吸收塔在脫硫系統(tǒng)中的重要作用

吸收塔在脫硫系統(tǒng)中的重要作用摘要：吸收塔在脫硫系統(tǒng)中是最主要的設(shè)備,它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行及脫硫效率起著決定性的作用。過(guò)去該設(shè)備主要依賴于從國(guó)外進(jìn)口,隨著我國(guó)技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)已發(fā)展成為由國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)吸收塔。文章詳述吸收塔的組成、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。并闡述了吸收塔在脫硫系統(tǒng)中的重要作用，以期為相關(guān)工作提供參考。關(guān)鍵詞：吸收塔；脫硫系統(tǒng)；重要作用1刖言目前，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)很多，以石灰石一石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，SO2吸收系統(tǒng)是濕法煙氣脫硫的核心技術(shù)，集中表現(xiàn)在脫硫核心設(shè)備一吸收塔設(shè)計(jì)方面。比較典型的濕法煙氣脫硫吸收塔有噴淋空塔、填料塔、鼓泡塔、液柱塔。各個(gè)公司對(duì)石灰石一石膏濕法煙氣脫硫經(jīng)過(guò)開發(fā)研究，結(jié)合許多工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)發(fā)展完善，形成了具有各自特點(diǎn)的濕法煙氣脫硫工藝,即使同樣屬于同類型吸收塔，也有各自的特點(diǎn)。本文主要介紹脫硫核心設(shè)備一吸收塔在脫硫系統(tǒng)中的重要作用。2吸收塔概述吸收塔本體為鋼制，是脫硫裝置的核心設(shè)備，包括預(yù)埋件、底部支承梁、底板、壁板、中間支撐和塔頂。當(dāng)煙氣流經(jīng)吸收塔時(shí)，與塔內(nèi)噴淋的漿液接觸反應(yīng)。該法工藝的漿液中含有15%左右的固體顆粒，主要由石灰石、石膏及漿液中其他惰性固體物質(zhì)組成。漿液將煙氣冷卻至約50°C，同時(shí)吸收煙氣中的二氧化硫。石灰石和石膏漿液被吸收在吸收塔底部，并再次被循環(huán)泵循環(huán)至噴淋層。吸收塔的作用有兩個(gè)：一個(gè)是對(duì)煙氣二氧化硫進(jìn)行脫除，一個(gè)是使脫硫生成物變成合格副產(chǎn)物。由于塔體內(nèi)部直接接觸弱酸漿液，必須采取防腐措施。一般采用橡膠、玻璃鱗片或耐腐鋼壁紙進(jìn)行內(nèi)襯防腐處理。在煙氣溫度高于175C度情況下，可能損壞吸收塔防腐及設(shè)備，F(xiàn)GD裝置切人旁路運(yùn)行，以保護(hù)吸收塔等設(shè)備，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。目刖，吸收塔制造技術(shù)規(guī)范除參考國(guó)家規(guī)定的相近標(biāo)準(zhǔn)外，由于在吸收塔內(nèi)進(jìn)行的諸多化學(xué)物理過(guò)程相互影響，按照雙膜理論，較難確定傳質(zhì)速率系數(shù)。對(duì)于塔體的結(jié)構(gòu)多由經(jīng)驗(yàn)公式確定，執(zhí)行核心技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。吸收塔設(shè)計(jì)主要涉及到以下幾個(gè)因素：噴淋層的內(nèi)徑、吸收區(qū)的高度、漿池的高度、除霧器的高度等。3脫硫系統(tǒng)中吸收塔的制作材料吸收塔處于中等到嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境，腐蝕性主要取決于循環(huán)漿液的pH值和氯化物含量。另外循環(huán)漿液具有磨損性。吸收塔漿液循環(huán)系統(tǒng)制作材料應(yīng)能防腐耐磨。吸收塔塔體材料通常選用帶襯的碳鋼或合金鋼，某些非金屬材料，如纖維增強(qiáng)塑料(FRP)和瓷磚也曾用來(lái)制作塔體?；趯?duì)初投資和期望壽命的不同考慮,材料選擇也不同。例如襯橡膠或增強(qiáng)有機(jī)樹脂的碳鋼具有很好的耐腐蝕性能，但比正確選用的實(shí)體或包復(fù)合金鋼的使用壽命短。內(nèi)襯施工要求表面處理和質(zhì)量控制非常嚴(yán)格，以獲得良好的內(nèi)襯效果。內(nèi)襯較易損壞，損壞點(diǎn)修補(bǔ)要比在合金塔體上焊補(bǔ)困難得多。因此在與合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較時(shí),定期維修和更換的費(fèi)用須加到內(nèi)襯碳鋼吸收塔的初投資中，以估算其真實(shí)費(fèi)用。此外，必須采用壽命期成本法來(lái)比較各種材料的總費(fèi)用。用于吸收塔循環(huán)泵的材料通常選用襯膠鑄鐵或經(jīng)硬化處理的合金。循環(huán)漿液管和噴淋層材料可采用襯膠鋼材、合金鋼或FRP。噴嘴材料為合金鋼或硬質(zhì)陶瓷，如碳化硅等。除霧器采用聚丙烯材料。4吸收塔內(nèi)部的工藝過(guò)程含有污染物的原煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)的吸收區(qū),煙氣向上流動(dòng)，加人吸收塔的吸收劑一石灰石漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵由吸收塔的下部抽出送入吸收塔噴淋層,噴淋層噴嘴噴出的霧狀漿液向下流動(dòng)以逆流方式洗滌煙氣。