氨氣吸收系統(tǒng)中噴淋塔實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

氨氣吸取系統(tǒng)中噴淋塔試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析5.1氨吸取效率的正交試驗(yàn)分析按熙k44所示的試驗(yàn)岡溝和相蠱水平及表5所示的實(shí)豔方案*對(duì)氮吸取實(shí)臉結(jié)果進(jìn)展方羌分析“5.tI因子的偏差平方和凰方差計(jì)算?以因了A為例放在“正立衷的第】列上有31水平，孑2水平和?T33A的水嚇變化和實(shí)監(jiān)誤兀所引起、握據(jù)正交我的賒合可比性.533U以構(gòu)憶比較.f*的三個(gè)水甲間的蓋斤，所以兇fA的5,NiH3個(gè)3、3牛K3個(gè)Ky/3Sy的偏差的下方斜t?h即：S}同理可求出小、*口由厘戶3-1=2；

+3〔字f+3〔?！?幵3 3

<5-1?同理可求出燉■忑?5?1所=示?51-2正交試驗(yàn)分析通過力葢法彷折噴淋塔冠吸取效率的正交實(shí)臉，可紂出如下型論：門〕Jt水平a=0.05?液氣比和空塔FK陸度對(duì)氮吸取效率的夠響不顯著*〔2〕通it方羞分析表.以因索的水甲作橫砸標(biāo)，氨吸取效率的平詢值作縱坐標(biāo).實(shí)駿措標(biāo)Bt5-1所示b*、*IM孕表&1氨氣吸取正交試驗(yàn)分析Iahle5-IOr(ho^<m:ilexperimentsmalysi^ofammoniaabsoption列號(hào)I234567X9K,K2K?Ki/3

