关于几种常用脱硫反应塔的评析
关于几种常用脱硫反应塔的评析
摘要：脱硫反应塔（器）是FGD系统的主体和核心设备，它的型式、大小和结构决定于脱硫工艺、机组容量和操作过程的条件。在常用的几种脱硫工艺中，湿式石灰石法占80%以上，是FGD的主流工艺，它的吸收塔是最主要的脱硫反应设备。吸收塔的性能与价格在FGD系统设计中占有举足轻重的地位。本文对此类脱硫反应设备进行粗浅的分析比较，供讨论。
关键词：反应塔（器），喷淋塔
进入21世纪以来，我国社会经济的发展呈现异常快速的态势。以钢铁和主要能源来说，1999年和2003年的生产水平列于表1。
由此可见，新世纪的最初4年，我国钢铁产量增长了1.8倍，煤炭和电力的增长均超过1.5倍，都是举世瞩目的。电力工业中火电约占80%，尽管发展迅速，仍然不能满足需求，全国缺电情况依然严重。由此而导致的大气污染形势令人忧虑。煤炭，在我国已探明的一次能源储量中占90%，在能源消费构成中约占70%。我国是当今世界头号煤炭产销国，煤烟型污染一直严重困扰着社会经济的发展，SO2年排放量高达2000万t，居各国之首。据统计，因SO2污染造成的农业、森林和健康等方面的社会经济损失每年达1000亿元，平均每排
放1tSO2招致的损失约为5000元。这是一个触目惊心的数字！也是对FGD的紧急呼唤。
新世纪的来临，全社会的环境觉醒，“两控区”的目标凸现，新“大气法”的修订颁布，国家综合技术和经济实力的增强，给我国的SO2减排运动提供了前所未有的机遇和动力。无疑，广大环保界期盼已久的FGD黄金时期终于到来。可以肯定，我国用10~15年的时间，必将全面解决煤烟型污染问题。为此全国要投入逾千亿巨资实施包括FGD在内的SO2有效控制措施。
FGD是当前举世公认的控制SO2的最有效途径，也是在燃料—燃烧—排放的过程链中处于终端的保障性控制手段，受到人们的高度关注。历经近半个世纪的发展和不断优化,FGD技术现已臻于成熟,工程效果十分显著。在日、美、德等发达国家普遍实施FGD之后，许多发展中国家也陆续仿效，开始应用这项技术。我国自然不例外，在上世纪九十年代引进建造大型示范工程，随后，大批FGD项目犹如雨后春笋破土而出。从目前情况看来，脱硫形势很好，许多外国公司争相来华抢滩，国内大小数十家脱硫公司激流勇进。然而我国的有关法律法规和政策尚未健全，脱硫市场在严重缺乏规范中推进。本文仅就FGD系统的主体设备——脱硫反应塔（器）提出参考性分析述评。
1、脱硫反应塔（器）的类型
FGD工程，无论采用何种工艺流程都有其主体设备——脱硫
反应塔（器），都是脱硫岛的核心，其他的所有设备设施均
围绕主体，服务主体。
2、在湿式洗涤吸收塔中，脱硫过程的特点是，有传质传热，又
有化学反应；有物理吸收，又有化学吸收；有气—液—固多
相反应，也有均相反应，还存在催化反应。在处理吸收液时，
有氧化、浓缩、结晶、分离、脱水、干燥等多个化工单元操
作，有时还有还原再生以及副产物回收加工和贮运等等。所
以，应该说FGD工程是一个相当复杂的系统。在这个工程系
统中，脱硫反应塔（器）的型式多种多样，主要决定于脱硫
的工艺过程和操作条件、机组的容量以及技术经济的要求。
设计时必须通过充分的调研和分析比选，正确确定。
工业上采用的脱硫反应塔（器）类型见下表。
由表2可以看到，每种脱硫工艺都根据自身流程的特点采用适用的脱硫反应塔（器）。在湿法工艺中，采用的吸收塔主要考虑有利于
传质而避免结垢堵塞。对于不易结垢的钙法以外的几种工艺，所用的反应器大致相同。湿式钙法的反应器，历来研发最多，因而反应器的类型也最多。在众多的反应器中，早期填充塔不少，但喷淋塔占据绝对优势，是脱硫工艺的主流反应器。
2. 脱硫反应塔（器）的选型
在选用吸收装置时需要考虑很多因素：处理能力要大、压力损失要小、构造力求简单、吸收效率高、操作弹性大、运行可靠、维修方便等。此外，尚须考虑吸收系统的各种特点。对气膜控制的吸收过程，一般应采用填料塔之类的液相分散型装置，使液相分散，气相湍动，有利于传质。对液膜控制的吸收过程，则宜采用各类板式塔，使液相湍动，气相分散，有利于传质。在必需的液气比下，气膜控制时，应选择气相传质系数大的装置；液膜控制时，则应选择液相传质系数大的装置。对于一般的化学吸收过程，可以按气膜控制来考虑。
烟气脱硫，湿式钠法和氨法过程属于气膜控制，而且介质的腐蚀性较强，宜采用填料塔或板式塔；湿式钙法和镁法则应考虑以气膜为主的双膜控制，且因可能发生结垢堵塞，宜采用喷淋塔和液柱塔，也可以采用鼓泡塔和筛板塔。处理气量较小时，可采用旋流板塔和文丘里洗涤器等。
脱硫吸收塔（器），根据其结构特点可以分为喷雾型洗涤塔、填料塔、板式塔、流化床和文丘里洗涤器、自激式和机械力洗涤器、离心水膜洗涤器等。其中喷雾型洗涤塔，或称喷淋塔是应用最广泛的塔型，填料塔和板式塔是它的合理改进型。流化床洗涤器，或称湍球
塔是由填料塔发展而来。自激式洗涤器（如喷射鼓泡塔）和机械力洗涤器（如旋流板塔）分别在流体和械力作用下产生紊流区，强化气液接触。离心水膜洗涤器则是在洗涤器上部设有进水环形管，可使溢水槽水分布均匀，于洗涤器内壁形成3~5mm厚的水膜，烟气进入洗涤器，在离心力作用下，与水膜接触。上述洗涤器除了文丘里洗涤器所需压力降较高之外，均为中、低压，在193~430Pa范围内。文丘里洗涤器结构简单，维护成本较低。但是，高效率需要高压力降，一般为2450~10000Pa以上，故又称“高能耗洗涤器”，文丘里洗涤器除了普通型式以外，还有射流文丘里、可变喉管文丘里和紧凑型文丘里等。
湿式洗涤器的优点之一是使用单个设备就可以对烟气同时进行除尘脱硫。但是，为了提高效率，往往将几个设备联用，例如湿式电滤器，将静电除尘和湿式洗涤的优点集于一体，可以达到低能耗、高效率地除去小至0.05μm微粒。
常见的几种洗涤塔器如图所示。
2.1 喷淋吸收塔
喷淋塔是湿法工艺的主流塔型，在全世界湿法FGD系统中占有突出的地位，主要是针对解决内部构件的结垢问题而设计的。喷淋塔多采用逆流方式布置，烟气从喷淋区下部进入吸收塔，烟气流速为3m/s左右，液气比L/G与煤含硫量和脱硫率关系较大，一般在8~25L/m3之间。喷淋塔优点是塔内构件少，故结垢可能性小，压力损失也小。逆流运行有利于烟气与吸收液充分接触，但阻力损失比顺流大。
吸收区高度为5~15m，如按塔内流速3m/s计算，接触反应时间约2~5m。区内设3~4个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，交叉布置，覆盖率达200%~300%。喷嘴入口压力不能太高，在
50~200kPa之间。喷嘴出口流速约10m/s。雾滴直径在1.3~3.0mm之间，液滴在塔内的滞留时间1~10s，雾粒在一定条件下呈悬浮状态。
吸收塔底部是氧化槽，氧化槽的功能是接受和储存吸收浆液，溶解石灰石，鼓风氧化CaSO3，结晶生成石膏。早期的湿式石灰-石灰石法几乎都是在脱硫塔外另设氧化塔，这种工艺易发生结垢和堵塞问题。现在都采用就地强制氧化，循环吸收液在氧化槽内的设计停留时间一般为4~8min，与石灰石反应性能有关。石灰石反应性能差，为使之完全溶解，要求它在池内滞留时间长。氧化空气采用罗茨风机或离心风机鼓入，压力约5~86kPa，理论上氧化1mol SO2，需要1mol O2。
由于石灰石的溶解度低，要求底槽的容积很大。为了防止固体沉降，保证浆液更好地混合，需设置一些搅拌器不停地搅动。
在吸收塔不同的高度上对吸收浆液的pH值连续测量，用来校正和保持吸收塔底槽中灰浆的pH值为常数。
为了对烟气所夹带的液滴进行分离，设置两级除雾器在洗涤塔的上部，通过这一装置，可达直径大于17μm的液滴分离率为99.9%。
2.2 填料塔
填料塔也是一种应用广泛的气液传质设备。与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。早期，填料塔主要应用于实验室和小型工厂，直径多在0.5米以下。但近些
年来，关于填料塔的研究及其应用取得了巨大的进展，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。按照填料的结构有格栅式和由其他填料组成的填料塔。塔体为一圆形筒体，筒内分层安放一定高度的填料层。早期使用的填料是碎石、焦炭等天然块状物。后来广泛使用瓷环（如拉西环）和木格栅等人造填料。这些填料在塔内的堆放方式可分乱堆填料和整砌填料。
