脫硫塔是對煙氣進行脫硫處理的容器，因主要是靠化學吸收反應完成硫化中和反應，所以又叫吸收塔。
濕法煙氣脫硫是成熟且具有較好發(fā)展前景的工藝,其中關鍵是對脫硫塔的選擇及通過各項參數(shù)的控制達到良好的脫硫效率。通過對脫硫塔酸堿度(PH)、氣液比(L/G)、流場特性、結垢等各種性能進行分析研究,對脫硫塔的選擇和實際運行具有一定的指導意義。
濕法脫硫的工藝原理
濕法脫硫工藝的整個過程包括冷卻、吸收、再熱、石膏回收、原料調制等工序。煙氣中的二氧化硫氣體在脫硫塔內與碳酸鈣吸收液進行氣液接觸。
脫硫塔的特性
1.1 酸堿度(pH)
由于吸收過程是一個酸堿中和反應,因此脫硫塔的pH值對塔的脫硫性能有很大影響,pH值低,脫硫性能下降,反過來pH值高脫硫性能上升,但未反應的石灰石也隨之而增大,這樣不僅會引起石灰石附著結垢,同時未反應的碳酸鈣和亞硫酸鈣殘留在漿液中,使石膏的品質下降。因此需要維持pH值在*佳狀態(tài)下運行。通過試驗得到脫硫效率和石灰石過剩率同pH值的變化范圍見圖1、圖2。
從圖1中可以看到pH值小于4.0時脫硫效率較低,在70%左右,當pH值增加,脫硫率也隨之增加,pH值大于6.0,可達80%以上,pH值再增加,脫硫率增加不很明顯,但由圖2可看到pH值大于6.0后,石灰石過剩率明顯增加,因此本試驗中pH值*佳范圍選為4.06.0之間。
1.2 氣液比
氣液比就是洗滌液的量與煙氣量之比,用“L/G”(液/氣)表示。L表示循環(huán)洗滌液的量,G表示水汽飽和狀態(tài)下的煙氣量。它決定反應物濃度的大小,也是影響脫硫效率的一個重要參數(shù),通過脫硫塔L/G變化試驗,得到不同汽液比的脫硫率如表1。試驗條件:pH為5.6。
1.3 流場特性
脫硫塔的流場分布情況也是影響脫硫效率以及導致脫硫塔結垢的一個重要因素。尤其對于噴淋塔,由于噴淋對脫硫塔的流場分布產(chǎn)生很大的影響,因此在設計時需要對其流場做一些模擬試驗和模擬計算進行脫硫塔流場的分析,使其流場均勻分布,且有較好的充滿度,同時要防止偏流的發(fā)生。圖3是對一簡易脫硫塔進行的數(shù)值模擬流速分布中心軸面和水平截面圖[1,2],從圖中可以看到,它的流場氣流分布均勻,且在塔中心充分混合后反應生成物能迅速落入漿池。
1.4 結垢
由于濕式脫硫塔內有化學反應發(fā)生,因而結垢和堵塞是影響其效率及壽命的一個大問題。它生成的垢主要分為物理性垢和化學性垢,物理性垢是吸收液附著在設備上脫水干燥后形成的晶體,一般為軟性的�；瘜W性垢則是在吸收液吸收了SO2后,在局部形成過飽和狀態(tài),從而析出的固化物質，屬于硬質垢。為了防止結垢,在設計時,從物理方面考慮,要盡可能采用垢難以附著的簡單塔結構,選擇*佳煙氣流速使流場分布均勻。在化學方面則需要對應負荷變動,選擇適當?shù)奈找貉h(huán)量控制pH值在較好的范圍內。
4 結論
脫硫塔具有以下特性:
①屬于低溫、低壓且時間常數(shù)大的設備;
②吸收液的pH值及濃度影響脫硫效率;
③是處理腐蝕性很強的流體的設備,因而塔內易發(fā)生結垢、堵塞和腐蝕。因此,在選擇脫硫塔時應全面考慮,不僅要有較高的脫硫效率,石灰石的過剩率也不能太高,否則會結垢嚴重,影響塔的使用壽命。
在設計時應注意:
①采用垢難以附著的、液體滯留少的簡單塔結構;
②通過試驗調試控制吸收反應的pH值范圍和吸收液的汽液比,在提高脫硫率的同時減少石灰石的過剩率；
③通過數(shù)值模擬對脫硫塔流場分析,選擇*佳煙氣流速,進行吸收液的*佳分配,使吸收液能均勻分布,防止偏流發(fā)生,從而提高脫硫效率,減少結垢發(fā)生。
濕法煙氣脫硫——石灰石脫硫工藝圖
1.3 流場特性脫硫塔的流場分布情況也是影響脫硫效率以及導致脫硫塔結垢的一個重要因素。尤其對于噴淋塔,由于噴淋對脫硫塔的流場分布產(chǎn)生很大的影響,因此在設計時需要對其流場做一些模擬試驗和模擬計算進行脫硫塔流場的分析,使其流場均勻分布,且有較好的充滿度,同時要防止偏流的發(fā)生。圖3是對一簡易脫硫塔進行的數(shù)值模擬流速分布中心軸面和水平截面圖[1,2],從圖中可以看到,它的流場氣流分布均勻,且在塔中心充分混合后反應生成物能迅速落入漿池。1.4 結垢由于濕式脫硫塔內有化學反應發(fā)生,因而結垢和堵塞是影響其效率及壽命的一個大問題。它生成的垢主要分為物理性垢和化學性垢,物理性垢是吸收液附著在設備上脫水干燥后形成的晶體,一般為軟性的�；瘜W性垢則是在吸收液吸收了SO2后,在局部形成過飽和狀態(tài),從而析出的固化物質，屬于硬質垢。為了防止結垢,在設計時,從物理方面考慮,要盡可能采用垢難以附著的簡單塔結構,選擇*佳煙氣流速使流場分布均勻。在化學方面則需要對應負荷變動,選擇適當?shù)奈找貉h(huán)量控制pH值在較好的范圍內。4 結論脫硫塔具有以下特性:①屬于低溫、低壓且時間常數(shù)大的設備;②吸收液的pH值及濃度影響脫硫效率;③是處理腐蝕性很強的流體的設備,因而塔內易發(fā)生結垢、堵塞和腐蝕。因此,在選擇脫硫塔時應全面考慮,不僅要有較高的脫硫效率,石灰石的過剩率也不能太高,否則會結垢嚴重,影響塔的使用壽命。在設計時應注意:①采用垢難以附著的、液體滯留少的簡單塔結構;②通過試驗調試控制吸收反應的pH值范圍和吸收液的汽液比,在提高脫硫率的同時減少石灰石的過剩率；③通過數(shù)值模擬對脫硫塔流場分析,選擇*佳煙氣流速,進行吸收液的*佳分配,使吸收液能均勻分布,防止偏流發(fā)生,從而提高脫硫效率,減少結垢發(fā)生。濕法煙氣脫硫——石灰石脫硫工藝圖
