第5卷第10期200410环境污染治理技术与设备；TechniquesandEquipmentfo；Vol.5,No.10Oct.2004；烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间；李荫堂于涛李军；(西安交通大学环境工程系,西安710049)；摘要对于烟气脱硫喷淋塔中的雾化浆液液滴在塔内的运；随时间的变化;计算了单个液滴及浆液总体的停留时间；关键词烟气脱硫喷淋塔雾化液滴
第5卷第10期200410环境污染治理技术与设备
TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControl
Vol.5,No.10Oct.2004
烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间
李荫堂　于　涛　李　军
(西安交通大学环境工程系,西安710049)
摘　要　对于烟气脱硫喷淋塔中的雾化浆液液滴在塔内的运动以及停留时间进行了分析计算。给出了液滴下落速度
随时间的变化;计算了单个液滴及浆液总体的停留时间。结果表明,对于粒径为dp=113～310mm的单个液滴,停留时间为t=310～113s;雾化液滴尺寸分布对总体停留时间影响显著;合适的雾化液滴尺寸应为dp=017～115mm。
关键词　烟气脱硫　喷淋塔　雾化　液滴尺寸
ResidencetimeofdropletsinasprayscrubberforFGD
LiYintang　YuTao　LiJ(DepartmentofEnvironmentalEngineering,Xi’an,Abstract　Themotionandfortheatomizedabsorbentdropletsinasprayrelationwasgiventodescribethatthedroppingvelocitytimewascalculatedforthesingledropletandthetotaldroplets.Itwasshownthatist=3～1.3sforthedropletswithdp=1.3～3theatomizeddropletssizedistributionaffectsthetotalreandtheappropriatesizesofdropletsshouldbedp=0.7～1.5mm.
Keywords　dropletssize
　　喷淋塔已逐渐成为湿式烟气脱硫吸收塔的主流本文对喷淋塔一般使用的雾化喷嘴的性能和常塔型。目前我国喷淋塔的技术、设备等主要依赖进见条件进行讨论。例如,空心锥喷嘴,雾化角90°,口;国内对于喷淋塔内的流体力学特性研究很液滴尺寸为dp=mm[4],喷出速度为10少[1]。李仁刚等[1]实验测量了粒径较大的液滴的m/s,烟气流速取3m/s,烟气温度取55℃。据此,下落速度;唐志永等[2]对空塔进行了气相流动数值可确定液滴的下落初始速度。以空心雾化角90°,模拟;曾芳等[3]对卧式喷淋塔的气液两相流动进行则垂直向下的分速度为7107m/s;再加上烟气向上了数值模拟。流速3m/s,则液滴与烟气的初始相对速度约为u0
喷淋塔一般为立式、逆流,烟气向上流过,吸收=10m/s。液滴雷诺数为Re=udp/ν,其中u=u0
液从上部引入,喷雾淋洒,形成较大的气液接触界～ut,ut为液滴终端沉降速度;烟气(55℃)运动粘面,在下落过程中进行SO2的吸收反应。喷嘴工作度ν=1m2/s。例如,对于液滴dp=015状况、烟气流速等决定了浆液从喷出到下落至浆液～310mm,考虑液滴dp=015mm的ut和液滴dp池所经历的时间。气液停留时间是反应效率的重要=310mm的u,Re范围是288～1730。影响因素。烟气流速一般为3m/s,不同的喷淋塔
液滴的速度变化变化不大。本文着重讨论雾化浆液在塔内的停留1　
时间。假设:①液滴为圆球;②液滴互不碰撞;③忽略
