吸收塔的相關設計計算

煙氣脫硫工藝重要設備吸取塔設計和選型（2）噴淋塔吸取區(qū)高度設計（二）對于噴淋塔，液氣比范圍在8L/m-25L/m之間，根據相關文獻資料可知液氣比選擇12.2L/m是最佳的數值。逆流式吸取塔的煙氣速度一般在2.5-5m/s范圍內[5][6]，本設計方案選擇煙氣速度為3.5m/s。濕法脫硫反映是在氣體、液體、固體三相中進行的，反映條件比較抱負，在脫硫效率為90%以上時（本設計反案尾5%），鈉硫比(Na/S)一般略微大于1，本次選擇的鈉硫比(Na/S)為1.02。（3）噴淋塔吸取區(qū)高度的計算具有二氧化硫的煙氣通過噴淋塔將此過程中塔內總的二氧化硫吸取量平均到吸取區(qū)高度內的塔內容積中,即為吸取塔的平均容積負荷――平均容積吸取率，以表達。一方面給出定義，噴淋塔內總的二氧化硫吸取量除于吸取容積，得到單位時間單位體積內的二氧化硫吸取量＝(3)其中C為標準狀態(tài)下進口煙氣的質量濃度，kg/m3為給定的二氧化硫吸取率,％;本設計方案為95％h為吸取塔內吸取區(qū)高度，mK0為常數，其數值取決于煙氣流速u(m/s)和操作溫度(℃);K0=3600u×273/(273+t)按照排放標準，規(guī)定脫硫效率至少95%。二氧化硫質量濃度應當低于580mg/m3（標狀態(tài)）的單位換算成kg/(m.s),可以寫成=3600×(7)在噴淋塔操作溫度下、煙氣流速為u=3.5m/s、脫硫效率=0.95前面已經求得本來煙氣二氧化硫SO質量濃度為a(mg/)且a=0.650×10mg/m而本來煙氣的流量（200時）為標況20×10(m/h)(設為V)換算成工況25360m3/h時已經求得V=2×10m/h=5.6m/s故在標準狀態(tài)下、單位時間內每立方米煙氣中具有二氧化硫質量為=5.6×650mg/m=3640mg=3.64gV==1.3L/s=0.0013m/s 則根據抱負氣體狀態(tài)方程，在標準狀況下，體積分數和摩爾分數比值相等故y=又煙氣流速u=3.5m/s,y=0.023%,總結已有的經驗，容積吸取率范圍在5.5-6.5Kg/（m3﹒s）之間[7]，取=6kg/（m3﹒s）代入（7）式可得6=故吸取區(qū)高度h=6.17/6≈1.03（4）噴淋塔除霧區(qū)高度（h3）設計（含除霧器的計算和選型）吸取塔均應裝備除霧器，在正常運營狀態(tài)下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應當不大于75mg/m3[9]。除霧器一般設立在吸取塔頂部（低流速煙氣垂直布置）或出口煙道（高流速煙氣水平布置),通常為二級除霧器。除霧器設立沖洗水，間歇沖洗沖洗除霧器。濕法煙氣脫硫采用的重要是折流板除霧器，另一方面是旋流板除霧器。①除霧器的選型折流板除霧器折流板除霧器是運用液滴與某種固體表面相撞擊而將液滴凝聚并捕集的，氣體通過曲折的擋板，流線多次偏轉，液滴則由于慣性而撞擊在擋板被捕集下來。通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為20-30mm，對于垂直安頓，氣體平均流速為2－3m/s；對于水平放置，氣體流速一般為6－10m/s。氣體流速過高會引起二次夾帶。旋流板除霧器氣流在穿過除霧器板片間隙時變成旋轉氣流，其中的液滴在慣性作用下以一定的仰角射出作螺旋運動而被甩向外側，匯集流到溢流槽內，達成除霧的目的，除霧率可達90％－99％。