文氏棒塔及其在炼油厂烟气脱硫工程中的示范应用-第2页-undefined

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2.文氏棒塔的技术优点

（1）均化塔内烟气分布

喷淋空塔内烟气容易分布不均匀，含硫烟气从塔一侧进入会使脱硫塔内流场产生偏流现象[9]，在相对入口一侧形成高速气流带，并且在烟气进入塔内后，在入口上方产生旋涡，形成一个回流区。气速越高、塔径越大，塔截面上的这种烟气分布均匀度就越差。这种脱硫塔内的烟气不均匀分布会进一步造成脱硫剂在塔截面上分布不均、气液接触时间不均，从而使脱硫脱尘效率降低。

设置文氏棒层后，可以使进塔后的烟气分布得到改善，增加气液接触反应的均匀性。通过数值模拟方法对文氏棒塔与空塔内的烟气分布进行比较，结果如图2。图2(a)中烟气由一侧水平进气口进入空塔内，由于圆柱壁的阻挡，烟气折流向上沿塔壁形成高速气流带，在同一高度处烟气分布产生不均匀性，并且在入口上方形成一个回流区；加入文氏棒层后（图2(b)），进气流受到棒栅的阻挡，气流带消失，烟气在塔内的分布明显有所改善。中国石油大学（北京）还设计了一种非均匀棒距的文丘里棒层[10]，通过文氏棒层对气流的均化作用，使烟气在文氏棒层下游仍呈现接近“平推流”的流动，改善了气液接触，减少烟气“短路流”。

（2）液气比低

喷淋空塔为了达到较高的脱硫效率，需要采取增加脱硫塔高度、增加吸收液喷淋量、液气比等措施来增加气液接触的时间，存在设备投资高、电耗大、运行成本高等问题。文氏棒技术，可以改善塔内烟气分布，并且在文氏棒层上方形成高速湍动的泡沫液层，使常规的“气包液”传质变为“液包气”传质过程，极大地增加了吸收表面，使塔内SO2的溶解吸收区分布变宽，减轻吸收区的脱硫负荷，可有效降低脱硫所需液气比。例如，常规喷淋空塔，石灰石-石膏法脱硫效率达到95%，需要液气比为15~20L/m3，一般需要四至六层喷淋；如果采用文氏棒塔，达到相同的脱硫效率，只需液气比为8~12L/m3，一般只需要三层喷淋，而且循环泵的数量也相应减少。在相同脱硫效率下，文丘里喷淋塔可减少20%~25%的循环浆液量，同时可减少15%~20%的功率消耗，从而节约了生产成本[11]。

（3）脱硫脱尘效率高

文氏棒塔内实质上传统喷淋塔与棒栅上泡沫液层两个气液接触传质过程的耦合，虽然为降低操作运行费用而采用较低的操作液气比，使得喷淋洗涤部分的脱硫脱尘效率下降，但棒栅上泡沫液层的鼓泡气液接触却可显著提高脱硫脱尘效率，结果总的脱硫脱尘效率仍然可以很高。图3是实验室冷模试验获得的相同工况条件下喷淋空塔与加文氏棒栅强化后的文氏棒塔的脱硫效率和脱尘效率的比较。可见，添加文氏棒栅后，脱硫效率可提高10~20%，对2mm的微细颗粒脱除效率提高10~20%，对5mm以上粉尘的总脱除率一般都在99%以上，强化效果非常显著。

（4）压降低

加入文氏棒层之后会使脱硫塔的总压降有所升高，但增加不多。因为，棒栅采用园管或棒构成，表面光滑，流动的阻力小，通常要比筛板等小许多。图4为实验室文氏棒层与空塔的压降对比，由图可见，增加文氏棒层后，压降增加不到100Pa/层，空塔气速越低，压降增加越少。这样的压降增幅，对脱硫塔的操作几乎不会产生什么影响。

原标题：文氏棒塔及其在炼油厂烟气脱硫工程中的示范应用

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