影響噴淋層效果的(de)主要設計因(yin)素有循環漿液噴淋量、噴嘴 的(de)結構(gou)及型式、噴(pen)淋層的(de)布置等。
一、循環漿(jiang)液噴淋量是影響(xiang)噴淋效果的主要因素。作(zuo)為(wei)濕法(fa) 脫硫(liu),在計(ji)算(suan)漿液(ye)噴淋(lin)量(liang)時主要考慮一(yi)下幾個量(liang):煙氣(qi)量(liang)、液(ye) 氣比。 一(yi)般循環漿液量 Q=[脫硫塔出口煙氣量 V(Nm3 /h)x 液氣比 (L/Nm3 )]/1000,有此(ci)公式知,煙氣量(liang)和(he)液(ye)氣比與(yu)循(xun)環 漿液量(liang)成正比。一般情況下,脫硫設備(bei)的煙氣量(liang)按鍋爐(lu)引(yin)風機 出(chu)口工(gong)況煙氣(qi)量的 110% 來考慮 , 而液氣(qi)比(bi)的選擇主要考慮脫 硫(liu)效率(lv)及脫硫(liu)塔入口二氧化硫(liu)濃(nong)度。關于液氣(qi)比(bi)的計算目前國 內尚無科學的公式可用,依(yi)據相關試驗資料表明單位體積的循 環液(ye)吸(xi)收二氧化(hua)硫(liu)的能力約為(wei) 0.15kg/m3 ,由于是試驗條件具 有一定的局(ju)限性,此值也只能(neng)作為參考,無法正確應用于工程(cheng) 實踐。因(yin)此液氣比的(de)選擇主要來源于設(she)計人員的(de)設(she)計經驗和(he)在 運行工程的實(shi)際(ji)參數(shu)。經過十幾年的工程實(shi)踐,我公(gong)司對液氣 比(bi)選擇做出了大概的取值(zhi)范圍。脫硫效率在 97-99% 范圍內利(li) 用插值法對(dui)液氣比按 15-25 取值。針(zhen)對(dui)超低(di)排(pai)放項目(mu)的取值點。可以在上述(shu)的取值(zhi)范圍高 2-3,但盡量不要超過(guo) 28,液氣比(bi)增 大會導致噴淋層上方的(de)除霧器處理能(neng)力不足而(er)出(chu)現(xian)石膏(gao)雨,腐 蝕(shi)脫硫塔周邊設施。
二、噴嘴的(de)結(jie)構及型式選擇 噴(pen)嘴作(zuo)為(wei)影(ying)響(xiang)噴(pen)淋(lin)層的(de)因素之(zhi)一,在實際(ji)應用(yong)中也顯的(de) 至關重要。為了提高脫硫漿(jiang)液的比(bi)表面積,脫硫噴(pen)嘴必須要 求較好的霧化效果。常規的設計中要求噴嘴出口霧滴顆粒(li)為 2000μm(平(ping)均直徑)。影(ying)響(xiang)噴嘴(zui)霧化效果的主要因素(su)是通過(guo) 每個噴嘴的壓力和流量。
(一(yi))噴嘴壓力選擇(ze)。由于脫硫(liu)漿液的含固量一(yi)般在 15%~20%,而且漿液里含有硅鹽類物質,對(dui)噴淋管道及噴嘴 的磨損較大。因此脫(tuo)硫噴嘴的壓力不(bu)能選(xuan)擇(ze)的太大,壓力太大 會(hui)加劇噴(pen)嘴磨損(sun)。經脫(tuo)硫噴(pen)嘴廠家的試驗研究表明,噴(pen)嘴入(ru)口 壓力(li)控(kong)制在 0.5-0.7bar 時,不僅可以(yi)降低噴(pen)嘴磨損增加噴(pen)嘴壽 命,而且可以達(da)到(dao)良好的霧化(hua)效果(guo)。因此以我公司多年的工程 設(she)計和實踐,建議采用入口(kou)壓(ya)力為 0.6bar 的(de)噴嘴。
