)噴(pen)嘴(zui)(zui)口徑不得太小(xiao)。依據多年設計經驗(yan)，建(jian)議噴嘴(zui)口徑不(bu)小于 DN50，即(ji)單個噴嘴(zui)流量不(bu)要小于 20m3 /h。

（三(san)）噴(pen)嘴數(shu)量(liang)選擇。噴(pen)嘴的數(shu)量(liang)與噴(pen)淋層覆蓋率密切相(xiang)關，一般脫硫(liu)(liu)塔的噴淋覆蓋率為 200-300%，脫硫(liu)(liu)效率高(gao) 98.5% 以上時一般取(qu) 300%，脫硫效(xiao)率低于 98.5% 時可以適(shi)當調低。脫硫塔噴淋覆(fu)蓋(gai)率確(que)定后(hou)，還需知(zhi)道單個噴嘴的覆(fu)蓋(gai)率。一般以(yi)離噴(pen)嘴(zui)(zui)口 1 米(mi)以(yi)下(xia) 1.8 米(mi)直徑范圍內的面(mian)積為(wei)單噴(pen)嘴(zui)(zui)覆蓋(gai)范(fan)圍。知道(dao)了(le)以(yi)上參數(shu)(shu)就可(ke)以(yi)按以(yi)下公式求(qiu)解噴嘴數(shu)(shu)量。噴淋層覆蓋率公式為：噴淋層覆蓋率 =（噴嘴數(shu)量 x 單(dan)個噴嘴覆蓋面(mian)積）/ 脫硫塔截面(mian)積（公式(shi)一）

（四）噴嘴(zui)角度選擇(ze)。噴嘴(zui)角度的(de)選擇(ze)主要考慮兩(liang)點；一是(shi)噴淋層覆蓋率，二(er)是(shi)噴嘴對(dui)塔(ta)壁及支撐梁的沖(chong)刷(shua)影響。在同(tong)樣的噴淋層覆蓋率(lv)下(xia)，噴嘴角度越大，單噴嘴的覆蓋率(lv)越大，由(you)（公(gong)式一）知，所(suo)需的(de)噴嘴數量就會減少。一般的(de)濕法脫硫中，噴嘴(zui)霧化(hua)角一般在(zai) 90-120°。但(dan)噴嘴(zui)角度也不是越(yue)(yue)大越(yue)(yue) 好(hao)，角度過大會對(dui)噴淋梁及塔壁(bi)沖刷，影(ying)響脫(tuo)硫塔的安全穩(wen)定運(yun)行。一般設計時，塔壁處的噴(pen)嘴采(cai)用小角度噴(pen)嘴，一般選擇 90°噴嘴(zui)；其他地方的(de)噴嘴(zui)選用 100°噴嘴(zui)。

（五）噴(pen)嘴型(xing)式(shi)(shi)選(xuan)擇(ze)。濕法脫硫中常見(jian)的噴(pen)嘴型(xing)式(shi)(shi)有三(san)種：螺旋(xuan)噴嘴、空(kong)心錐噴嘴、實心錐噴嘴。（1）通常(chang)情況(kuang)下螺旋(xuan) 噴(pen)(pen)嘴(zui)的口徑比(bi)較(jiao)小，由于脫硫漿液(ye)含固量較(jiao)高，所以該噴(pen)(pen)嘴(zui)一般(ban)適合于小流量的(de)情況，而且由于螺旋噴(pen)嘴外形(xing)是螺旋體形(xing)態，在實(shi)際應用中如果(guo)采用碳化硅材質很容易損壞，因此(ci)此(ci)種噴嘴一般建議(yi)采用 2205 材質。（2）空心錐噴(pen)嘴(zui)的流通口徑比較大(da)，而且內(nei)部無結(jie)構(gou)件(jian)，一般不(bu)不(bu)會發生(sheng)堵塞情況，適合于大流量的情況(kuang)，此種噴嘴在目前(qian)的噴淋(lin)層設計中占主導地位。（3）實心錐噴嘴的流通(tong)口徑比較小(xiao)，而且(qie)內部含旋流葉片(pian)，用在(zai)濕法脫硫中(zhong)容易堵塞(sai)噴嘴，但其霧化效果(guo)比同(tong)壓力等級的空心錐噴嘴霧(wu)化(hua)效果要(yao)好。在噴淋層實際應用中比(bi)較少，目前主(zhu)要(yao)用于脫硫除霧器(qi)或濕(shi)式電除塵(chen)的噴(pen)淋(lin)沖洗。總(zong)而言之，當噴(pen)嘴(zui)流量在(zai) 30m3 /h 以上時建議采用空心錐(zhui)噴嘴，在 30m3 /h 以(yi)下時建議采用(yong)螺(luo)旋噴嘴。