填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。在填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均布于塔截面上，进入下层填料。
气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排出。离开填料层的气体可能挟带少量雾滴，因此，需要在塔顶安装除沫器。
气液两相在填料塔内进行接触，填料上的液膜表面即为气液两相的主要传质表面。在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作时气相是连续相，液相是分散相。气体通过每米填料的压力降△p/Z（Z为填料层高度）与填料的尺寸、类别、堆放方式有关，且随两相的流速而变化。干填料层的压力损失约与气速的1.8~2.0次方成比例，表明气流在实际操作中是湍流。当气速固定，液体喷淋密度增大时，气流的压力降增加。如液流量（或喷淋密度）固定，增大气速到开始拦液（这一点称为载点），其相应的气速称为载点气速。当气速继续增大，填料层中的持液量愈积愈多，充满了整个空隙，气体压力降几乎是垂
直上升。同时在填料层顶部开始出现鼓泡液层，进而充满全塔，这时塔内气、液两相间发生了由原来气相连续、液相分散变为液相连续、气相分散，产生气体以泡状通过液体的液泛现象。开始出现此现象的点称为泛点，相应的气速称为液泛速度。泛点为普通填料塔的操作极限。要使操作平稳，压力降不致于过大，气流速度必须低于液泛速度；如考虑到操作中波动较大，或要求压力降平稳，则气流速度还应低于载点速度。
填料是影响填料塔经济性的最重要因素。填料塔的传质效率很大程度上取决于液体喷淋是否均匀和填料是否全部被湿润。因此，计算得到的塔径DT值还应以喷淋密度来校核，保证喷淋密度U>5m3/(m2·h)。
填料塔的总高度包括填料层、填料段间空隙以及塔顶、塔底各部分的高度。一般大中型填料塔段间空隙可取800mm左右，塔顶空间高度取1000mm，塔底空间高度取1500mm。
为使气体沿塔截面均匀分布，填料层高度Z与塔径DT之比不宜过小，以Z/DT=1.5~2.0为其下限；过大则会使压力降急剧增加，宜以10为其上限。
填料塔的液泛速度、塔径、塔高、填料层高和压力降等均可通过计算确定。
在设计空塔气速时，通常均先计算液泛速度，然后再乘以安全系数作为实际操作气速。
2.3 板式塔
板式塔是一种应用广泛的气液传质设备，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干块塔板所组成。板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下横向通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出。在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相进行接触传质。在板式塔内形成气液界面所需的能量是由气体提供的。
板式塔具有以下两方面的功能：
（1）在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大且不断更新的相际接触表面，减小传质阻力；
（2）在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质动力。
当气液两相进、出塔的浓度一定时，两相逆流接触时的平均传质推动力最大。在板式塔内，各块塔板正是按两相逆流的原则组合起来的。
除保证气液两相在塔板上有充分的接触之外，板式塔的设计意图是力图在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，而在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。
板式塔的主要构件是塔板。各种塔板的桔构大同小异，主要构造包括：
（1）塔板上的气体通道——筛孔
（2）溢流堰
（3）降液管
通常一块塔板只有一个降液管，称为单流型塔板。当塔径或流体流量很大时，降液管的数目将是多个。
气体通道的形式很多，对塔板性能的影响极大，各种塔板的主要区别就在于气体通道的形式不同。
筛孔板的气体通道最为简单，它是在塔板上均匀地开出许多圆形小孔，称为筛孔。筛孔的直径通常是3~8mm，直径为12~25mm的大孔径筛板也应用得相当普遍。这种大孔径筛板塔又叫做穿流板塔。
筛板塔是板式塔的一种。工业上常用筛孔直径为3~8mm，推荐采用4~5mm。对于碳钢及铜合金塔板孔径d0一般应不宜小于板厚δ，对于不锈钢塔板d0应不小于（1.5~2.0）δ。
孔中心距一般取（2.5~5）d0，/d0宜在3~4范围内按所需的开孔面积A0来考虑。开孔一般均按正三角形排列。此时，开孔面积A0与开孔区面积A之比可按下式求得：
溢流堰高度在50~100mm之间。弓形堰长取塔径的0.6~0.8倍。气体通过筛板的压力降由干板压力降、板上液层压力降及表面张力压头所组成，而后两项又可合并考虑，作为液层的有效阻力。
筛板塔的操作有一个下限气速，当气速低于此值时，液体自筛孔漏泄，是所谓漏液点。实际气速与此值之比，就称为稳定系数。实际操作时，稳定系数一般可取1.5~2.0。
旋流板塔是一种喷射型的板式塔，其特点是塔板由3~6板片组成，当液体进入塔板区，则沿一定的角度斜向穿过板片间的缝隙，呈旋流状态，将板片上的液体旋向塔壁，进入板片区。气体沿一定的角度斜穿板片间的缝隙，形成旋流状态，将板片上的液体旋向塔壁，从而进行气液间的传质。
烟气切线进入塔底，向上螺旋运动，因塔板的导向作用而加强旋转。烟气在塔板上将逐板流下的液体分散成雾状，气液间的接触面积大，烟气中SO2被碱性液体充分吸收，同时烟气中的尘粒被水雾粘附，受离心力作用甩到塔壁随液体排出。
在塔顶内壁加2~4条由Φ6mm圆钢材弯成的螺旋线，以挡住液体的二次夹带。
在塔底进气管应以切线方向设置，可使气流均匀分布。气流旋向应与塔板旋向相同，以降低压力降。最底下的一块板的溢流管宜采用液封结构，并在溢流管下装有喷洒板。喷洒板的作用是使底段的气液接触良好，起传质作用。
旋流板塔用于气、液接触传热，全塔效率可取50%；用于化学吸收，吸收效率可达40~60%或更高；用于除雾、除尘，单板效率在90%以上。
板片是通过在整板上开片组成，板片外端与水平成a夹角，并与罩筒固定，a称为仰角，仰角大，开片率大，则压力降小，旋转力也小。仰角小则反之，一般仰角为20°~30°。
板片数随塔径增大而增加，当塔径大于1m，板片可取24片以上。板间距可在300~500mm间选用。
穿过板片缝隙的气流方向趋近中心的称内向板。反之，远离中心的称外向板。内向板的气液接触时间长于外向板，适用于传热、传质（烟气脱硫）；外向板液体旋向塔壁的行程短于内向板，适用于除雾、除尘。
位于板片外缘的环状体叫罩筒。设置罩筒的主要目的是使塔壁和罩筒间形成一个环隙，作为集液槽，以便将液体通过降液管导入下层塔板。同时，也有利于减少气流夹带雾沫。罩筒高度对塔板操作有一定影响。当罩筒过高时，旋转的液滴不能越过罩筒进入集液槽，将出现淹塔现象和造成板片间隙漏液。若罩筒太低，集液槽内的液体会返漫板片区。在允许压力降增高的情况下，轻微的返漫对板效率无甚影响，若大量返漫时，板压力降陡增，效率下降，在一般情况下，罩高可比板片稍高或和板片同高。返漫现象可用增加降液的办法解决。降液装置的弧形降液孔，下接漏斗状异形管。降液面积根据降液量以流速0.3~0.4m/s计算。适当加大降液面积对处理大液量有利。
2.4 湍球塔
湍球塔的填料小球材质要求耐磨、耐腐蚀、耐湿、耐压，密度一般选用0.15~0.65t/m3，直径为15~40mm不等。常用Φ30、Φ38mm 两种。通常塔径D与小球直径d之比宜取D/d>10，否则易产生小球呈集团状上下移动，影响气、液的良好接触。
湍球塔径的计算按下式进行：
（m）
式中：G—处理气量，m3/h
—空塔气速，m/s
湍球塔的空塔气速必须大于无喷淋时的临界气速k’（从静止转为运动的最低气速）。
塔高一般采用的静止堆放高度Z0与塔径D之比应满足0.5≤ ≤1。
