濕法脫硫除塵器（qì）的設計（jì）與運行經驗（yàn）總結

發布日期：2017-12-10 15:45

濕法脫硫是在脫硫除塵器內噴淋堿性液體（或漿液）除（chú）去煙氣中二氧化硫，是目前常用的脫硫方法。
霧化器是濕法噴淋（lín）脫（tuō）硫過程中的核心部件，其合理的（de）設計布置（zhì）和（hé）操作（zuò）不僅能夠（gòu）使吸收液有效霧（wù）化，極提高氣液兩相的接觸麵積，同時也能夠充分（fèn）利（lì）用塔體空間，減少係統堵塞和帶水現象（xiàng），延長霧化器使用壽命。
在135MW機組的脫硫設計（jì）過程中，要求機組脫硫效率為95%，采用空（kōng）塔噴淋石灰漿液（yè）脫硫，主要成分（fèn）Ca（OH）2。石灰漿（jiāng）液從儲槽用泵輸送到（dào）脫硫液罐，分析化驗其有效成分含量，以確保脫硫液有效成分的濃度。本工程吸收塔包括吸收塔內噴淋層、噴嘴、除霧器、煙氣（qì）入口和（hé）煙氣出（chū）口的位置，優化PH值、液氣比、煙（yān）氣流（liú）速等性能（néng）參數。
1 濕法（fǎ）噴霧脫硫
1.1濕法噴霧（wù）脫硫工藝
該脫（tuō）硫工藝為煙氣經風機增壓送入脫硫係（xì）統，FGD裝置配備合適的擋板，確保煙氣脫硫係統的旁路操作，提高係統穩定性。脫硫懸濁（zhuó）液通（tōng）過噴嘴形成細小液滴在吸收（shōu）塔中分布，提高有效接（jiē）觸（chù）界麵。煙氣經（jīng）增（zēng）壓風機和換（huàn）熱後（hòu），從吸收塔下部洗滌區進入，在塔內逆向上升與噴淋下降的石灰液滴反應；脫硫後的煙氣從塔頂部排出。為達到較好的（de）除霧效果，吸收塔（tǎ）內安裝兩級除霧器（qì），脫除（chú）煙氣夾帶的液（yè）滴；為了減少吸（xī）收塔阻力，采用空吸收塔噴淋（lín），脫硫液由循環泵送至噴嘴。噴嘴采用針對液-固混合（hé）懸濁液的（de）O霧化（huà）器，耐磨損、不易堵（dǔ）塞，能有效（xiào）霧（wù）化懸濁液，產生（shēng）細小液液滴。
本項目吸收塔為圓柱形，碳鋼材質，內襯玻璃（lí）鱗片（piàn）。吸收塔配置3台循環泵，每台泵對應1層噴淋層，保證（zhèng）每個噴嘴壓力基本相同，泵的揚（yáng）程分（fèn）別為15.5、17.5、19.5m。
1.2濕法脫硫霧化器
霧化器（qì）是把液體（tǐ）分散成液滴的有（yǒu）效（xiào）設備，根據噴霧狀態分為空心錐形（xíng）噴霧和實心錐形噴霧。空心錐形噴霧為（wéi）圓形淮滴（dī）環，被霧化液體通過進液口與旋流腔（qiāng）（或通過一個緊靠噴嘴（zuǐ）上遊）的內部（bù）開槽葉片形成。實心錐形噴霧覆蓋（gài）區域為（wéi）一完全充滿液滴的圓形，通常利用內部葉片使液體在離開噴嘴（zuǐ）口之前能夠形成湍流。
霧化效果的決定因素不僅與霧（wù）化器結構有關，還與液體的性質和（hé）操作參數有關。液體的性質主要包（bāo）括液體的密度、粘度、溫度、表麵張（zhāng）力等（děng）。在噴霧中，液體密度主要影響噴霧噴嘴的流量。液體粘度是影響噴霧形成的主（zhǔ）要因素，它（tā）在較小（xiǎo）程（chéng）度上也影響流量。高粘度液體與水相比需要較高的下（xià）限壓力才能形（xíng）成一種噴霧形狀並產生狹窄的噴霧角（jiǎo）度。溫度的（de）改變影響粘度、表麵張力和（hé）密度，從而影響（xiǎng）噴霧性能（néng）。表麵張（zhāng）力主要影響O小工作壓（yā）力（lì）、噴流角度和液滴大小，表麵（miàn）張力（lì）的（de）影響在（zài）低壓工作狀態下（xià）比較明顯；較高（gāo）的表麵張力減小噴流角度，對空心錐形噴霧噴嘴影響尤甚。