吸收浆液雾化对脱硫效率产生重要影响:(1)喷蒸发导致的尺寸减小,即液滴下落过程中尺寸不变;嘴雾化状况,包括每只喷嘴的流量分配、雾化角、雾
④忽略浮力。则液滴向下的运动方程为:
粒空间分布(空心锥、实心锥)等影响浆液空间分布,
亦即影响与烟气接触的均匀性;(2)雾粒尺寸及其尺收稿日期:;修订日期:寸分布影响空间气液接触面积;(3)出口速度影响液滴初速度,即影响下落速度。
作者简介:李荫堂(1955～),男,副教授,主要研究方向:大气环境与
污染控制。E2mail:ytli@
环境污染治理技术与设备第5卷
4　单个液滴停留时间
液滴停留时间随粒径迅速变化。太小的液滴(dp&015mm)喷出后很快被烟气带走。较小的液滴(dp=015～017mm),ut略大于烟速,下落很慢,停留时间太长。太大的液滴(dp&3mm)下落速度很快,停留时间很短。4.1　临界粒径
在第1节的假设下,烟速为3m/s时,则dp=015mm的液滴ut等于烟速,喷出后很快减速至ut,悬浮于空中,既不易随烟气飘走,也不易下落。称此值为临界粒径dc。d&dc者,被烟气带走;d&dc者,向下降落。
πdp3/6;fd―式中:m―单个液滴质量,m=ρ阻力。p
在雷诺数2～2000范围内,阻力系数可取:
(1+0.15Re0.687)
液滴运动方程为:
Cρ=g-Au2式中:A=dt4dpρp
由此积分得:
ln=At2aa-uuo式中:a=作:
,dp,停留时间为
=1mm5;p=310mm者为
(6)133～5s,由此可=e
017～115mm。dp&3
mm者,停留时间小于113s,而且单位质量浆液的表面积迅速变小。2　在前述假设条件下,液滴下落阻力与重力平衡
4.2　尺寸为0.7～2.95mm的单个液滴的停留时间
液滴相对初速u0=10m/s,大于从式(6)可
A,即终端速度ut,于是,式(5)可写
时,液滴进入匀速下降阶段,即达到终端沉降速度
知,液滴从u0减速至ut,经历时间为t→∞。这里
ut。由式(4),du/dt=0,得
如下近似计算:在吸收区高度为9m的范围内,这些
ρ(7)液滴的停留时间分2段:第1阶段为减速阶段,从ut=
u0减到011(u0-ut)+第2阶段为匀速阶段,
亦即ut=A。Cd计算如式(3)。例如,烟
即塔高(9m)减去减速阶段走过的路程,剩余路程
速3m/s,烟温55℃,对于液滴dp=1132mm、2195
近似认为以ut匀速下落。虽然这样低估了液滴下
mm,其ut分别为517m/s、918m/s;即液滴下落绝
落速度,但考虑实际的液滴运动与前述假设的差别,
对终端速度分别是217m/s、618m/s。
浮力、蒸发作用都是使液滴下落速度减缓的因素。
减速阶段走过的路程,简单地数值积分可得。计3　弛豫时间算中仍近似取初始Re值,烟速3m/s。单个液滴在
由运动方程(6)可见,液滴要从初始速度达到终
9m高度内的运动过程及总的停留时间如表1所示。
端速度,所需时间理论上是无穷大的。因此在颗粒
表1　单个液滴的运动过程
运动学中定义了弛豫时间,比如从初速到静止的运
Table1　Motionofsingledroplet
动颗粒,速度减到初速的1/e所需的时间称为弛豫
dp(mm)ut(m/s)t1(s)s1(m)Ret(s)
(时间。这里我们定义液滴从u0到u=..9811.9
ut)+ut所需的时间为液滴弛豫时间te。
近似取初始雷诺数为Re值,用式(3)计算Cd;
对于dp=1132mm、2195mm的液滴,弛豫时间是:
dp=1132mm,从u0=10m/s到u=7128m/s所需
时间,由式(6),得t=01235s;类似地,dp=2195mm,t=015s。在这段时间走过的路程,由ds=
udt,可通过简单的数值计算得出。
1.01.321.51.732.02.142..75.76.226.807.557.98.90.420.460.590.660.740.830.881.021.441.692.533.053.734.595.046.445.854.72.982.52.111.801.691.45　　注:Re为初始雷诺数;t1、s1分别为第一阶段所需的时间、走过的路程