当D很小时，>1;当D很大时，<0.5。通常Z0值在150-500mm 之间。湍球塔压力降由支承板的平板压力降、球体湍动引起的压力降及床层持液量产生的压力降三部分所组成。较同气速固定填料塔为小，通常在常压下每层压力降为400-1200Pa，整个塔包括除雾装置不超过6000P a。
2.5 文丘里洗涤器
文丘里洗涤器是一种高效湿式洗涤器，常用于高温烟气降温和除尘。文丘里由收缩管、喉管和扩散管组成。气体进入扩散管后，流速增大，气体的压力能转变为动能。在喉管处气速达到最大，一般为50-180m/s。洗涤液通过喉管的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速，在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集。在扩散管中气体速度降低和压力回升，使尘粒凝聚，形成直径较大的含尘液滴而随水排出。
进气管直径D1由与之相关联的直径确定，管道中气流速度为
16-22m/s，收缩管收缩角α1取23-25°。
喉管直径DT按喉管气速uT确定，其截面积与进口管截面积之比为1：4。
扩散管的扩散角α2取5-7°，出口管的直径D2按与之相连的除雾器要求的气速确定。
收缩管和扩散管的长度L1及L2由下式决定：
喉管的长度一般取喉管直径的0.8-1.5倍，或取200-500mm。
文丘里洗涤器由于高速气流要加速和雾化液滴，因此压降较大，一般为3000~9000Pa，甚至更高。
3. 湿式FGD装置采用的吸收塔器
3.1 国外典型的几种脱硫反应塔器
3.1.1 喷淋吸收塔
ABB和IHI等公司采用单回路，逆流喷淋塔结构，优化了喷嘴的类型、尺寸及联管布置、L/G和能耗，使整个系统达到很高的效率。同时配用高效除雾器，可以垂直或水平布置在烟气流中。这是一种典型的喷淋脱硫塔。
GEESI采用的逆流喷淋吸收塔，脱硫效率在90%~到99%之间，可靠性接近100%。
典型的喷淋塔，单机容量为645MW的工艺装置已安装在荷兰的Amer中央电站8号机组上，目前是欧洲最大的洗涤塔之一。塔的直径为16.8m。空塔结构，具有很高的烟气流量调节能力。在日本应用的装置直径为18.9m的单塔，用于700MW机组。
按照GEESI工艺，从除尘器出来的烟气进入到吸收塔中，在塔里SO2被除去，石灰石的悬浮液从吸收塔底池中被抽出再循环。喷嘴有3~7层，具体的层数要取决于要求的脱硫率和入口SO2浓度。新鲜的石灰石浆液不断地送入到吸收塔底池中。浆液的pH值维持在5.7到5.9之间。反应产物抽出后进行脱水。脱水机可以是皮带式或鼓式，脱水后的含固量约为80%，适宜于堆放处理。也可采用离心脱水机，生产墙板石膏。
喷淋塔的形式也有多种，比较典型的还有川崎型，诺尔型和B&W 型以及SHU型，它们各有特点。
川崎型喷淋塔的主要特点是以吸收塔与出口管道合一的紧凑结构，其内部可分为喷雾区、液溜槽、出口管道三部分。结果使液溜槽断面积扩大，降低了吸收塔的高度。烟气经180°大转弯排出。除雾器设置在塔外排气管上，方便维修。
诺尔型双回路喷淋塔的特点是将塔分成冷却段和吸收段。烟气切向进入冷却段被冷却并作为第一级脱硫。在第一个回路中pH值控制在4~5左右，因此亚硫酸盐氧化为硫酸盐处于最佳状态，这样可以防止结垢。大部分从吸收塔回路来的过剩的石灰石都能在冷却段得到利用。为了确保亚硫酸盐充分氧化，压缩空气从冷却段的搅拌器下面引入，分布到浆液中。吸收塔回路的设计使剩余的SO2在pH为6，且有大量过剩石灰石的最大脱除的条件下被除去。在该吸收段设有二个
连续运行的喷淋层。由聚丙烯材料制成的“湿膜接触”除雾器，用来作为SO2去除的最后一级。浆液向下流过一个漏斗，该漏斗分隔开两个回路，然后浆液进入到吸收塔的给料罐。一部分吸收塔浆液通过溢流进入到冷却段，溢流量取决于除雾器的清洗水量。
Noell—KRC双回路塔，到1991年已有17台投运，总容量7.8Gw。上世纪80年代在欧洲Neurath电厂建造4台双回路塔（其中一台备用），供2×600MW机组使用。燃用褐煤。吸收塔直径19.8m，用石灰石作吸收剂，脱硫产物为石膏。脱硫效率95%。系统可靠性为99.8%。
B&W的FGD吸收装置采用托盘式结构。在该吸收塔中，烟气上升后通过一个B&W的专利筛或多孔板，与浆液的泡沫接触。由于在整个塔的截面上烟气分布很均匀，使得通过喷淋区时烟气和吸收剂能有效接触。用机械的方法促使烟气均匀分布在大直径的吸收塔中，成
为设计的关键。托盘非常坚固，而且是挠性的，材料为合金钢，在设计上保证托盘能自清洗。在托盘上强烈起泡，产生第二级微粒去除功能。设计保证基本无结垢运行。托盘两侧的压力降约为200~700Pa。SHU采用顺逆流复合吸收塔，同时添加甲酸使之达到最大脱硫能力，并且还可以优化停留时间和L/G比。
烟气进入到吸收塔的顶部，然后顺流向下与洗涤液接触，洗涤液由喷嘴喷入，吸收SO2后被集纳在吸收塔的底池中。然后烟气进入塔的第二个逆流区，在这里剩余的SO2被吸收。由于使用了二级多层喷淋系统，可以使二个区域都有对亚硫酸氢盐生成的最理想pH值条件。生成的亚硫酸氢根，pH值在4.2~5.2之间。在顺流区的喷淋带上部pH值约为5.2，然后顺次降低，到喷淋带底部时，pH值约为4.4。在这样的pH值时，亚硫酸根离子是不会形成的。因而不会有亚硫酸盐结垢的的问题。
洗涤液中加入的甲酸缓冲剂增强了脱除SO2的能力，改善了对SO2浓度的响应速度和操作负荷的变化，同时还在给定的SO2脱除率的条件下可降低L/G比约15%。
湿式氧化镁法烟气脱硫中吸收塔系统的设计与应用
通道的能力。 3结语在煤炭行业所运用的多级安全数据库系统，其经典的BLP 模型的“向上写”违反了数据库的完整性，而随之带来的是会产生隐通道问题。事务间的提交和回退依赖也会产生隐通道。然后，通过分析隐通 道的产生的原因，提出了利用并发控制上锁机制进行隐蔽通信的方式，通过提出算法，来消除用户通过并发控制上锁机制泄漏信息的途径。算法中当高安全级事务将数据读入私有区后，低安全级事务更新数据后，系统将通知用户，由用户自行处理。文中对于事务并发执行时事务间的安全问题，只讨论了隐通道问题这个方面，而如何去提高避免 隐通道算法的性能将是未来研究的主力方向。 参考文献： [1]谷千军,王越.BLP 模型的安全性分析与研究[J].计算机工程,2006 (22):157-158.[2]肖卫军， 卢正鼎，洪帆.安全数据库系统中的事务[J].小型微型计算机系统，2004(4):591-594.[3]朱虹,冯玉才.避免隐通道的并发控制机制[J].小型微型计算机系统，2000(8):844-846. （责任编辑赵勤）收稿日期:2012-08-18;修订日期:2012-10-22 基金项目:河北省教育厅自然科学计划项目（Z2012198） 作者简介:闫志谦（1973-），男，河北晋州人，副教授，硕士，研究方向：化学工程。0前言 锅炉烟气中的SO 2与氧化镁反应后生成的亚硫酸镁，再氧化反应生成为硫酸镁（MgSO 4）溶液。氧化镁湿法烟气脱硫,具有脱硫效率高,操作简单,不易结垢等优点[1],以氧化镁(MgO)作为脱硫剂，可有效防止沉淀、积垢、堵塞、结块；运行可靠性高，电耗低，取得了较高的脱硫效率。1吸收塔装置设计脱硫吸收塔选用逆流喷淋结构，塔身为圆柱体，底部为锥形的循环浆液池。吸收塔的上部为喷淋洗涤区,共布置了3层喷嘴。氢氧化镁/亚硫酸镁/硫酸镁浆液通过喷嘴向吸收塔下方成雾罩形状喷射，形成液雾高度叠加的喷淋区，含有SO 2的烟气与浆液中悬浮的氧化镁微粒发生化学反应而被洗涤吸收。为了避免烟气和喷淋浆液在接触区形成沉淀，采用 工业水定期喷水，清洗吸收塔入口部分的内壁。吸收塔下部的浆池与吸收塔体为一体的结构。吸收塔内所有部件能承受最大入口气流及最高进口烟气温度的冲击。 吸收塔体为碳钢加防腐衬里的结构，在烟气进口处采取预冷却喷水的防高温措施。 1个吸收塔共配有3台离心式浆液循环泵，整个脱硫区配有罗茨型强制氧化风机，吸收塔选用的材料适合工艺过程的特性，并且能承受烟气飞灰和脱硫工艺固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部结构设计上都考虑了腐蚀度。吸收塔设计成气密性结构,防止液体泄漏。为保证壳体结构的完整性，使用焊接连接，法兰和螺栓连接仅在必要时使用。塔体上的入孔、通道、连接管道等需要在壳体穿孔的地方进行密封，防止泄漏。 