煙氣中的污染物S02、S03、HCL和HF與漿液中的石灰石反應(yīng),煙氣中的灰塵隨洗滌漿液進(jìn)人吸收塔漿池。凈化處理后的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器，將清潔煙氣所攜帶的液滴去除。同時(shí)按特定程序用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗，進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器結(jié)垢堵塞,二是沖洗水同時(shí)作為煙氣蒸發(fā)補(bǔ)充水穩(wěn)定吸收塔液位。5吸收塔裝置設(shè)計(jì)脫硫吸收塔選用逆流噴淋結(jié)構(gòu)，塔身為圓柱體，底部為錐形的循環(huán)漿液池。吸收塔的上部為噴淋洗滌區(qū)，共布置了3層噴嘴。氫氧化鎂/亞硫酸鎂/硫酸鎂漿液通過(guò)噴嘴向吸收塔下方成霧罩形狀噴射，形成液霧高度疊加的噴淋區(qū)，含有SO2的煙氣與漿液中懸浮的氧化鎂微粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被洗滌吸收。為了避免煙氣和噴淋漿液在接觸區(qū)形成沉淀，采用工業(yè)水定期噴水，清洗吸收塔入口部分的內(nèi)壁。吸收塔下部的漿池與吸收塔體為一體的結(jié)構(gòu)。吸收塔內(nèi)所有部件能承受最大入口氣流及最高進(jìn)口煙氣溫度的沖擊。吸收塔體為碳鋼加防腐襯里的結(jié)構(gòu)，在煙氣進(jìn)口處采取預(yù)冷卻噴水的防高溫措施。1個(gè)吸收塔共配有3臺(tái)離心式漿液循環(huán)泵，整個(gè)脫硫區(qū)配有羅茨型強(qiáng)制氧化風(fēng)機(jī)，吸收塔選用的材料適合工藝過(guò)程的特性，并且能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都考慮了腐蝕度。吸收塔設(shè)計(jì)成氣密性結(jié)構(gòu),防止液體泄漏。為保證殼體結(jié)構(gòu)的完整性，使用焊接連接，法蘭和螺栓連接僅在必要時(shí)使用。塔體上的入孔、通道、連接管道等需要在殼體穿孔的地方進(jìn)行密封，防止泄漏。吸收塔殼體設(shè)計(jì)要能承受壓力荷載、管道力和力矩、風(fēng)載和地震載荷，以及承受所有其他附加在吸收塔上的荷載。吸收塔的支撐和加強(qiáng)件要能充分防止塔體傾斜和晃動(dòng)。吸收塔的底部設(shè)計(jì)成錐體結(jié)構(gòu)，避免形成漿液流動(dòng)的死角，同時(shí)提供氧化反應(yīng)用的空氣管道也安裝在錐體下部，利用空氣流的攪拌作用來(lái)確保在任何時(shí)候都不會(huì)造成塔內(nèi)漿液的沉淀、結(jié)垢或堵塞。吸收塔底面設(shè)計(jì)成能完全排空漿液的結(jié)構(gòu)。噴管和噴嘴盡量采用相同的結(jié)構(gòu)、口徑，減少備品備件種類。氧化區(qū)域合理設(shè)計(jì)，氧化空氣噴嘴和分配管布置合理。吸收塔煙道入口段設(shè)計(jì)成傾斜狀，以防止煙氣預(yù)冷水倒流和固體物堆積。吸收塔系統(tǒng)還包括所有必需的近地和遠(yuǎn)方測(cè)量裝置，提供足夠的吸收塔液位、pH值、溫度、壓力、除霧器壓差等測(cè)點(diǎn)，以及氧化鎂漿液和硫酸鎂漿液的流量測(cè)量裝置6吸收塔在脫硫系統(tǒng)中的重要作用吸收塔，是完成吸收操作的設(shè)備。吸收塔的介質(zhì)按氣液相接觸形態(tài)分為三類。第一類是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔;第二類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔；第三類為液體以膜狀運(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔。吸收塔應(yīng)具備以下基本要求：塔內(nèi)氣體與液體應(yīng)有足夠的接觸面積和接觸時(shí)間。氣液兩相應(yīng)具有強(qiáng)烈擾動(dòng)，減少傳質(zhì)阻力，提高吸收效率。操作范圍寬，運(yùn)行穩(wěn)定。設(shè)備阻力小，能耗低。具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕能力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造和檢修。6.1氣體凈化：生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢氣往往都含有污染環(huán)境的物質(zhì)，排放之前要進(jìn)行凈化。例如，用吸收劑除凈硫酸生產(chǎn)尾氣中的二氧化硫和硝酸生產(chǎn)尾氣中的氮氧化物等等。6.2尾氣回收：生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢氣，其中有些物質(zhì)若加以回收有很大的利用價(jià)值，例如，用水吸收空氣中含有的丙酮蒸氣，以回收其中的丙酮，又如，利用水吸收廢鹽酸中的氣體，以回收鹽酸等等。6.3制取半成品或成品：在化工生產(chǎn)中，常常用吸收塔來(lái)制取氣體的溶液，如用水吸收氯化氫以制鹽酸，用水吸收二氧化氮制取硝酸，用硫酸溶液吸收三氧化硫以制取濃硫酸，吸收甲醛制福爾馬林溶液等等。7結(jié)語(yǔ)：吸收塔在脫硫系統(tǒng)中是最主要的設(shè)備，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行及脫硫效率起著決