噴淋塔除霧區(qū)提成兩段，每層噴淋塔除霧器上下各設有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層（3-3.5）m，距離最上層沖洗噴嘴（3.4-32）m。②除霧器的重要設計指標a.沖洗覆蓋率：沖洗覆蓋率是指沖洗水對除霧器斷面的覆蓋限度。沖洗覆蓋率一般可以選在100%～300%之間。沖洗覆蓋率%=式中n為噴嘴數量，20個;α為噴射擴散角，90A為除霧器有效通流面積,15h為沖洗噴嘴距除霧器表面的垂直距離,0.05m所以沖洗覆蓋率%===203%b.除霧器沖洗周期：沖洗周期是指除霧器每次沖洗的時間間隔。由于除霧器沖洗期間會導致煙氣帶水量加大。所以沖洗不宜過于頻繁,但也不能間隔太長,否則易產生結垢現象,除霧器的沖洗周期重要根據煙氣特性及吸取劑擬定。c.除霧效率。指除霧器在單位時間內捕集到的液滴質量與進入除霧器液滴質量的比值。影響除霧效率的因素很多,重要涉及:煙氣流速、通過除霧器斷面氣流分布的均勻性、葉片結構、葉片之間的距離及除霧器布置形式等。d.系統壓力降。指煙氣通過除霧器通道時所產生的壓力損失,系統壓力降越大,能耗就越高。除霧系統壓降的大小重要與煙氣流速、葉片結構、葉片間距及煙氣帶水負荷等因素有關。當除霧器葉片上結垢嚴重時系統壓力降會明顯提高,所以通過監(jiān)測壓力降的變化有助把握系統的狀行狀態(tài),及時發(fā)現問題,并進行解決。e.煙氣流速。通過除霧器斷面的煙氣流速過高或過低都不利于除霧器的正常運營,煙氣流速過高易導致煙氣二次帶水,從而減少除霧效率,同時流速高系統阻力大,能耗高。通過除霧器斷面的流速過低,不利于氣液分離,同樣不利于提高除霧效率。設計煙氣流速應接近于臨界流速。根據不同除霧器葉片結構及布置形式,設計流速一般選定在3.5～5.5m/s之間。本方案的煙氣設計流速為6.9m/s。f.除霧器葉片間距。除霧器葉片間距的選取對保證除霧效率,維持除霧系統穩(wěn)定運營至關重要。葉片間距大,除霧效率低,煙氣帶水嚴重,易導致風機故障,導致整個系統非正常停運。葉片間距選取過小,除加大能耗外,沖洗的效果也有所下降,葉片上易結垢、堵塞,最終也會導致系統停運。葉片間距一般設計在20～95mm。目前脫硫系統中最常用的除霧器葉片間距大多在30～50mm。g.除霧器沖洗水壓。除霧器水壓一般根據沖洗噴嘴的特性及噴嘴與除霧器之間的距離等因素擬定，噴嘴與除霧器之間距離一般小于1m,沖洗水壓低時,沖洗效果差,沖洗水壓過高則易增長煙氣帶水,同時減少葉片使用壽命。h.除霧器沖洗水量。選擇除霧器沖水量除了需滿足除霧器自身的規(guī)定外，還需考慮系統水平衡的規(guī)定,有些條件下需采用大水量短時間沖洗,有時則采用小水量長時間沖洗,具體沖水量需由工況條件擬定,一般情況下除霧器斷面上瞬時沖洗耗水量約為1-4m3/m2.③除霧器的最終設計參數本設計中設定最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層3m。距離最上層沖洗噴嘴3.5m。1)數量：1套×1units=套2)類型：V型級數：2級3)作用：除去吸取塔出口煙氣中的水滴，以便減少煙囪出煙口灰塵量。4)選材：外殼：碳鋼內襯玻璃鱗片；除霧元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；沖洗管道：FRP；沖洗噴嘴：PP。