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2文氏棒塔技术优点
2.1均化塔内烟气分布
喷淋空塔内烟气分布不易均匀,如图3a所示,含硫烟气由喷淋空塔一侧横向进入塔内,受到圆柱壁的阻挡,烟气折流向上沿塔壁形成高速气流带,出现明显的偏流现象,并且在入口上方产生旋涡,形成回流。烟气速度越高、塔径越大,塔内烟气分布就越不均匀。当加入脱硫剂之后,会造成脱硫液滴在横向截面分布严重不均匀,减小了气液接触时间和接触面积,大大降低了脱硫效率。
设置文氏棒层后,如图3b所示,由于其均布作用,烟气在塔内的分布明显改善,高速气流带消失,烟气回流现象也得到改善。中国石油大学(北京)设计了一种非均匀棒距的文丘里棒层,通过文氏棒层对气流的均化作用,使烟气在文氏棒层下游呈现接近“平推流”的流动,改善气液接触,减少烟气“短路流”。
2.2脱硫效率高
1)低液气比
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、增大液气比等措施来增加气液接触的时间,这会造成设备投资高、能耗加大、装置运行成本上升。文氏棒塔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层,使常规的“气包液”变为“液包气”传质过程,极大地增加了气液反应吸收表面,减轻了吸收区的脱硫负荷,可有效降低脱硫所需的液气比。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4~6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8~12L/m3,一般只需要3层喷淋,因此循环泵的数量也相应减少。在相同脱硫效率下,文氏棒喷淋塔的循环浆液量相比于空塔减少20%~25%,同时功率消耗减少15%~20%,从而节约了生产成本。
2)低压降
加入文氏棒层后会使脱硫塔的压降有所升高,但相对于其他板式塔、填料塔等压降增加的幅度较小。试验表明,加入文氏棒层后,全塔压降仅增加了100~200Pa(见图4),对脱硫塔的操作几乎没有影响。
2.3.运行稳定可靠
1)自清洁作用
构成文氏棒层的管或棒截面一般为圆形,表面光滑,不易黏接固形物,间隙处过流气速大,两棒间渐缩渐扩的文丘里过流效应形成强烈的气液两相湍动,烟气高速通过相邻文氏棒间隙,不断冲刷文氏棒,使文氏棒的边界层减薄,有较好的“自清洁”作用,可以避免结垢现象(见图5)。
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