(二)噴嘴(zui)流量選擇。經相關噴嘴(zui)廠家(jia)試驗及相關噴嘴(zui) 的理(li)論知識 , 在噴嘴入口壓力一定(ding)的前(qian)提下,噴嘴的霧(wu)化效果 與流量成反比。可(ke)見在選(xuan)定噴嘴(zui)壓力等級(ji)的前提下,盡(jin)可(ke)能減(jian) 少噴(pen)嘴(zui)流量。當然(ran)噴(pen)嘴(zui)流量也不是(shi)一味(wei)的低就(jiu)好 , 因為噴(pen)嘴(zui)流 量降低意味著噴嘴的流通口(kou)徑減小。濕法脫硫在運行(xing)中,由于 漿(jiang)液(ye)中會有石膏、亞硫酸鈣等物質的產生,該物質具(ju)有粘稠性 容易堵塞(sai)噴嘴,因此噴嘴口徑(jing)不得太小。依據多年(nian)設計經驗(yan), 建(jian)議噴嘴口徑不小(xiao)于(yu) DN50,即單個噴嘴流(liu)量不要小(xiao)于(yu) 20m3 /h。
(三(san))噴(pen)嘴數量(liang)選(xuan)擇(ze)。噴(pen)嘴的數量(liang)與噴(pen)淋層覆蓋率(lv)密切 相關,一般脫硫(liu)塔的噴(pen)淋覆蓋(gai)率(lv)為(wei) 200-300%,脫硫(liu)效率(lv)高(gao) 98.5% 以上(shang)時(shi)一般(ban)取(qu) 300%,脫硫效(xiao)率低于 98.5% 時(shi)可以適當 調低。脫(tuo)硫塔噴淋覆蓋(gai)率確定后,還需知(zhi)道單個噴嘴的覆蓋(gai)率。 一般以(yi)離(li)噴嘴口 1 米以(yi)下 1.8 米直徑范圍內的面(mian)積(ji)為單噴嘴覆 蓋(gai)范(fan)圍。知道了以上參數就可以按以下公式求(qiu)解噴(pen)(pen)嘴數量。噴(pen)(pen) 淋層(ceng)覆(fu)蓋率(lv)公式為:噴(pen)(pen)淋層(ceng)覆(fu)蓋率(lv) =(噴(pen)(pen)嘴數量 x 單個噴(pen)(pen)嘴覆(fu) 蓋面(mian)積)/ 脫硫塔(ta)截面(mian)積(公式一)
(四)噴嘴角度(du)選擇(ze)。噴嘴角度(du)的選擇(ze)主要考慮兩點; 一是噴(pen)淋(lin)層覆蓋率,二是噴(pen)嘴對塔壁及支撐梁的(de)沖刷影(ying)響。在(zai) 同樣(yang)的(de)噴淋層覆(fu)蓋率下,噴嘴(zui)角度越(yue)大(da),單噴嘴(zui)的(de)覆(fu)蓋率越(yue)大(da), 由(公式(shi)一)知,所需的噴嘴(zui)數量就會減少。一般的濕法脫(tuo)硫 中,噴嘴(zui)霧化角一般在 90-120°。但噴嘴(zui)角度也不(bu)是越(yue)大越(yue) 好,角(jiao)度過大會對(dui)噴淋梁及(ji)塔壁沖刷,影響脫硫塔的安全穩定 運行。一般設計(ji)時,塔壁(bi)處(chu)的噴(pen)嘴采用小角度噴(pen)嘴,一般選(xuan)擇 90°噴(pen)嘴(zui);其他地方(fang)(fang)的噴(pen)嘴(zui)選用 100°噴(pen)嘴(zui)。
(五)噴(pen)嘴(zui)型(xing)式選擇(ze)。濕法(fa)脫硫中常見(jian)的噴(pen)嘴(zui)型(xing)式有(you)三(san)種(zhong): 螺(luo)(luo)旋噴(pen)嘴(zui)、空心錐噴(pen)嘴(zui)、實心錐噴(pen)嘴(zui)。(1)通(tong)常情況下螺(luo)(luo)旋 噴嘴的口徑比較(jiao)小,由(you)于脫硫漿(jiang)液(ye)含固量較(jiao)高,所以(yi)該噴嘴一 般適合于(yu)小(xiao)流量(liang)的情(qing)況,而且(qie)由于(yu)螺旋噴嘴外(wai)形是(shi)螺旋體形態(tai), 在實際應用(yong)中如果(guo)采用(yong)碳化硅材質很(hen)容易損(sun)壞,因此此種(zhong)噴(pen)嘴 一般建(jian)議采(cai)用 2205 材質。(2)空心錐噴嘴的流通口(kou)徑(jing)比較大(da), 而且(qie)內部無(wu)結構件,一般不不會(hui)發生堵(du)塞情(qing)況,適(shi)合(he)于大(da)流量 的(de)情況,此種噴(pen)嘴(zui)在(zai)目前的(de)噴(pen)淋層設計中占(zhan)主導地位。