表4除霧器進出口煙氣條件基于鍋爐100%BMCR工況進行設計除霧器進口除霧器出口煙氣量-----------------------溫度℃50------------煙氣壓力mmAq113(1.11kPaG)93(0.91kPaG)霧滴含量mg/m3N(D)------------≤755)霧滴去除率：99.75%為達成除霧器出口煙氣霧滴含量小于75mg/Nm3（干態(tài)），除霧器的霧滴去除率需要達成99.75%以上。6)除霧器內煙氣流速：6.9m/sa.重散布速度大直徑的霧滴顆?？梢酝ㄟ^除霧器元件慣性作用產生顆粒間碰撞從而去除霧滴。（平均顆粒直徑大小為100～200μm）。因此，煙氣流速越高，霧滴去除率越高。但是，被去除的霧滴會重新散布，而減少霧滴去除效率。這就是霧滴重散布速度的概念。b．通過除霧器的煙氣流速為了使除霧器的霧滴去除率達成99.75%以上，根據吸取塔出口端（即除霧器入口端）霧滴顆粒直徑的實際分布狀況，直徑大于17μm的霧滴顆粒必須100％完全去除。綜上所述，除霧區(qū)的最終高度擬定為3.5m，即h3=3.5m（5)噴淋塔漿液池高度設計（設高度為h2）漿液池容量V1按照液氣比L/G和漿液停留時間來擬定，計算式子如下：其中L/G為液氣比,12.2L/m3VN為煙氣標準狀態(tài)濕態(tài)容積，VN=Vg=39.40m3T1=2-6min[8],取t1=2.8min=168s由上式可得噴淋塔漿液池體積V!=(L/G)×VN×t!=12.20×39.40×168=80.02m選取漿液池內徑等于吸取區(qū)內徑，內徑D2=Di=3.8m而V=0.25×3.14×D2×D2×h2=0.25×3.14×3.8×3.8×h2所以h2=7.06m（6)噴淋塔煙氣進口高度設計（設高度為h4）根據工藝規(guī)定，進出口流速（一般為12m/s-30m/s）擬定進出口面積，一般希望進氣在塔內可以分布均勻，且煙道呈正方形，故高度尺寸取得較小，但寬度不宜過大，否則影響穩(wěn)定性.因此取進口煙氣流速為20m/s，而煙氣流量為36.30m3可得所以h4=1.20m2×1.20=2.40m(涉及進口煙氣和凈化煙氣進出口煙道高度)綜上所述，噴淋塔的總高（設為H,單位m）等于噴淋塔的漿液池高度h2(單位m)、噴淋塔吸取區(qū)高度h(單位m)和噴淋塔的除霧區(qū)高度h3（單位m）相加起來的數值。此外，還要將噴淋塔煙氣進口高度h4（單位m）計算在內因此噴淋塔最終的高度為H=h+h2+h3+h4=18.47+7.06+3.50+2.40=31.43m取圓整值32m4.1.1.2噴淋塔的直徑設計根據鍋爐排放的煙氣，計算運營工況下的塔內煙氣體積流量，此時要考慮以下幾種引起煙氣體體積流量變化的情況：塔內操作溫度低于進口煙氣溫度，煙氣容積變小；漿液在塔內蒸發(fā)水分以及塔下部送入空氣的剩余氮氣使得煙氣體積流量增大。噴淋塔內徑在煙氣流速和平均實際總煙氣量擬定的情況下才干算出來，而以往的計算都只有考慮煙道氣進入脫硫塔的流量，為了更加準確，本方案將漿液蒸發(fā)水分V2(m3/s)和氧化風機鼓入空氣氧化后剩余空氣流量V3(m3/s)均計算在內，以上均表達換算成標準準狀態(tài)時候的流量。（1）吸取塔進口煙氣量Va(m3/s)計算該數值已經由設計任務書中給出，煙氣進口量為：36.30(m3/s)然而，該計算數值實質上僅僅指煙氣在噴淋塔進口處的體積流量，而在噴淋塔內延期溫度會隨著停留時間的增大而減少，根據PVT氣體狀態(tài)方程，要算出瞬間數值是不也許的，因此只能算出在噴淋塔內平均溫度下的煙氣平均體積流量。