第32卷第2期2013年2期煤炭技术Coal Technology Vol.32,No.02February,2013湿式氧化镁法烟气脱硫中吸收塔系统的设计与应用 闫志谦，程艳坤，张 滨,霍鹏（河北化工医药职业技术学院化工与环境工程系，石家庄050026）摘要:介绍了湿法氧化镁烟气脱硫技术应用的原理及工艺，对吸收氧化反应所在的吸收塔系统进行了装置的设 计与应用，并提供理论依据和参考影响吸收因素。 关键词:氧化镁；烟气脱硫；吸收塔 中图分类号:X701.3文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0181-03 Application of Absorbing Tower System in Wet Process of Magnesium Flue Gas Desulfurization YAN Zhi-qian ，CHENG Yan-kun ，ZHANG Bin ，HUO Peng （Department of Chemical and Environmental Engineering,Hebei Chemical and Pharmaceutical Vocational Technology College,Shijiazhuang 050026,China ） Abstract:Introduced the application of the principle of wet magnesia flue gas desulphurization technology and process,this paper absorption oxidation reaction in which the absorber tower system design and application of the device,and provides a theoretical basis and reference. Key words:magnesium oxide;flue gas desulfurization;absorbing tower system !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
脱硫塔吸收塔安装方案
脱硫塔吸收塔安装方案 Prepared on 22 November 2020
华电国际莱城发电厂 1号机组烟气脱硫增容改造工程 1号机组吸收塔安装方案 编制： 审核： 批准： 青岛华拓科技股份有限公司 莱城项目部 2014年5月 目录 1、工程概况 (3) 2、施工前的准备 (3) 3、编制依据 (5) 4、吸收塔安装 (5) 5、喷淋层安装 (14) 6、附件安装 (15) 7、吸收塔焊接 (15) 8、脚手架搭拆 (15)
9、充水试验 (15) 10、表面处理 (16) 11、补底漆 (17) 12、质量保证措施 (17) 13、安全生产保证措施 (18) 14、安全风险控制计划 (21) 15、环境控制计划 (22) 1、工程概况 1.1.1、工程名称：华电国际莱城发电厂#1～#4机组4×300MW烟气脱硫改造工程 1.1.2、工程性质：改造工程 1.1.3、工程规模：四套烟气脱硫改造装置 1.1.4计划工期：1号系统自2014年05月20日～2014年09月13日竣工。 工程简介 华电国际莱城发电厂#1机组1×300MW烟气脱硫改造工程，由青岛华拓科技股份有限公司总承包。内容包括完整范围内的设计、工程服务、建筑工程、制造、供货、运输、安装、调试、试验和培训等。本次是吸收塔安装工程（包括喷淋层3层，除雾器1层安装）。
本项目烟气脱硫吸收塔塔体内径12000mm，高度34275mm，内部装有喷淋层、除雾器等系统组件，塔体内壁防腐为玻璃鳞片。 工作范围 1.3.1脱硫岛吸收塔本体安装。 1.3.2吸收塔基本条件 2、施工前的准备 作业人员应经过三级安全教育和考试合格后方可上岗。 焊工需持有焊接有效合格证件。 施工前应熟悉了解图纸和有关规程规范，参加作业前的技术交底工作，未经技术交底不得上岗。 焊工应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺施焊，并认真实行质量自检。 作业人员应严格按图纸、有关规程规范及作业指导书要求进行施工。 、施工人员准备 注：由工地统一调派人员 、施工机具准备
脱硫塔的设计
目录 1 处理烟气量计算 (3) 2 烟气道设计 (3) 3吸收塔塔径设计 (3) 4 吸收塔塔高设计 (3) 5 浆液浓度的确定 (5) 6 喷淋区的设计 (5) 7 除雾器的设计 (7) 8 氧化风机与氧化空气喷管 (9) 9 塔内浆液搅拌设备 (9) 10 排污口及防溢流管 (9) 11 附属物设计 (10) 12 防腐 (10)
脱硫塔的结构设计，包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性（角度、流量、粒径分布等）、喷嘴数量和喷嘴方位的设计 烟道设计 塔体设计： 脱硫塔上主要的人孔、安装孔管道孔：除雾器安装孔，每级至少一个；喷淋浆液管道安装孔，至少一个；脱硫塔底部清渣孔，至少一个；烟气入口烟道设置一人孔，以便大修时清理烟道可能的积垢。 脱硫塔上主要的管孔：循环泵浆液管道入口，一般为3个；液位计接口，一般为2～3个，石膏浆液排出口1～2个；排污口1个；溢流口1个；滤液返回口1个；事故罐浆液返回口1个；地坑浆液返回1个；搅拌机接口2～6个；差压计接口2～4个。 储液区：一般塔底液面高度h1=6m～15m； 喷淋区：最低喷淋层距入口顶端高度h2＝1.2～4m；最高喷淋层距入口顶端高度h3≥vt，v为空塔速度，m/s，t为时间，s，一般取t≥1.0s；喷淋层之间的间距h4≥1.5～2.5m； 除雾区：除雾器离最近（最高层）喷淋层距离应≥1.2m，当最高层喷淋层采用双向喷嘴时，该距离应≥3m；除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m； 喷淋泵 喷淋头 曝气泵
1 处理烟气量计算 得到锅炉烟气量，根据实际的气体温度转化成当时的处理烟气量。根据燃料的属性计算出烟气中SO2的含量，并根据国家相关环保标准以及甲方的要求确定烟气排放SO2的含量，并计算脱硫效率 2 烟气道设计 进气烟道中的气速一般为13m/s，排气烟道中的气速一般为11m/s，由此算出截面积，烟道截面一般为矩形，自行选取长宽。 3吸收塔塔径设计 直径由工艺处理烟气量及其流速而定。根据国内外多年的运行经验，石灰法烟气脱硫的典型操作条件下，吸收塔内烟气的流速应控制在u＜4.0m/s为宜。(一般配30万kW机组直径为Φ13m～Φ14m，5万kW机组直径约为Φ6m～Φ7m)。 喷淋塔塔径D： 则喷淋塔截面面积 将D代入反算出实际气流速度u`： 4 吸收塔塔高设计 4.1 浆液高(h1) 由工艺专业根据液气比需要的浆液循环量及吸收SO2后的浆液在池内逐步氧化反应成石膏浆液所需停留时间而定，一个是停留时间大于4.5min 4.2 烟气进口底部至浆液面距离(c) 一般定为800mm～1200mm范围为宜。考虑浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位有所波动；入口烟气温度较高、浆液温度较低可对进口管底部有些降温影响；加之该区间需接进料接管， 4.3 烟气进出口高度
脱硫吸收塔SO2吸收系统