第10期李荫堂等:烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间
单个液滴的停留时间和粒径之关系(见图1),可拟合为下式:
(8)t=4.56/dp
式中:dp=0.9～2.95mm。
计算结果表明,dp=0.7～1.5mm的液滴,停留时间为2.5～11.9s
图3　质量频度分布
Fig.3　Thedistributionofmassfrequency
结果表明,液滴尺寸分布对于总体停留时间的
影响,,图1　Fig.1　timesingle,,减少大液滴数目,对。
5　液滴粒径具有相当分散的尺寸分布。对于dp&0.7mm的雾滴,所占质量份额很小;dp&3mm者,停留时间很短,一般份额也不大。因此,以下计算的尺寸范围是0.7～2.95mm。
计算3种不同个数频度分布的液滴(见图2)。根据个数频度分布可计算其相应的质量分布(见图3)。结合表1中各尺寸液滴的停留时间,可加权平
(1)单个雾化液滴,粒径为dp=1.3～3.0mm
者,停留时间为t=1.3～3.0s;本文的浆液总体停留时间为1.9～2.6s;
(2)喷淋塔内烟速3m/s,则雾化液滴临界直径为0.5mm,因此实际中雾化粒径要求大于0.7合适的雾化粒径范围是0.7～1.5mm。
(3)液滴尺寸分布对总体停留时间有明显影响,
尤其是较大的液滴;细小、均匀的雾化可显著延长总
均计算出总体停留时间。图2的3个样本,质量中
体停留时间。
径dm分别是115、116和210它们的总体停留
参考文献时间分别为216、214和119s。这就是浆液在9m塔高内的平均停留时间
[1]李仁刚,管一呜,周启宏,等1烟气脱硫喷淋塔流体力学
特性研究1电力环境保护,):4～8
[2]唐志永,仲兆平,孙克勤,等1湿法脱硫喷淋塔空塔流场
数值模拟1能源利用与研究,～12
[3]曾芳,陈力,李晓芸1湿式脱硫塔流场数值计算1华北
电力大学学报,):106～110
[4]钟秦1燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例1北京:化学
工业出版社,2002
图2　个数频度分布
Fig.2　Thedistributionofnumber
三亿文库包含各类专业文献、行业资料、各类资格考试、应用写作文书、中学教育、高等教育、幼儿教育、小学教育、烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间_李荫堂20等内容。　
　塔内降温、洗涤除尘,同时利 用尾气中的热量对吸收液...喷淋层,所述脱硫塔的塔体上设有尾气进口、尾气出口...[1] 李荫堂.环境保护与节能.西安西安交通大学出版...您当前的位置： &>&&>&正文
如何降低工程成本烟气脱硫
&&来源:河北纽思泰伦&&作者:纽思泰伦&& 10:00:19&&我要投稿&&
所属频道: &&关键词:&&
:目前我国常用湿法工艺有石灰石-石膏法、氧化镁-七水硫酸镁法、石灰-纯碱双碱法、氨-硫酸铵法。公司研发的高效一体化脱硫法打破了常规脱硫方法，投资少、效率高、无废物排放。高效一体化脱硫塔是纽思泰伦公司(以下简称&纽思泰伦&)根据2014年设计济南南郊电厂石灰石-石膏法脱硫装置，加入纽思泰伦公司专利&防边际效应圈&&传质层&后脱硫效果比传统脱硫塔更能达到国家排废要求，达到99%。高效一体化脱硫塔是针对中小型锅炉和窑炉研发的一种兼有除尘、脱硫、除汞、除雾、排放的脱硫减排设备，结合普通除尘器，除尘效率可达到99%，脱硫达到98%，除汞达到80%，旋流除雾排放&75mg/Nm3,无飘雨现象，用CaO作为吸收剂，烟囱和塔一体，无需独立烟囱，达到环保排放高度。对比表如下：脱硫塔为吸收系统的核心设备。环保工程中一般采用脱硫方式为除尘、脱硫、除雾一体化，可在减少脱硫装置占地面积的同时降低设备的投资及运行成本。