（2）蒸發(fā)水分流量V2(m3/s)的計算煙氣在噴淋塔內被漿液直接淋洗，溫度減少，吸取液蒸發(fā)，煙氣流速迅速達成飽和狀態(tài)，煙氣水分由6%增至13%，則增長水分的體積流量V2(m3/s)為：V2=0.07×36.30(m3/s)=2.541(m3/s)（標準狀態(tài)下）（3）氧化空氣剩余氮氣量V3(m3/s)在噴淋塔內部漿液池中鼓入空氣，使得亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，這部分空氣對于噴淋塔內氣體流速的影響是不可以忽略的，因此應當將這部分空氣計算在內。假設空氣通過氧化風機進入噴淋塔后，當中的氧氣完全用于氧化亞硫酸鈣，即最終這部分空氣僅僅剩下氮氣、惰性氣體組分和水汽。理論上氧化1摩爾亞硫酸鈣需要0.5摩爾的氧氣。(假設空氣中每公斤具有0.23公斤的氧氣)又VSO2=0.15m3/s質量流率GSO2==0.42857kg/s0.43kg/s根據物料守蘅,總共需要的氧氣質量流量GO2=0.43×0.5kg/s=0.214Kg/s該質量流量的氧氣總共需要的空氣流量為=GO2/0.23=0.932Kg/s標準狀態(tài)下的空氣密度為1.293kg/m3[2]故V空氣=0.932/1.293(m3/s)=0.72(m3/s)V3=(1-0.23)×V空氣=0.77×0.72m3/s=0.56m綜上所述，噴淋塔內實際運營條件下塔內氣體流量Vg=Va+V2+V3=36.30+2.54+0.56(m3/s)=39.40(m3/s)（4）噴淋塔直徑的計算 假設噴淋塔截面為圓形，將上述的因素考慮進去以后，可以得到實際運營狀態(tài)下煙氣體積流量Vg，從而選取煙速u，則塔徑計算公式為：D=2×其中：Vg為實際運營狀態(tài)下煙氣體積流量，39.40m3u為煙氣速度，3.5m/s因此噴淋塔的內徑為D=2×=2×=3.786m≈3.8m4.1.2吸取塔噴淋系統的設計（噴嘴的選擇配置）在滿足吸取二氧化硫所需表面積的同時，應當盡量把噴淋導致的壓力損失減少到最小，噴嘴是凈化裝置的最關鍵部分，必須滿足以下條件：（1）能產生實心錐體形狀，噴射區(qū)為圓形，噴射角度為60-120；（2）噴嘴內液體流道大而暢通，具有防止堵塞的功能；（3）采用特殊的合金材料制作，具有良好的防腐性能和耐磨性能；（4）噴嘴體積小，安裝清洗方便；（5）噴霧液滴大小均勻，比表面積大而又不容易引起帶水；霧化噴嘴的功能是將大量的石灰石漿液轉化為可以提供足夠接觸面積的霧化小液滴以有效脫除煙氣中二氧化硫。濕法脫硫采用的噴嘴一般為離心壓力霧化噴嘴，可粗略分為旋轉型和離心型。常用的有空心錐切線型、實心錐切線型、雙空心錐切線型、實心錐型、螺旋型等5種。噴嘴布置提成2-6層，一般情況下為4層；層數的安排可以根據脫硫效率的具體規(guī)定來增減。底負荷時可以停止使用某一層，層間距0.8-2米，離心式噴嘴1.7米。事實上從漿液池液面到除霧器，整個高度都在進行吸取反映。因而實際吸取區(qū)高度要比h高6-8米。本方案采用4層噴嘴，層間距為1.5米。每臺吸取塔再循環(huán)泵均相應一個噴淋層，噴淋層上安裝空心錐噴嘴，其作用是將石灰石/石膏漿液霧化。漿液由吸取塔再循環(huán)泵輸送到噴嘴，噴入煙氣中。噴淋系統能使?jié){液在吸取塔內均勻分布，流經每個噴淋層的流量相等。一個噴淋層由帶連接支管的母管制漿液分布管道和噴嘴組成，噴淋組件及噴嘴的布置成均勻覆蓋吸取塔的橫截面，并達成規(guī)定的噴淋漿液覆蓋率，使吸取漿液與煙氣充足接觸，從而保證在適當的液/氣比（L/G）下可靠地實現至少95%的脫硫效率，且在吸取塔的內表面不產生結垢。