共享知识分享快乐 第三章SO 2吸收系统 3. 1、系统简介 SO2吸收系统是整个脱硫装置的核心系统，对烟气除去SO等有害成分的过程主要在这个系统完 成。本系统主要是由吸收塔、浆液循环泵、除雾器、吸收塔搅拌器及氧化风机等组成。石灰石- 石膏湿法烟气脱硫是由物理吸收和化学吸收两个过程组成。在物理吸收过程中SQ溶解于吸收剂 中，只要气相中被吸收气体的分压大于液相呈平衡时该气体分压时，吸收过程就会进行，吸收过程取决于气-液平衡，满足亨利定律。由于物理吸收过程的推动力很小，所以吸收速率较低。 而化学吸收过程使被吸收的气体组分发生化学反应从而有效地降低了溶液表面上被吸收气体的 分压，增加了吸收过程的推动力，吸收速率较快。FG［反应速率取决于四个速率控制步骤，即SQ 的吸收、HSO氧化、石灰石的溶解和石膏的结晶。 3.2、吸收反应原理 3.2.1、物理过程原理 SQ吸收是从气相传递到液相的相间传质过程。对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广， 双膜理论模型如图所示。图中p表示SQ在气相主体中的分压，p表示在界面上的分压，c和e 则分别表示SC2组分在液相主体及界面上的浓度。把吸收过程简化为通过气膜和液膜的分子扩 散，通过两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。 气体吸收质在单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量称为吸收速率。根据双膜 理论，在稳定吸收操作中，从气相传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体吸收质 的通量。吸收传质速率方程一般表达式为：吸收速率=吸收推动力x吸收系数，或者吸收速率=吸收推动力/吸收阻力。吸收系数和吸收阻力互为倒数。
共享知识分享快乐 3.2.2 、化学过程原理 321.1 、SQ、SQ和HCI 的吸收： 烟气中的SQ和SQ与浆液液滴中的水发生如下反应: —+ SQ + H2Q T HSQ3 + H SQ3 + H2Q T H 2SQ HCI 遇到液滴中的水即可迅速被水吸收而形成盐酸。 3.2.1.2 、与石灰石反应 浆液水相中的石灰石首先发生溶解，吸收塔浆池中石灰石溶解过程如下 CaCQ3 + H 2Q t Ca2+ + HCQ3—+ QH— 水中石灰石的溶解是一个缓慢的过程，其过程取决于以下几个因素： a. 固态石灰石颗粒的颗粒尺寸。颗粒细小的石灰石粉要比颗粒粗大的石灰石粉溶解要快。 b. 石灰石的反应率。活性石灰石的溶解率要比没有活性的石灰石溶解率要快。 c.吸收塔浆液的pH值。pH值越低，石灰石溶解得越快。 高的pH值对酸性气体的脱除效率有利，但是不利于石灰石的溶解。 的脱除效率，但是有利于石灰石的溶解。 SQ2、SQ3、HCI 等与石灰石浆液发生以下离子反应： 2+ — Ca2+ + HCQ3—+ QH—+ HSQ3—+ + 2H + 2+ — t Ca 2+ + HSQ + CQ 2 f +2H2Q 氧化反应：2HSQ3—+ Q2 t2SQ42—+ 2H + Ca2+ + HCQ3—+ QH —+ SQ42— + 2H +t Ca 2+ + SQ 42— + CQ2 f +2H2Q Ca2+ + HCQ3—+ QH—+ 2H+ + 2CI —t Ca 2+ + 2CI —+ CQ2f+ 2H 2Q 经验显示，吸收剂浆液的pH值控制在5.5?6.0之间，pH值为5.6时最佳，此时酸性气 体的脱除率和石灰石的溶解速度都很高。吸收塔浆液池中的pH值是通过调节石灰石浆液的投放 量来控制的，而加入塔内的新制备石灰石浆液的量取决于预计的锅炉负荷、SQ含量以及实际的吸收塔浆液的pH值。 3.2.1.3 、氧化反应通入吸收塔浆液池内的氧气将亚硫酸氢根氧化成硫酸根： —2—+ 2HSQ3—+ Q2 t 2SQ42—+ 2H + 3.2.1.4 、石膏形成： Ca2+ + SQ 42—+ 2H 2Q t CaSQ4 ? 2H2Q 石膏的结晶主要发生在吸收塔浆液池内，浆液在吸收塔内的停留时间、通入空气的体积和方式 低的pH值不利于酸性气体
脱硫塔
第一章运行管理 一、工艺流程及流程简介 1.1工艺流程 1.1 工艺流程图 1.2工艺流程简介 锅炉烟气经引风机、多管除尘器、后，首先进入脱硫除尘塔内与经喷嘴雾化后的脱硫液进行脱硫反应；烟气在塔内通过三层喷淋装置进行三级脱硫除尘反应，SO2总脱除率可达99%以上，除尘效率达到99%以上；脱硫塔内 NaOH吸收SO2发生中和反应生成NaHSO3与Na2SO3，然后流入下游水池进行循环使用，完成对烟气中SO2的吸收净化。 经一级除尘脱硫后的干净烟气通过塔上部的弯头、管道进入二级脱硫除尘塔经过收水器进一步净化脱水，，除去烟气中夹带的水，经过脱硫除雾后的烟气进入烟囱排放。随着脱硫反应的进行，循环池内pH值不断下降，当循环池内pH值降低到10以下时，要及时向循环池补充钠碱以防pH值过低影响脱硫效果。 二、人员配备 1、脱硫控制室配室操作人员3人，负责脱硫工程的日常工作。 2、脱硫工程配机修人员1人，负责站区日常的设备维修工作。 三、各主要处理单元运行控制参数 1、循环池中有关参数的控制 循环池中pH应控制在10以上，低于10时脱硫效果不理想。 2、脱硫塔内有关参数的控制 脱硫塔出口pH应控制在7.0以上。 第二章操作规程 一、循环泵房及泵房内循环水泵、冲洗水泵、排液泵 1、循环泵作用 向脱硫塔供脱硫液。 1.1、开泵前准备 （1）检查循环池内水位，确保循环池内水位不低于池深的2/3。
（2）检查管路系统是否有跑、冒、滴、漏现象存在，如有要及时处理。 （3）检查水泵及系统零部件是否齐全完好。如：所有紧固件是否紧固；连轴器间隙是否合适；水泵注油孔是否已按规定注油；仪表、阀门是否完好等。 （4）进行手动盘车旋转两周看是否正常，应不卡不重，无异常声音。否则应查明原因进行处理。 （5）检查循环泵有无冷却水，是否打开。 （6）检查机械部分时，不得将水泵电路开关合闸使电机处于带电状态，且在配电柜上挂有“有人操作，不许合闸”标牌。 1.2.操作顺序 （1）开启循环泵 打开泵进口管路的碟阀，开启循环泵。当压力表显示压力达到额定压力 0.3-0.4MPa后即为所需工况。 （2）关闭循环泵 循环泵停止工作后，慢慢关闭进水管路上的碟阀 1.3．泵在运行中，应注意以下事项： （1）开启水泵后，如压力表指针不动或剧烈摆动，有可能是泵内积有空气，停泵后排净泵内空气再启动。 （2）检查各个仪表工作是否正常、稳定，特别注意电流表是否超过电动机额定电流，电流过大、过小应立即停机检查。 （3）注意轴承温度，轴承最大温度不得大于95度。 （4）按动停泵按钮后，严禁马上再按启泵按钮，否则会发生水击造成设备管路损坏等重大事故。因此，特别规定，停泵10分钟后才允许按启动按钮，待无异常情况后方允许离开开关柜。 （5）泵电动机在不允许连续起动，启动间隔时间至少为10分钟。 2冲洗水泵的作用 向脱硫塔除雾器提供冲洗水，冲洗除雾器，防止除雾器积灰致使除雾器压降过大。建议每小时冲洗时间不低于10分钟。 2.1、开泵前准备
吸收塔的设计和选型
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX-环境工程部 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX. Environmental Engineering Department 脱硫塔设计及选型指导手册 Guide Handbook for design and selection of desulphurizing tower 签署： 日期：
目录 1.1吸收塔的设计 (3) 1.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计 (3) 1.1.2吸收塔喷淋系统的设计（喷嘴的选择配置） (13) 1.1.3 吸收塔底部搅拌器及相关配置 (16) 1.1.4 吸收塔材料的选择 (17) 1.1.5吸收塔壁厚的计算(包括计算壁厚和最小壁厚) (17) 1.1.6吸收塔封头选择计算 (19) 1.1.7吸收塔裙式支座选择计算 (21) 1.1.8吸收塔配套结构的选择 (21) 1.2吸收塔最终参数的确定 (22) 1.2.1设计条件 (22) 1.2.2吸收塔尺寸的确定 (22) 1.2.3吸收塔的强度和稳定性校核 (24)