三、噴淋層的布置噴淋層(ceng)的布置在噴淋層(ceng)設計中同樣(yang)也有種(zhong)很主(zhu)要的作用，其布置主(zhu)要(yao)從噴淋(lin)層(ceng)(ceng)數、單(dan)層(ceng)(ceng)噴淋(lin)層(ceng)(ceng)內部(bu)噴嘴布置、噴淋(lin)層(ceng)(ceng)相(xiang) 互(hu)之間的夾角三個層面考慮。

（一）噴淋層數(shu)。噴淋層數(shu)的確定主要考慮(lv)兩(liang)個方面，一(yi)是脫硫(liu)效率，二(er)是泵的(de)性能曲線。一(yi)般情況下脫硫(liu)塔(ta)的(de)層數為(wei) 2-5 層(ceng)(ceng)，每層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)距在 1.8-2.2 米。脫(tuo)硫效率(lv)高達 98% 時，噴淋層數按 4-5 層布(bu)置，低(di)于 98% 時(shi)按 2-3 層布(bu)置。當然單(dan)臺循環(huan)泵(beng)的流量過大時(shi)，有可(ke)能會選不到合(he)適泵(beng)，這(zhe)就要參(can)考(kao)泵(beng) 的(de)性(xing)能曲線，通過泵的(de)性(xing)能曲線合理(li)調整泵的(de)揚程和(he)流量。單臺泵的流(liu)量(liang)確(que)定后，通過(guo)（總(zong)循環漿液量(liang) / 單臺泵的流(liu)量(liang)）就可以(yi)確定噴(pen)淋層數。

（二）單層(ceng)噴(pen)淋層(ceng)內部噴(pen)嘴布置。通過(guo)前面噴(pen)嘴的(de)介紹(shao) 知道一(yi)般噴嘴(zui)噴灑(sa)直徑約 1.8 米，因此為了噴嘴(zui)有一(yi)定(ding)的重疊(die) 率(lv)，噴嘴間的距離一般控制在 0.7 米 -1.2 米之間。一般噴淋(lin)層最里圈噴(pen)嘴數(shu)量為(wei) 4 個，從里到外依次按 4 的倍數(shu)遞(di)增(zeng)，初步布置(zhi)后再通過噴(pen)嘴總數(shu)(shu)合理劃分(fen)每圈的噴(pen)嘴數(shu)(shu)量(liang)。噴(pen)嘴布置(zhi)時要力(li)求布置(zhi)均勻，尤其是塔壁處，一定要避免出現煙氣短(duan)路現象。一定要保(bao)證噴嘴可以噴到(dao)整個脫硫塔截面。

（三）噴(pen)淋層(ceng)(ceng)相互之間(jian)的夾角(jiao)。噴(pen)淋層(ceng)(ceng)相互間(jian)夾角(jiao)，主要是(shi)考慮(lv)噴淋層空間疊加效果。合理的(de)夾角(jiao)可以使噴淋層達(da)到更加均勻(yun)的的效果(guo)。經(jing)我公司多年經(jing)驗一(yi)般噴淋層相互間的夾角為 15°-18°時(shi)噴(pen)淋層(ceng)綜合(he)效(xiao)果更(geng)加均勻。