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目前我国常用湿法烟气脱硫工艺有石灰石-石膏法、氧化镁-七水硫酸镁法、石灰-纯碱双碱法、氨-硫酸铵法。纽思泰伦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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