1.1吸收塔的设计 吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。 1.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计 本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计 1.1.1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法： （1） 喷淋塔吸收区高度设计（一） 达到一定的吸收目标需要一定的塔高。通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。吸收区高度的理论计算式为 h=H0×NTU (1) 其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。） NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。 根据（1）可知：h=H0×NTU= )ln() ()(*** 2 2* 11* 22*112 121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=?- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[
大气污染控制工程课程设计——脱硫塔
《大气污染控制工程》 课程设计 学院：生态与环境学院 专业班级：环境工程 年级： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：
目录 摘要 (1) 1. 背景介绍 (2) 1.1. 硫氧化物污染 (2) 1.2. 燃煤脱硫技术 (3) 1.2.1. 燃烧前脱硫 (3) 1.2.2. 燃烧中脱硫 (3) 1.2.3. 燃烧后脱硫 (3) 1.3. 湿法脱硫技术 (3) 1.3.1. 石灰石/石膏湿法脱硫 (3) 1.3.2. 氧化镁法脱硫 (4) 1.3.3. 双碱法脱硫 (4) 1.3.4. 氨法脱硫 (4) 1.3.5. 海水脱硫 (4) 2. 石灰石/石膏湿法脱硫技术 (5) 2.1. 主要特点 (5) 2.2. 反应原理 (5) 2.2.1. 吸收剂的反应 (5) 2.2.2. 吸收反应 (5) 2.2.3. 氧化反应 (6) 2.2.4. 其他污染物 (6) 2.3. 工艺流程 (7) 3. 设计任务与目的 (8) 3.1. 任务 (8) 3.2. 目的 (8) 3.3. 设计依据 (8) 4. 脱硫系统的设计 (9) 4.1. 脱硫系统设计的初始条件 (9) 4.2. 初始条件参数的确定 (9) 4.2.1. 处理风量的确定 (9) 4.2.2. 燃料的含S率及消耗量 (10) 4.2.3. 进气温度的确定 (10) 4.2.4. SO2初始浓度的确定 (10) 4.2.5. SO2排放浓度的确定 (10) 5. 脱硫系统的设计计算 (11) 5.1. 参数定义 (11) 5.2. 脱硫系统的组成及主要设备选型 (12) 5.2.1. SO2吸收系统 (12) 5.2.2. 烟气系统 (18) 5.2.3. 石灰石浆液制备系统 (20) 5.2.4. 石膏脱水系统 (21) 6. 参考文献 (25)
湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型
湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型 1 吸收塔塔型的选择 在湿法脱硫工艺中，吸收塔是一个核心部件，一个湿法脱硫工程能否成功，关键看吸收塔、塔内件及与之相匹配的附属设备的设计选型是否合理可靠。在脱硫工程中运行阻力小、操作方便可靠的吸收塔和塔内件的布置形式，将具有较大的发展前景。 目前，在国内的脱硫工程中，应用较多的吸收塔塔型有喷淋吸收空塔、托盘塔、液柱塔、喷射式鼓泡塔等。国内学者曾在实验室里对各种塔型做了实验测试(见图1)，从测试情况看，在塔内烟气流速相同的情况下，喷淋吸收空塔的系统阻力最小，液柱塔的阻力次之，托盘塔的阻力相对较大。 由于喷淋吸收空塔塔内件较少，结垢的机率较小，运行维修成本较低，因此喷淋吸收空塔已逐渐成为目前应用最广泛的塔型之一。图2为喷淋吸收空塔(以下简称吸收塔)的结构简图。 2 喷淋吸收空塔主要工艺设计参数 (1)烟气流速
在保证除雾器对烟气中所携带水滴的去除效率及吸收系统压降允许的条件下，适当提高烟气流速，可加剧烟气和浆液液滴之间的湍流强度，从而增加两者之间的接触面积。同时，较高的烟气流速还可持托下落的液滴，延长其在吸收区的停留时间，从而提高脱硫效率。 另外，较高的烟气流速还可适当减少吸收塔和塔内件的几何尺寸，提高吸收塔的性价比。在吸收塔中，烟气流速通常为3～4.5m/s。许多工程实践表明，3.6m/s≤烟气流速(110%过负荷)≤4.2m/s是性价比较高的流速区域。 (2)液气比(L/G) L/G决定了SO2的吸收表面积。在吸收塔中，喷淋雾滴的表面积与浆液的喷淋速率成一定的比例关系。当烟气流速确定以后，L/G成为了影响系统性能的最关键变量，这是因为浆液循环率不仅会影响吸收表面积，还会影响吸收塔的其他设计，如雾滴的尺寸等。L/G的主要影响因素有：吸收区体积、SO2的去除效率、吸收塔空塔速率、原烟气的SO2浓度、吸收塔浆液的氯含量等。 根据吸收塔吸收传质模型及气液平衡数据计算出液气比(L/G)，从而确定浆液循环泵的流量。 美国能源部编制的FGD-PRISM程序的优化计算，L/G以15L/m3为宜，此时，SO2的去除效率已接近100%。L/G超过15.5L/m3后，脱硫效率的提高非常缓慢，而且提高L/G将使浆液循环泵的流量增大，增加循环泵的设备费用，同时还会提高吸收塔的压降，加大增压风机的功率及设备费用。 (3)吸收塔浆池尺寸 吸收塔浆池尺寸可通过以下工艺设计参数确定： 1)石膏颗粒(晶种)生长的停留时间 湿法脱硫系统中，亚硫酸钙、硫酸钙的析出是在循环浆液的固体颗粒(晶种)表面上进行的，为了晶体的生长和结晶，循环浆池里的石膏颗粒必须有足够的停留时间，反应时间也必须足够长。停留时间的计算公式为： RT＝(V×ρ×SC)/TSP 其中：RT—停留时间(min)；TSP—石膏成品产量(干基)(kg/min)；V—浆池体积(m3)；ρ—浆液密度(kg/m3)；SC—浆液含固量(%)。如生产的石膏要在水泥或石膏行业使用，FGD的石膏成品含水量必须<10%，石膏必须结晶成平均直径为35～50μm的立方晶体，停留时间必须>15小时。对于抛弃系统，由于石膏成品要被抛弃，石膏成品含水量可>15%，这样系统的停留时间可缩小到10小时左右。 2)石灰石溶解的停留时间 如要求吸收塔内的石灰石充分溶解，则石灰石在循环浆池内必须有足够长的停留时间。一般来说，石灰石的停留时间须>4.3min。石灰石溶解的停留时间按下式计算： T=V/(N×RF) 其中：T—停留时间(min)；V—浆池体积(m3)；N—循环泵数；RF—单台循环泵流量(m3 /h)。 3)氧化反应的体积和氧气从空气转移到液体的深度氧气从空气转移到液体的深度，是指吸收塔浆液池内释放氧化空气的曝气管或喷枪的位置。亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的氧化分为两部分，一部分是吸收塔内烟气中的氧气进入浆液液滴的自然氧化，另一部分是空气通过曝气管网进入浆液池后的强制氧化。
脱硫塔技术方案范本
脱硫塔技术方案
第一章项目条件 1.1 工程概述 本技术方案适用于陶瓷有限公司干燥塔窑炉排出的粉尘、烟气、二氧化硫（SO2）排放超标的问题，经过对现有系统的技术分析，做出改造方案。 为了保护公司周围的生产、生活环境，并使排放的粉尘、烟气达到国家的排放标准，同时满足地方环保总量控制要求，需配套建设成熟高效的布袋式除尘和湿法烟气脱硫装置。 1.2 工程概况 本工程属环境保护项目，对干燥塔、窑炉排出的烟气的粉尘、二氧化硫（SO2）进行综合治理，达到达标排放，计划为合同生效后3个月内建成并满足协议要求。 1.3 基础数据 喷雾干燥塔窑炉排出的烟气的基础数据
窑炉排出的烟气的基础数据 第二章设计依据和要求 2.1 设计依据 2.2 主要标准规范 综合标准 序号编号名称 1 《陶瓷行业大气污染物排放标准》 2 GB3095- 《环境空气质量标准》 3 GB8978- 《环境空气质量标准》 4 GB12348- 《工厂企业界噪声标准》 5 GB13268∽3270-97 《大气中粉尘浓度测定》 设计标准 序号编号名称 1 GB50034- 《工业企业照明设计标准》