影響霧化器的主要操（cāo）作參數有液體流量、噴霧衝擊力。噴嘴流量因（yīn）噴霧壓力而異（yì），它隨噴霧壓力的增大（dà）而增大。噴霧衝擊力是噴霧對目標表麵的衝擊（jī），取決於噴霧形狀分布和噴霧角（jiǎo）度。對於特定噴噴霧形狀分布，噴霧衝擊力隨著噴霧角度的增大而減小（xiǎo）；對（duì）於（yú）不同類（lèi）型的噴霧形狀分布，給定相同的噴霧角度時，空心錐（zhuī）形（xíng）噴霧衝擊力（lì）大於實心錐形噴霧。在（zài）給定的噴霧條件下（xià），所（suǒ）有（yǒu）噴霧液滴並非一樣大小，通常采用（yòng）體積中位數（shù）直（zhí）徑或全積（jī）-表麵積（jī）直（zhí）徑描述噴霧液滴。噴霧液滴直徑是評價脫硫霧化器效果的主要指標。
1.3濕法脫（tuō）硫除塵器噴嘴的（de）布置
1.3.1脫硫噴嘴的平麵（miàn）布置
噴霧理論覆蓋（gài）範圍 是由噴霧（wù）夾角和噴霧截麵距噴嘴距離決定，該數值是假設噴霧角在整個（gè）噴霧距離中保持不（bú）變的條（tiáo）件下計算得出。在實際噴霧中（zhōng），有效噴霧角度（dù）因噴霧距離而異；當液體比水粘時，形成的噴霧角度相對較小，其角度取決於（yú）粘度、噴嘴流量（liàng）和噴射壓力。根據一般設計經驗，在濕法噴霧脫硫除塵器內，每個噴嘴噴霧覆蓋區域應相互（hù）重疊1/3-1/4，能夠獲得（dé）一個（gè）噴霧均勻分布的效果。
在霧化器塔盤的平麵（miàn）布置（zhì）中，靠近塔壁的（de）噴嘴軸（zhóu）線向內（nèi）傾（qīng）斜一定角度，減少脫硫液噴淋（lín）在壁麵上，提高液滴的有（yǒu）效利用率。噴嘴采用碳化矽或鈦材料製成（chéng），噴淋管道為（wéi）FRP，具有良好的耐腐、耐（nài）磨性能。在吸收塔進（jìn）口處（chù）設置一套短管噴淋係統，包括噴淋泵、噴（pēn）嘴和管道係統。係統設置2台噴淋泵，1開1備。
噴淋（lín）組件及噴嘴的平麵布置保證液霧均勻（yún）覆蓋吸收塔的橫截麵。每一噴霧層由帶連接支管的母管、溶液分布管道和噴嘴組（zǔ）成（chéng）。噴淋區域平麵布置如圖所示。

1.3.2噴霧脫（tuō）硫除塵器的立麵布置（zhì）
濕法噴霧脫（tuō）硫除塵器內一般布置3層（céng）組合霧化器（qì）塔（tǎ）盤，2開1備。塔般層之間的距離根據霧滴的有（yǒu）效噴射軌跡及（jí）滯留時間確定（dìng），液滴在（zài）此（cǐ）處與煙氣接觸，SO2通過液滴表麵（miàn）被吸收。在空間布置中還必須使煙道氣進口有一（yī）定向（xiàng）下（xià）傾斜坡度，從而保證煙（yān）氣的停留時（shí）間和分布均（jun1）勻。
在噴（pēn）霧脫充塔內，除霧器用於分離煙氣攜帶的液滴，該係統組（zǔ）為（wéi）：二級除霧（wù）器、配備衝洗水（shuǐ）係統、噴淋係統（tǒng）（包括管道、閥門和（hé）噴嘴等）。二級除霧器（qì）係統為1台在下部的第一級粗除霧（wù）器和1台在（zài）上部的第二級細除霧器（qì）。