此脱硫塔采用纽思泰伦的专利&一体化脱硫塔&。此脱硫塔采用我公司多项专利，并且已经成功应用于脱硫塔内，运行效果很好，满足排放要求，并且成功应用在电厂脱硫，玻璃厂脱硫，陶粒脱硫，陶瓷脱硫等行业。一体化脱硫塔由塔底洗涤段、吸收喷淋段、除雾段、塔顶洗涤段组成。经除尘器处理后的烟气首先进入洗涤段，烟气经高效传质层与自上而下喷淋洗涤水接触以除去烟气中的烟尘，然后烟气进入吸收喷淋段，烟气中的SO2 被循环浆液吸收，并与浆液中的CaCO3 发生反应，反应生成的亚硫酸钙经集液槽自流进入塔外浆液池内，在浆液池中亚硫酸钙被氧化风机鼓入的空气强制氧化，并配有顶部搅拌使浆液充分搅拌，最终生成石膏，由排膏泵排出，送入石膏处理系统脱水。烟气从吸收段出来后，经过两级平板式除雾器，以除去脱硫后烟气夹带的细小液滴，然后进入塔顶洗涤层，在高效传质层中与洗涤水接触以除去烟气中夹带的石膏液，净化后的烟气经烟囱最终排入大气。脱硫塔吸收喷淋段设置四层喷淋层，脱硫塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成，喷嘴布置经过详细布置和Fluent流场模拟，以达到脱硫最优效果，喷嘴采用耐磨、耐腐蚀、耐冲击的碳化硅喷头，喷头将循环浆液进行细化喷雾。喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对排列，喷嘴布置其中，喷嘴的这种布置可使脱硫塔断面上实现均匀的喷淋效果。同时喷淋层下方均设置有我公司专利技术&防边际效应圈&。&防边际效应圈&优点是：1、使喷淋盲区降到最低，同时使通过塔边缘的气流经过防边际效应圈导向，被导向的气体进入覆盖率高的中间高密度喷淋区，提高脱硫效率。2、增加&防边际效应圈&可以在液滴表面增加扰动，质量传质系数随雾化液滴与烟气之间相对速度增加而增大，并且可以使每个液滴在脱硫塔内停留更长时间，这样每单位体积的脱硫塔空间可提供更多的反应表面积，提高脱硫效率。3、防止塔壁冲刷，防边际效应圈上表面采用易更换的耐磨、耐腐蚀橡胶板，有效保护脱硫塔壁腐蚀，结垢，提高脱硫塔寿命。除雾器由两层平行除雾器及三层冲洗水组成，第一级除雾器除去粗颗粒雾滴，第二层除雾器去除细颗粒雾滴。除雾器根据液滴的惯性、离心力、撞击、重力等原理，烟气通过叶片，含雾滴的气体经若干次改变方向，雾滴在惯性和离心力的作用下，被甩在叶片上，从而实现气液分离，叶片上的小液滴汇集成大颗粒液滴，靠重力落下。除雾器冲洗水系统包括：喷嘴、管道、管卡等，除雾器清洗水管、喷嘴及管卡由增强聚丙烯制作，冲洗水布置形式为第一级除雾器上下游和二级除雾器的下游，压力和水量的控制主要是依靠压差和塔内阻力电脑控制。叶片采用最新复合材料制作而成，具有高强度、耐酸、耐碱、耐磨、耐高浓度氯离子、表面光滑等优点，并能在150℃烟气温度工况下连续使用。除雾器上方采用一层高效传质层及洗涤喷淋层，它的作用以除去烟气中夹带的石膏液，并且采用分风盘等结构，使烟气能够均匀的分布，洗涤下来的浆液经过排液口排出塔外，达到液气分离的作用。一体化脱硫塔结构经过严谨详细的电脑计算、模拟，以便达到最优的结构，由于脱硫塔内的流体力学特性为复杂的气液二相流，这种复杂的逆流两相流给放大准则和测量带来很大的难度，对一些特殊环节不进行验证就很难保证系统的可靠性和脱硫率，对于一体化脱硫塔的设计纽思泰伦团队专门配备相应的模拟组，采用流场分析软件(Fluent)和力学分析软件(ANSYS)进行流场分析和力学分析，合理布置进风口尺寸、喷淋间距、喷嘴数量角度、除雾器尺寸，保证高的覆盖率和高的脱硫率。由于一体化脱硫塔采用塔外循环，降低了脱硫塔的总体高度，节省了三个侧搅拌，避免由于侧搅拌搅拌不均匀而在塔底堆积石膏，减少事故率和降低工人劳动强度。一体化脱硫塔防腐采用玻璃鳞片树脂，玻璃鳞片树脂是由乙烯基酯树脂，玻璃鳞片和添加剂组成。乙烯基酯树脂力学性能突出，具有优良的韧性和抗疲劳性，优异的防渗漏性和密封性等特点，使制成的玻璃鳞片树脂具有很高的耐腐蚀性、耐高温性，其极低的水蒸气渗透性能有效的形成迷宫效应，延长水蒸气透过路径，降低水泡生成率，鳞片衬里对各种酸碱溶剂和气体具有极好的耐化学腐蚀性，有良好的耐磨损性和耐热变形性，鳞片衬里能够广泛适用于烟气脱硫防腐要求高的场所，并可以根据防腐蚀对象的具体工况，调配能耐受不同温度环境、不同磨损环境的玻璃鳞片树脂，从而适应烟气脱硫防腐要求，大大降低工程成本。