2 GB50037-96 《建筑地面设计规范》 3 GB50046- 《工业建筑防蚀设计规范》 4 HG20679-1990 《化工设备、管道外防腐设计规定》 5 GB50052- 《供配电系统设计规范》 6 GB50054- 《低压配电设计规范》 7 GB50057- 《建筑物防雷设计规范》 8 GBJ16- 《建筑物设计防火规范》 9 GB50191- 《构筑物抗震设计规范》 10 GB50010- 《混凝土结构设计规范》 11 GBJ50011- 《建筑抗震设计规范》 12 GB50015- 《建筑给排水设计规范》 13 GB50017- 《钢结构设计规范》 14 GB50019- 《采暖通风与空气调节设计规范》 15 GBJ50007- 《建筑地基基础设计规范》 16 GBJ64-83 《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》 17 GB7231- 《工业管道的基本识别色和识别符号的安全知识》 18 GB50316- 《工业金属管道设计规范》 19 GBZ1- 《工业企业设计卫生标准》 20 HG/T20646-1999 《化工装置管道材料设计规定》 21 GB4053.4-1983 《固定式钢斜梯及工业钢平台》 设备、材料标准 序号编号名称 1 GB/T13927- 《通用阀门压力试验》
电厂脱硫吸收塔的改造方案
XX电厂吸收塔的改造方案 一、工程概况 1.1XXX烟气脱硫装置增容改造工程安装工程。本次脱硫改造对象为#1、#2机组配套的脱硫装置及公用系统。 1.2 原吸收塔为（16.5米*37.8）分两次截塔。一是从吸收塔浆池底部截塔加高4m，相应修改调整搅拌器、循环泵、安装门、液位计等各接口及吸收塔进出口烟道；二是从顶层喷淋层上方截塔加高2m，也就是在原塔标高27.5米处。本机组脱硫系统原增压风机已设置了增压风机旁路，改造后保留原增压风机旁路烟道和增压风机，只需根据要求拆除脱硫大旁路及旁路挡板门。 二、编制依据 1.1本次吸收塔改造增容招标文件以及设计图纸。 1.2 GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》 1.3 GB150-98《钢制压力容器》 1.4 DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》 1.5 DL/T5047-95《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇） 1.6 GBJ128-90《立式圆筒型钢制焊接油罐施工及验收规范》 1.7 SH3530-93《石油化工立式圆筒型钢制储罐施工工艺标准》 1.8 JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》 1.9 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》 1.10 JB4735-97《压力容器无损检测》 1.11 吸收塔设备改造技术协议及规范书 1.12国电龙源FGD制作验收规范 1.13现场踏勘记录等 三、项目管理组织机构和人员配置 我公司对本工程非常重视，经领导班子研究，为了按期保质圆满完成本工程任务，由管理经验丰富的国家建造师 XXX、副经理XXX 组建现场项目部。
四、施工综合进度 4.1 工程里程碑进度 里程碑计划 工程项目完工时间 施工准备10天 浆液池部分改造15天 喷淋层改造25天包括交叉施工 移交防腐10天 其他工作完善20天 4.2 图纸交付进度（分项工程开工前20天应提供相应图纸，详见施工进度计划）
脱硫吸收塔的直径和喷淋塔高度设计
吸收塔的直径和喷淋塔高度设计 脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计 1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法： （1） 喷淋塔吸收区高度设计（一） 达到一定的吸收目标需要一定的塔高。通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。吸收区高度的理论计算式为 h=H0×NTU (1) 其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。） NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。 根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln() ()(***2 2*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=?- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[ 82.0W a k L ?=]4[ (2)
其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B) *1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B) k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/(m 3.h ﹒kp a ) x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B) G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h) W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h) y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲) k Y a 为气体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kPa) k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kmol/m 3) 式（2）中?为常数，其数值根据表2[4] 表3 温度与?值的关系 采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有 喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。 以上是传统的计算喷淋塔吸收区高度的方法，此外还有另外一种方法可以计算。
脱硫塔烟气系统
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7进口11-喷淋管12-除雾器清洗喷嘴13-碳化硅空心锥喷嘴 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
吸收塔的设计和选型
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型 吸收塔的设计 吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。 4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计 本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计 4.1.1.1 喷淋塔的高度设计喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法： （1）喷淋塔吸收区高度设计（一） 达到一定的吸收目标需要一定的塔高。通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。吸收区高度的理论计算式为 h=H0×NTU (1) 其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总 传质系数，a为塔内单位体积中有效的传质面积。） NTU为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2 )/ △y m ，即气相总的浓度 变化除于平均推动力△y m =（△y 1 -△y 2 ）/ln(△y 1 /△y 2 )(NTU是表征吸收困难程度 的量，NTU越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。