A11(0.6)112(0.8)223(1.0)32212218210.7237.32454248.4254.3239.3242.4257.2262.5250.8239.673.9

B21⑶2(4)3(5)12312370.2

31(0.4)2(06)3(0.8)23131279」

412331223181.8

脫氨率％562.676.882.470.290.5?7.777.9X7.092.3K:/382.884.879.X80.81K辺85.7X7.583.679.9D.11.817.34.51.9s.226.95I3?35.254=80.8自由度/222216差平方和￡113.5256.91762.7F,42.095.1651008580757065Foio9.0Foo,19.0Foot99.0顯假設(shè)性顯苦不顯署A1A2A3B1B2B3C1C2C3L/m3空塔氣速.S吸取區(qū)島度u圖&1因素與指標(biāo)關(guān)系趨勢(shì)圖Fii>5-1Trenddiagramoffactor:m<lindex5-1X系為:空埒氣際操作中可収作定侑。(3)K值的大小,可得到氨吸取率戢AAB.<UHPl.OL/Nn?,5m/s,吸取區(qū)奇度為0.8nu但是，依據(jù)最的《煉油與石汕化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB11/447-2023規(guī)定,氮的戰(zhàn)高許可排放濃麥為40ppm,1煙氣的氮含危為200ppmJ-80%UUnf滿足扌卜放嗖求。在選擇乞因素水￥時(shí)，除了嘆滿足肯定的吸取率，還要考慮設(shè)條的斥降、裝首5?1可以看出,承受A2B2C390.5%,完全滿足掙放標(biāo)準(zhǔn)的要求，11經(jīng)濟(jì)性要比A3B3C3好得毛，具體分析過程見后血的單因子試驗(yàn)分析攻噴淋塔閉力持性等章節(jié)。5.2 氨吸取效率的單因子試驗(yàn)分析在氏余操作參數(shù)保持不變的條件下，轉(zhuǎn)變?nèi)魏蝹€(gè)參數(shù)，爭(zhēng)論其對(duì)氨吸取效率的彩響。木試驗(yàn)上要有液P2.1液氣比對(duì)氨吸取效率的影響4m/s08m?200ppm,5-25-3所示。1AW1AW5:如￡口豹圖&2液氣比對(duì)出口颯含星的形響Fi?5-2Effectofliquid-ga%veatioforammoniacontentatoutlet10070 ] |---------1------- |-----------------1 」05 06 0.7 08 09 1.0 1.1 1.2L/N.3圖液氣比對(duì)氨吸取率的影響Fij?5-3Effectofliquid-uasratioforammoniaabsorptionrate5?25?3可以看出，液氣比對(duì)奴吸取率的影響是菲常大的。葩著液氣比的增大，液摘的總外表積會(huì)快速增大；并且琦著液氣比的增大，液滴的滴徑會(huì)霧化得更小，能夠供給的氣液接觸面枳也更*,接觸而積的增人會(huì)人大促進(jìn)氨氣的吸取。當(dāng)液氣比增大到定程度，氨吸取U分析過，當(dāng)煙4m/s時(shí)，粒徑小J“000nm的液滴將會(huì)被煙氣帶走。隨著液氣比的連續(xù)增大，被煙氣帯走的浚滴的比例就會(huì)快速增泅，結(jié)果使得煙氣帶水現(xiàn)彖格外嚴(yán)取。這樣?足會(huì)加設(shè)備和煙道的&備的投資和運(yùn)行費(fèi)用?5?308L/m〕時(shí)，脫硫效率的提奇開頭變F>08L/m；時(shí)足比較經(jīng)濟(jì)的。為了在連續(xù)提烏噴淋塔探吸取效率的同時(shí)，又使得其運(yùn)行工況比較經(jīng)濟(jì).就得換用更適宜的噴嘴“關(guān)丁這局部匸作，必需通過試驗(yàn)來完成°從本次試驗(yàn)可以覺察，耍使得處理后煙代的含40ppm,須承受霧化滴徑較人、能適應(yīng)較人流量的噴嘴:另外，噴嘴的安裝位直及塔體外形的優(yōu)化也需咚通過試驗(yàn)作進(jìn)一步的爭(zhēng)論。522空塔氣速對(duì)氨吸取效率的彫響固定液V0.8UNm\0.8m,200ppm,只轉(zhuǎn)變氣速,以爭(zhēng)論其對(duì)5-45-5所示。1.od<v6o------1----------1---1-----------1----1--------? 1如 25 30 35 4.0 45 50 55 6.0504030