第一級粗除霧器葉片間隙稍大（dà），分離（lí）上升煙氣所攜帶的（de）較大液滴。上方的第二級細除霧器葉片距離小，分離上升煙氣中的（de）微小液滴和除霧器衝洗水滴。煙（yān）氣流經除霧器（qì）時，由於慣（guàn）性作用，液滴被擋板截留。被滯留的液滴由於含固體顆（kē）粒，因此擋板存在結垢的可能性，為保證煙氣通過除霧器時的壓降不超過設定（dìng）值，應（yīng）定期（qī）進行在線清洗。為此，設置定期清潔設備，包括噴嘴係統。
一（yī）級除霧器的上下兩麵和二級除霧器的下麵布（bù）置有衝洗噴嘴，正常運行時在下層除霧器的底（dǐ）麵和（hé）頂麵，上層（céng）除（chú）霧器的底麵（miàn）自動按程（chéng）序輪流（liú）清（qīng）洗各區域。除霧器衝洗（xǐ）可根（gēn）據煙（yān）氣（qì）負荷（hé）、除霧（wù）器兩端的壓差自動調節衝洗的頻率。噴霧脫硫除塵器設置2台除霧器衝洗水泵，1台運行，1台備用，流（liú）量（liàng）為30m3/h，揚程為30m。除霧器衝洗水泵的選用（yòng）主要（yào）考慮除霧器衝洗所需的O用水量。
2 濕法脫硫除塵器中霧化器的（de）常見問題
2.1噴嘴選擇不恰當（dāng）
噴嘴流量選擇不（bú）當：若噴（pēn）嘴流量選擇過小（xiǎo），則不能提供足夠的脫硫（liú）液；若噴嘴流量選擇過大，由於循環泵總流量一定，將會影響噴嘴的霧化效果。
噴嘴材質選擇不當（dāng）可能（néng）產生如下一些問題。磨損：噴嘴噴口和內流通道表麵的物質逐漸脫落，進而影響（xiǎng）流量、壓力和噴霧形狀。腐蝕：由於噴霧液或環境的化學作用引起腐蝕，破壞噴（pēn）嘴材料。溫度損害：由高（gāo）溫引起（qǐ）的（de）對非耐高溫噴嘴材料產生的老化影響。
2.2平麵布置不合理
噴嘴布置數量問題：噴嘴布置數（shù）量過少，將不能保證整個塔截麵獲得均勻的液滴；若（ruò）布（bù）置數量過多，不（bú）級增大安裝和維修工作量，而（ér）且過度密集的液滴可能產生二次聚合，達不到優化運行的目（mù）的。
管道粗細問題：由於每一（yī）噴霧（wù）層（céng）是由很多（duō）噴嘴組合而成，特別是大直徑脫硫除塵器，噴（pēn）嘴數量更多，為保證眾（zhòng）多噴嘴獲得均勻匹配的流量，必須合理設（shè）計連接和噴嘴的管道直徑。
2.3衰敗度間隔（gé）布置不合理
每層噴嘴組合件以及除霧器之間（jiān）必須保持適當的間（jiān）距（jù），若間距過大，將增加脫硫除塵器高度，增大設備投資；若間距太（tài）小，將影響液（yè）體的（de）霧化和除霧效果。
2.4噴嘴堵塞
阻塞：汙垢和（hé）其它雜質阻塞了噴嘴口內部，進而限製流量和幹（gàn）擾（rǎo）噴霧形狀。粘接：噴嘴口邊緣內側或外側材料上，由於液體（tǐ）蒸發引起的噴（pēn）濺、霧化或化學堆（duī）積作用凝結一層幹燥的凝固層，阻礙噴嘴口或內（nèi）流（liú）通道。
2.5安（ān）裝、維修問題
錯誤安裝：安裝時偏離軸心，過度上緊或改變安裝位置，均能導致液體滲漏（lòu），對噴嘴霧化性能產生不良影響。在維修和清洗中，由於應用不（bú）正（zhèng）確的工具對噴嘴造成一些非預期的損害。
3結論
霧化器是濕法噴霧脫硫的關鍵部件，每層噴嘴組合件的（de）合（hé）理平麵布置和塔內空間立麵的設計是（shì）保證脫硫除塵器穩定運行（háng）的基本前提；同時還必須合理選擇霧化器的型號和材質，以及正確的安裝和維修，延長其使用壽命。