根据（1）可知：h=H0×NTU= )ln() ()(*** 2 2* 11* 22*112 121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=?- a k y =a k Y =×1025.07.04W G -]4[ 82 .0W a k L ?=] 4[ (2) 其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B) *1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B) k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/(m 3.h ﹒kp a ) x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B) G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h) W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h) y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲) k Y a 为气体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kPa) k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kmol/m 3) 式（2）中?为常数，其数值根据表2[4] 表3 温度与?值的关系 采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有 喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。
脱硫塔技术方案
第一章项目条件1.1 工程概述 ）排放超本技术方案适用于陶瓷有限公司干燥塔窑炉排出的粉尘、烟气、二氧化硫（SO 2 标的问题，通过对现有系统的技术分析，做出改造方案。 为了保护公司周围的生产、生活环境，并使排放的粉尘、烟气达到国家的排放标准，同时满足地方环保总量控制要求，需配套建设成熟高效的布袋式除尘和湿法烟气脱硫装置。 窑炉排出的烟气的基础数据
4GB12348-2008《工厂企业界噪声标准》5GB13268∽3270-97《大气中粉尘浓度测定》设计标准 序号编号名称1GB50034-2013《工业企业照明设计标准》
2GB50037-96《建筑地面设计规范》 3GB50046-2008《工业建筑防蚀设计规范》 4HG20679-1990《化工设备、管道外防腐设计规定》 5GB50052-2009《供配电系统设计规范》 6GB50054-2011《低压配电设计规范》 17GB7231-2003《工业管道的基本识别色和识别符号的安全知识》18GB50316-2008《工业金属管道设计规范》 19GBZ1-2010《工业企业设计卫生标准》 20HG/T20646-1999《化工装置管道材料设计规定》
21GB4053.4-1983《固定式钢斜梯及工业钢平台》 设备、材料标准 序号编号名称 1GB/T13927-2008《通用阀门压力试验》 2GB/T3092-2008《低压流体输送焊接钢管》 施工及验收标准 序号编号名称 1GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》2GB50212-2002《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》
吸收塔的相关设计计算
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型 （2） 喷淋塔吸收区高度设计（二） 对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。 逆流式吸收塔的烟气速度一般在 2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。 湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。 （3）喷淋塔吸收区高度的计算 含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。 首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量 ζ＝ h C K V Q η = (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3 η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％ h 为吸收塔内吸收区高度，m K 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ; K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3 （标状态） ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成 ζ=3600× h y u t /*273273 *4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度 10050 752 C ?+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×
烟气脱硫塔设计改进
一、入塔烟道的设计 (3) 1. 烟道长度至少达到塔体直径2/3以上，进出口周围均 应用型钢进行了环向和竖向加固，内部设立筋，对塔进行加强。 (3) 2. 烟道入口上方及两侧安设挡水板，上方挡水板形成的 水帘有利于脱硫和气流均布。 (3) 3. 进气方式改为切向斜向下18度进气，削弱塔内回流 旋涡，降低压损，延长气液接触时间 (3) 二、喷淋层的设计 (5) 1. 喷嘴喷淋雾滴粒径的大小以1.5mm-3mm为宜。 .. 5 2. 塔内气体流速3-4.5m/s。 (5) 3. 喷淋管道逐级减细，保证进入个喷嘴的压力相等，即 所谓的均压。喷淋覆盖率达到200%。 (5) 4. 相邻同喷淋层喷头，设置高度差，不要在同水平面上。 避免雾滴碰撞产生的凝聚，破碎，减小比表面积。 (5) 三、其他改进的地方 (9) 1.脱硫塔中间布置空心双向喷嘴、塔壁布置实心喷嘴增 加塔壁附近的喷淋密度，参考上图特钢喷头布置。或者塔壁附近使用90度喷射角喷头，内圈布置大广角喷头。 (9)
2.塔内喷头下方塔壁安装气液再分布塔圈，但不宜过大。避免烟气短路，提高脱硫效果。 (9) 3.喷头的选择，保证液滴粒径的前提下，选流量，压力，型号。通常选用螺旋喷头和切线喷头 (10) 4.喷淋高度不宜过高，当高度大于6m 时，增加高度对于效率的提高并不经济。 (10) 5.塔的震动问题 (10) 6.除雾器冲洗喷嘴选择 (10)
通过对特钢烟气脱硫的考察，对网络上其他烟气脱硫塔结构的参考，并根据已有流场分析软件和力学分析软件(FLUENT6.0和ANSYS9.0）进行流场分析和力学分析。 我认为在公司的脱硫塔设计中应着重注意以下事项: 一、入塔烟道的设计 1.烟道长度至少达到塔体直径2/3以上，进出口周围均应用型钢进行了环向和竖向加固，内部设立筋，对塔进行加强。 2.烟道入口上方及两侧安设挡水板，上方挡水板形成的水帘有利于脱硫和气流均布。 3.进气方式改为切向斜向下18度进气，削弱塔内回流旋涡，降低压损，延长气液接触时间 具体分析如下： 1.烟道开口宽度及设计: 为了有利于进塔的烟气分布更均匀,脱硫塔的进口一般为长方形,尺寸很大，一般达直径的2／3-4/5。这么大的开孔对