空塔代連205St的影響75Fig5-4EffectofemptytowerKMMvelocityforammoniacontemntatoutlet10070----------1-------i--------1-------1--------------1-------25 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0空塔氣逋圖空塔氣速對(duì)氮吸取率的影響Fig5-5Effectofemptytowergasvelocityforammoniaabsorptionrate5?45?5可以看出，塔內(nèi)風(fēng)速對(duì)刼吸取效率也有普顯苦的影響.甌苕風(fēng)速的增大，氨吸取效率呈現(xiàn)出先增后降的變化趨勢(shì).塔內(nèi)空塔風(fēng)速對(duì)氨吸取效率冇君三方血的影響：第一，增大塔內(nèi)風(fēng)速，可以捉髙氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度，減薄氣膜厚度，減小氣液間的傳質(zhì)阻力，從而提高傳質(zhì)系數(shù)：其次，冶大塔內(nèi)風(fēng)速，仝使得氣液接觸時(shí)間變短，不利用吸?。旱谌?，由于煙氣會(huì)1L隨著塔內(nèi)風(fēng)速的増人，被煙氣帶走的液滴的比例就會(huì)快速増加，結(jié)果造成發(fā)生吸取反響的液滴的總外表積降低,從而阻礙氣體的吸取。從圖5/5?5可以看出,在空塔氣速小于4m/s4nVs后，后兩冷的影響是雖然增大風(fēng)速可以減小塔於，廿約投加，但過髙的風(fēng)速不但會(huì)降低噴淋塔的脫硫效率,而II會(huì)時(shí)煙氣帶水現(xiàn)線嚴(yán)覓，設(shè)備運(yùn)行工況不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，防著空塔氣速的增人，噴淋塔的爪降將隨Z增Z，塔內(nèi)風(fēng)速確實(shí)定要視具體怡況而定。2.3吸取區(qū)高度對(duì)氨吸取效率的影響08LJNm\4m/s,200ppm.5-65-7所示。50■、dd40、30201000.3 04 0.5 06 07 0.8 09 10吸取區(qū)高度/■圖&6吸取區(qū)高度對(duì)出口氨含量的影響Fig5-6Effectofheightofabsorptionregionforammoniacontentatoutlet100r80 8504 0.5 06 07 08 09 10吸枚區(qū)高儀/■5?7吸取區(qū)奇度對(duì)妃吸取率的形響Fig5-7Effectofheightofabsorptionregionforammoniaabsorptionrate5>65-7nJ以看出，相對(duì)液氣比和空塔氣連，吸取區(qū)奇度對(duì)氨吸取效率的影響要小一些。吸取區(qū)高度對(duì)吸取效率的影響主要是通過轉(zhuǎn)變氣液之間的傳質(zhì)面積來實(shí)現(xiàn)的。吸取區(qū)高度h適宜的吸取簡(jiǎn)度。從W5-7可以看川，當(dāng)吸取區(qū)高度取為0.8m時(shí)，氨吸取率己到達(dá)90.5%,完全滿肚排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。5.3 噴淋塔壓力降特性噴淋塔的內(nèi)部構(gòu)件較少，僅有一個(gè)|ftitt,故塔的陽力較小。噴淋塔的總壓力降主要包括以下兩個(gè)局部：煙氣沿塔壁上升產(chǎn)生的沿程阻力和対部阻力；噴嘴霧化之后，霧化液滴產(chǎn)生的陰力.5.3.1液氣比對(duì)總壓力損失的影響為爭(zhēng)論液氣比對(duì)樂力損失的影響，測(cè)彳了不同空塔氣速卜-液氣比對(duì)噴淋塔總壓力損失的影0.8m,5?8所示。5?8液氣比對(duì)總壓力損失的彫響Fig5-8Effectofliquid-ga^ratiofortotalprcxxurclossnt5?8可以看岀，在5.3.2空塔氣速對(duì)總壓力損失的彩響08m,5?9所示。300eed、25020015010050B/S005-9空塔氣速對(duì)總壓力損失的影響Fig5-9Effectofemptyto^erjyi、velocityfortotalpre^^urcloss5-9nJ以看出，在不同的液氣比條件卜?，噴淋塔的總Fk5?85?9可以看出.相對(duì)液氣比,氣速轉(zhuǎn)變引起的噴淋塔壓力損失變化要大的多。因此.在試驗(yàn)屮，合理選擇氣速是控制噴淋塔爪力損失的關(guān)鍵。5.3.3吸取區(qū)高度對(duì)總壓力損失的彩響為爭(zhēng)論吸取I“苗度對(duì)爪力損失的影響.測(cè)奉了在不同液氣比卜吸取區(qū)髙度對(duì)噴淋塔總壓力4m/s?5?10所示.5?105?95?10可以看出，相對(duì)液氣比和空塔氣速，吸取區(qū)高度轉(zhuǎn)變引起的噴淋塔壓力損失變化很小。因此，在爭(zhēng)論噴淋塔壓力損失方程的時(shí)候，吸取區(qū)高喪變化的彫響可不于考渥，而匸?？疾煲簹獗群涂账僮兓瘜?duì)噴淋塔壓力損失的彩響《■5?85?95“04nVs,08L/Nm\0.8m時(shí)，噴淋塔總壓降為!40Pa,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較低，而氮?dú)馕⌒蕿?0.5%,出口處氨含局低干20ppm.4m/s,液氣08L/Nm\08m“