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日，《北京市城市生活垃圾焚烧社会成本评估报告》(以下简称报告)正式在中国人民大学发布。该报告由中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、环境学院宋国君教授领衔的研究组完成，对北京市目前运营的三座焚烧厂和规划中的八座焚烧厂的生活垃圾垃圾焚烧社会成本进行评估。
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联系地址：睢县产业集聚区技术支持：&&&&湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型
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湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型
&&&&&&&&&&★★★
【字体： 】
湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型
作者：未知&&&&文章来源：&&&&点击数：&&&&更新时间：
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。
&&& 具体计算时，应先根据烟气中的氧气含量和SO2入口浓度，确定自然氧化和强制氧化的比例，计算出强制氧化SO2需要的理论空气量，再考虑一定的空气富裕量，即氧硫比β。
&&& 实际空气用量计算公式：
实际空气[(kg/min)]=计算氧化空气 [(kg/min)]×氧硫比(β)
&&& 根据以上1）、2），并结合3）可计算出吸收塔浆池的体积，取最大值后根据直径计算出浆液池高度，再根据理论氧化空气量和氧硫比β计算出实际空气用量。
&&& 3& 吸收塔的结构尺寸
&&& （1）吸收塔吸收区高度（见下表）&
吸收塔吸收区高度参数表
&吸收塔入口宽度（直径的百分比）
&入口烟道到第一层喷淋层的距离
&喷淋层间距
&最顶层喷淋层到除雾器的距离
&除雾器的高度
&除雾器到吸收塔出口的距离
&吸收塔出口宽度（直径的百分比）
&浆液池正常操作液面高度到液面最大距离
&&& （2）烟气进口底部至浆液面的距离&&& 考虑到浆液鼓入氧化空气和搅拌时液位会有所波动，加之该区间需接进料接管, 因此烟气进口底部至浆液面的距离一般定为800～1200mm为宜。
&&& （3）烟气进出口高度
&&& 根据进出口烟气流速及烟气量确定进出口面积。一般希望进气在塔内能分布均匀, 且烟道呈方形, 故宽/高取值较大, 而高度尺寸则取值较小。
&&& 4& 吸收塔的内件设计
&&& （1）喷嘴
&&& 喷嘴将循环浆液分散成小液滴以增大气液接触面积，从而冲洗、冷却烟气。喷嘴的类型和材料随湿法脱硫工艺的不同和处理液体性质的变化而变化。一般情况下，喷嘴的类型由湿法脱硫系统的特殊要求等来确定。
&&& 目前，在湿法脱硫系统中常用的喷嘴有切向喷嘴、轴向喷嘴、螺旋形喷嘴。&
&&& 切向喷嘴（见图3）通常形成中空圆锥喷流型式，这样大部分雾滴喷出时会形成一个环状（见图4）。这种喷嘴是将浆液沿切线方向引入旋转室，并通过与入口成90°的孔排出，在旋转室内没有任何部件。由于切向喷嘴价格只有螺旋喷嘴的一半，因此其性能价格比比螺旋喷嘴高。如果在旋流腔的封闭端装有叶片，则会形成实心圆锥喷流型式。&
&&& 轴向喷嘴（见图5）产生的是实心圆锥喷流型式（见图6）。与切向喷嘴相比，轴向喷嘴产生相同粒度的液滴时压降较小，即在压降相同时，其液滴的粒度会更小。&