(3) 實心錐噴(pen)嘴的(de)流通口徑比較(jiao)小,而(er)且內部含旋流葉片,用在濕 法脫硫中容易堵塞噴嘴,但其霧化效果比同壓力等級的(de)空心錐 噴嘴霧化效果要好。在(zai)噴淋層(ceng)實際(ji)應用中比較少,目(mu)前主要用 于脫(tuo)硫除霧器或濕式電除塵的噴(pen)淋沖(chong)洗。總而言之,當(dang)噴(pen)嘴流 量(liang)在 30m3 /h 以上時建(jian)議采用空心錐噴嘴(zui),在 30m3 /h 以下時建 議(yi)采用螺旋(xuan)噴嘴。
三、噴淋層的(de)布置 噴淋層的布置在噴淋層設(she)計中同樣也有(you)種(zhong)很主要(yao)的作用, 其(qi)布置主要(yao)從噴(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)數、單層(ceng)噴(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)內部噴(pen)(pen)嘴布置、噴(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)相 互之間(jian)的夾角三(san)個層面考慮。
(一(yi))噴淋(lin)層(ceng)數。噴淋(lin)層(ceng)數的確(que)定主要考慮(lv)兩個方面, 一(yi)是脫(tuo)硫效率,二是泵(beng)的性能曲線。一(yi)般情況(kuang)下脫(tuo)硫塔的層數 為 2-5 層,每層層距在 1.8-2.2 米。脫硫效率高達 98% 時,噴 淋(lin)層數按 4-5 層布置(zhi) ,低(di)于 98% 時按 2-3 層布置(zhi)。當然單臺 循環泵(beng)的流(liu)量(liang)過大時,有可能會選不到(dao)合(he)適泵(beng),這就要參(can)考泵(beng) 的(de)性能曲線,通過(guo)泵(beng)的(de)性能曲線合(he)理調整泵(beng)的(de)揚程和流量。單 臺泵(beng)的流(liu)量(liang)確定后(hou),通過(總循(xun)環漿液量(liang) / 單臺泵(beng)的流(liu)量(liang))就 可以確(que)定噴淋層(ceng)數。
(二)單層噴淋層內(nei)部(bu)噴嘴(zui)布置。通過前面噴嘴(zui)的介紹(shao) 知道(dao)一般噴(pen)嘴(zui)噴(pen)灑直徑約 1.8 米,因此為了噴(pen)嘴(zui)有(you)一定(ding)的重疊 率(lv),噴(pen)嘴間的距離(li)一般(ban)控制在(zai) 0.7 米(mi) -1.2 米(mi)之間。一般(ban)噴(pen)淋層 最里(li)圈噴嘴數量為(wei) 4 個,從里(li)到外依次按 4 的倍數遞增,初步 布置后再通過噴嘴總(zong)數合理劃分每圈的噴嘴數量。噴嘴布置時 要力求(qiu)布置均勻(yun),尤其是塔(ta)壁處,一定要避(bi)免出現(xian)煙氣短(duan)路現(xian) 象。一定要保證(zheng)噴(pen)嘴可(ke)以(yi)噴(pen)到整個脫硫塔截面。
(三)噴淋(lin)層(ceng)(ceng)相互之間的(de)夾角。噴淋(lin)層(ceng)(ceng)相互間夾角,主 要是(shi)考(kao)慮噴(pen)淋(lin)層(ceng)空間疊加效果。合理的(de)夾角可以(yi)使噴(pen)淋(lin)層(ceng)達到 更加(jia)均勻的的效果(guo)。經我公司多年經驗一般噴淋層相互(hu)間(jian)的夾 角為 15°-18°時噴淋(lin)層綜合效果更加均勻。
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