06LNm▼OXLNmlOLNm

05 0.6 07 08 09吸取區(qū)為度/?圖&川吸取區(qū)高度對(duì)總壓力損失的夠響1o水樂

FigS-lOEffectofheightofabsorptionregionfortotalprvssurvloss出的壓降稱為濕氣壓降“41干氣壓降

5.4 壓力損失方程煙氣通過噴淋塔時(shí)的爪力損失可分為十氣用降和濕氣斥降兩60 04煙氣沿塔唯上升產(chǎn)生的干氣壓降如人包括沿程阻力損失和局部陽力損失兩局部.因沿程阻力損失數(shù)值很小.在計(jì)算下氣壓降時(shí)可不滬考慮。「氣壓降可表示為:2、——噴淋塔干氣壓降，Pa：6—干氣體通過噴淋塔〔不噴水〕時(shí)的肌力系數(shù)：靈—制部用力系數(shù)。兩局部.BH其中(5?3)式中A—主骨路的截而枳，m2：}理一淋塔的截血枳，m2；

AJ饑“5C*令〔7〕A\A\

〔5，〕C—漸擴(kuò)管Fll45°0.95；J}〔二—漸縮管阻力系數(shù).大小與漸擴(kuò)管傕角有關(guān)，錐角45“時(shí)阻力系數(shù)為0.35叫在木試驗(yàn)中，AJA.=4,故鼻=0.95x9=855, =0.35x6=2」，所以「F氣阻力系數(shù)=8.55+2.1=10.65,計(jì)算時(shí)取煙氣密Rpg

=1.2kg/m3,煙氣粘度=1.8lxl0”Pa-s；2Fm/s?將由式〔5?1〕計(jì)穽得到的壓降值與試驗(yàn)值進(jìn)彳j5-11所示.6C2080°〔 40

801201605?11干氣壓降計(jì)算值與實(shí)臉值的比照Fig5-11Comparisonofcalculatedvalueandexperimenmldataofdrygawpressuredrop為了對(duì)上述計(jì)算方法進(jìn)展啟化分析?承受相對(duì)謀羌的兒何半均值力及最大相對(duì)泯差久“對(duì)計(jì)算結(jié)果箱度進(jìn)展分析。相對(duì)彊差的幾何平均值/及嚴(yán)人相對(duì)誤差乩的計(jì)算公式如F問：6二/rmx=max〔妙計(jì)j,一妙如〕/“x100%

計(jì)胃〔5.5〕〔5-6〕由式〔5-5〕及〔5-6〕計(jì)算得^=6.9Pa,=7.6%,式〔5?1〕計(jì)粥岀的干氣壓降血與試驗(yàn)值吻合較好，可以作為計(jì)席干“壓降的計(jì)算式.4.2濕氣壓降噴嘴霧化Z后，霧化液滴產(chǎn)生的陰力切，可用卜式表示：式中恥—噴淋塔干氣壓降，Pa；

〔5-7〕—因向噴淋塔噴水而引起的阻力系數(shù)，它和噴水方式、液滴的大小、液滴與?煙氣的阻力系數(shù)可用液氣比的取值函數(shù)來近似表示。運(yùn)用Matlab5-95-1所示。4擬合方程總阻力系數(shù)§干氣的力系數(shù)纟濕氣阻力系數(shù)竊0.6巾=1241玲4擬合方程總阻力系數(shù)§干氣的力系數(shù)纟濕氣阻力系數(shù)竊0.6巾=1241玲12411.760.7r//*1369304M=13.69仇—0.83=14.98幾冷149810654.330.923=16.4216425.771.0Z=17.942~17.797.14漫氣阻力系數(shù)負(fù)與液氣比/5?12所示。印易06 07 08 09 10L/1542濕氣阻力系數(shù)與液氣比關(guān)系圖Fig5-12relation^raphofuctgasresistancecoefficientandliquid-ga^ratio運(yùn)用Matlab5-12擬合成如卜關(guān)系式：&=1349兒-6384式中L——液氣比.A=(0.5-1.1)LVNm\

(5-8)和(5-8)nJg=[C辺(魚-1)，+0.5仃,魚(魚-1)+13.49人-6.384]-￡ ■彳14 2

(5-9)為了檢驗(yàn)式(5-9)o5?13所示。5?13噴淋塔壓降計(jì)算值與試驗(yàn)值的比