&&& 螺旋喷嘴（见图7）产生的是一系列同心中空圆锥喷流型式（见图8）。与轴向喷嘴一样，其入口和出口也在同一条中心轴上，但其内部没有微调叶片，而是将喷嘴本身设计成一个直径不断缩小的螺旋形状，从而将液流剪切成两个或更多的同心螺旋环。在喷嘴下面一米处的截面上的喷射模式是由一个或多个同心环构成。只有一个同心环的喷嘴是空心锥；有多个同心环的喷嘴是实心锥。螺旋喷嘴形成的液滴尺寸与中空圆锥喷流型的切向喷嘴差不多，但压降更小。当压力相同，液体流量更大时，螺旋喷嘴比轴向喷嘴更适合一些。但是螺旋喷嘴因结构较脆弱，在对吸收塔进行维护时易被损坏。
&&& 在湿法脱硫中喷嘴的材料一般有以下几种：
&&& 1）氮连接碳化硅（SNBSC）。用于制造空心锥形喷雾的切线型喷嘴。该材料防腐防锈性能优良，但断裂系数低、抗冲击性能极差。
&&& 2）反应连接碳化硅（RBSC）。用于制造螺旋型喷嘴。该材料防腐防锈性能优良，断裂系数是SNBSC的5～ 7倍，不耐冲击。
&&& 3）钴合金6（cobalt alloy6-AMS 5387）。用于制造螺旋实心锥形喷雾喷嘴。该材料防腐防锈性能优良，抗冲击能力强。
&&& 4）聚氨酯（polyurethane）。该材料防腐防锈性能优良，所有的MP和TH系列喷嘴都可以采用聚氨酯材料制造。
&&& 相对而言，反应连接的碳化硅材料，在湿法脱硫中应用较为广泛。
&&& 喷嘴的连接型式有法兰连接、丝扣连接和承插连接三种。如喷浆管用FRP或PP材料，则宜采用后两者连接方式。
&&& （2）喷淋层
&&& 吸收塔喷淋层的设计，应使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液的覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，以保证在适当的L/G条件下能可靠地实现所要求的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。&&& 一个喷淋层由带连接支管的浆液母管和喷嘴组成（见图9）。浆液循环一般采用单元制设计，每个喷淋层配一台吸收塔再循环泵，从而保证吸收塔内所要求的浆液喷淋覆盖率。各层喷嘴在上下空间上应错开布置，应保证浆液重叠覆盖率至少达170%～ 250%，即喷嘴顶端下0.9m的锥形喷雾覆盖的面积乘以每层的喷嘴数，应等于能覆盖170%～250%的吸收塔横截面的面积。
&&& 为保证选择的喷嘴在工作流量条件下能满足对烟气的喷淋效果，每一层喷淋层的所有喷嘴在设计布置时，应进行仔细计算，反复调整，以避免出现喷淋死角。另外，喷嘴的设计还应保证每个圆形螺旋形区域具有相同的喷雾密度。
&&& （3）除雾器
&&& 1）除雾器功能简介
&&& 除雾器用来分离烟气所携带的液滴。在吸收塔内，由上下二级除雾器（水平式或菱形）及冲洗水系统（包括管道、阀门和喷嘴等）组成。
&&& 经过净化处理后的烟气，在流经两级卧式除雾器后，其所携带的浆液微滴被除去。从烟气中分离出来的小液滴慢慢凝聚成较大的液滴，然后沿除雾器叶片往下滑落至浆液池。在一级除雾器的上、下部及二级除雾器的下部，各有一组带喷嘴的集箱。集箱内的除雾器清洗水经喷嘴依次冲洗除雾器中沉积的固体颗粒。经洗涤和净化后的烟气流出吸收塔，最终通过烟气换热器和净烟道排入烟囱。
&&& 2）除雾器的要求
&&& 在湿法脱硫系统中，对除雾器的一般要求为：在正常运行工况下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应不大于 75mg/m3 ；尽可能地将≤15μm的微滴除掉；系统的压力降要小；无堵塞；容易清洗。其中，无堵塞、高效率是选择除雾器的关键。&
&&& 3）除雾器的形式
&&& 除雾器从工作原理上可分为折流板和旋流板两种形式。在大湿法中折流板除雾器应用的较多。折流板除雾器中两板之间的距离为30～50mm，烟气中的液滴在折流板中曲折流动与壁面不断碰撞凝聚成大颗粒液滴后在重力作用下沿除雾器叶片往下滑落，直到浆液池，从而除去烟气所携带的液滴。工作原理如图10所示。
&&& 折流板除雾器从结构形式上，又可分为平板式和屋顶式两种（见图11、图12）。其中，平板式除雾器一般设两层, 由多片波形板组成, 整齐地铺设在支承梁上。其材料要求有一定刚度,& 在气体通过时不会波动变形, 安装、检修人员踩压在上面时也不会歪塌。欧洲国家的脱硫装置, 为改善耐温性能, 当温度&90℃时, 首选材料是添加了滑石粉的增强聚丙烯, 美国一般用玻璃纤维增强塑料(FRP) , 而在我国，这两种材料均有应用。屋顶式除雾器是近年来兴起的一种高效除雾器，其优点是允许更高的空塔速度和较高的除雾效率，提高了塔内烟气扰度和湍流烈度，提高了脱硫效率。
&&& （4）氧化空气管网
&&& 在大湿法中，氧化空气进入吸收塔浆液池的形式一般有氧化曝气管和喷枪两种。其中，喷枪的形式较为简单。而氧化曝气管是一种带许多小孔的开放式管路，由于采用多重进口设计，可在操作过程中实现对喷管的冲洗，提高运行可靠性；氧化空气通过曝气管上均匀分布的气孔进入浆液池，在搅拌器切割、扰动下与浆液池中的亚硫酸盐进行充分反应生成稳定的硫酸盐。
&&& 曝气管采用主管侧面开孔、末端开放式端口的形式（液体密封），以避免扩散管结垢，保证设备正常运行。曝气管的运用可提高氧的利用率，降低设备运行所需的动力。每个曝气管在吸收塔外用一个截止阀与一个冲洗水管相连，以便在正常运行时，对每一组扩散管进行清洗。多个工程的运行显示，在正常工况下，一般不需对氧化曝气管进行清洗。
&&& 自清洗式氧化曝气管系统的主要特点为：氧化空气分布均匀，氧化性能高，保证石膏的生成效果和质量；系统整体结构简单、压降小，方便检修和清洗；在氧化空气用量较低的情况下，能保证氧化反应的彻底进行；氧化空气分布装置设计独特，具有自清洗功能，可有效防止分布管的堵塞。&
&&& 氧化空气管网的设计要求为：管道强度以及挠度不超过1/400；氧化管网可采用FRP或PP管道；所有用于支撑氧化管连接配件的金属材料需防腐或采用耐磨合金。
&&& 图13为自清洗式氧化曝气管结构简图。
&&& （5）搅拌器及滤网
&&& 为避免吸收塔浆液池内的晶粒沉积，保证氧化空气与亚硫酸盐的充分接触与反应，在吸收塔浆液池内，通常设置侧进式搅拌器（见图14），侧进式搅拌器的基本要求如下：
&&& 1）保证塔内石膏浆液离底悬浮，使氧化空气分布最优；
&&& 2）所有与介质接触的搅拌器材料能耐20000ppm浓度的氯离子，搅拌器叶片和轴材料为1.4529不锈钢； 3）轴、轴承能承受浆叶上的作用力，在扭矩和弯矩的作用下，能保持轴刚性；
&&& 4）搅拌器接口与吸收塔易于安装连接，并能确保在动载荷作用下，接口处浆液不会泄露，可以长期安全可靠运行；
&&& 5）轴的机械密封能承受腐蚀和磨损，结构上保证在吸收塔正常工作时能进行维修、更换，而不需停车。
&&& 另外，为防止吸收塔浆液池内大直径固体颗粒进入循环浆液泵或石膏排出泵，引起泵体的磨损及喷嘴和旋流子的堵塞，在这些泵的吸入口，常常设置过滤网（见图15）。
&&& 滤网及网孔的基本要求如下：
&&& 1）网孔面积应为泵吸入口面积的3倍以上；&&& 2）网孔在筛网半圆柱体及顶部盖板上应按比例分布；&&& 3）过滤网的材料一般采用PP、FRP或1.4529不锈钢；&&& 4）PP、FRP板厚度按设计压力6kg/cm2 进行计算。
&&& 5& 结语
&&& 以上扼要介绍了湿法脱硫中较为常见的吸收塔―喷淋空塔及塔内件的设计要求、结构参数和材料的选择原则。在进行具体工程设计时，技术人员还应结合煤质状况、锅炉负荷变化、脱硫场地大小及业主的合理要求等因素进行综合考虑。必要时，还应通过计算机软件对所设计的吸收塔内的速度场、温度场、浓度场进行数值模拟计算，以优化、调整塔内件的结构布置，从而设计出脱硫效率较高，能耗较低，运行稳定、可靠的吸收塔。
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