噴嘴系統管道采用FRP玻璃鋼，噴嘴采用SIC,是一種脆性材料，但是特別耐磨，并且抗化學腐蝕，可以長期運營而無腐蝕、無磨損、無石膏結垢以及堵塞等問題。4.1.2.1噴嘴布置設計原理（1)噴管管數的擬定根據單層漿體總流量Ql和單個噴嘴流量Qs，可得單層噴嘴個數nQl=480.68/4=120.17(L/s)而單個噴嘴流量為Qs=0.75L/sN=Ql/Qs所以N=120.17/0.75=160.22取整數值161個單噴管最大流量單噴淋層主噴管數式中為單噴淋管可選最大管徑，0.04m；V為噴淋管內最大流速，6m/s所以=0.25×3.14×0.04×0.04×6=7.536L/S=int(120.17/7.536)+1=16（2)各噴管間距的擬定根據脫硫塔直徑、噴嘴個數等參數，各噴管之間間距：式中Dim為脫硫塔內徑Nsp為噴嘴間距（3)各支噴管直徑的擬定根據布置在主管、各支管的噴嘴個數以及單噴嘴流量，可以擬定主管各段、各支管噴管直徑式中Qi為節(jié)點i處漿體流量，m3/s；Di為節(jié)點i處噴管直徑，m。（4)噴淋層在塔內覆蓋率的擬定噴淋層在脫硫塔內覆蓋率為：則==176%式中AEFF為單層噴嘴在脫硫塔內的有效覆蓋面積，20mA為脫硫塔面積，11.3m計算重要涉及噴淋層內主噴管數、各支噴管的管徑及流速、噴嘴在塔內位置等的計算及設計。根據上述設計方法、結合實際經驗，擬定噴淋層內各噴管直徑、各個噴嘴位置等幾何參數。在擬定噴嘴布置設計中，需要擬定噴嘴在塔內的位置坐標在擬定各支噴管直徑時，要根據廠家提供的標準管徑來選取。在擬定各個支噴管直徑后，還要根據廠家提供的噴嘴與各主、支噴管之間間距規(guī)定，對初步噴嘴位置進行調整，以避免噴出的液滴與噴管發(fā)生噴射碰撞。在噴嘴布置完畢后，需要擬定噴淋層在塔內的履蓋率以及多層覆蓋狀況，驗證噴嘴布置的合理性。4.1.2.2進行噴嘴在塔內布置設計中應當注意以下問題：（1)選擇合理的噴嘴覆蓋高度，通常根據噴嘴特性及兩層噴淋之間距離來擬定。（2)選擇合理的單層噴嘴個數。一般來說，噴嘴個數根據工藝計算來擬定。（3)當噴嘴覆蓋高度擬定以后，就可以計算單個噴嘴的覆蓋面積，(為噴霧角)則=3.14×1×1=3.14（4)當在脫硫塔內布置噴嘴時，選擇合適的噴嘴之間的距離。通常根據噴嘴個數和脫硫塔直徑來選擇噴嘴間距，并要與連接噴嘴的噴管布置方案整體考慮。（5)選擇合理的經濟流速，并根據噴管產品的標準來擬定石灰石漿液母管和支管直徑。（6)當檢查噴淋層在脫硫塔覆蓋率時，不僅要考慮噴嘴液流與母管、支管和支撐的碰撞對覆蓋率的影響，還要考慮所有噴嘴在脫硫塔內覆蓋均勻度。4.1.3吸取塔底部攪拌器及相關配置在吸取塔底部，石灰石漿液通過脫硫過程之后，變成了CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O，此時為了使氧化風機鼓入的空氣可以充足地和CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O接觸，以便充足氧化，需要CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O的混合溶液內部顆粒分布均勻，在這種情況下，需要使用攪拌器來使溶液懸浮顆粒均勻混合，同時增大和空氣接觸的面積。由于底部溶液是固體懸浮溶液，根據不同攪拌過程的攪拌器型式推薦表2-5[1]攪拌器型式合用條件表2-6[1]攪拌器型式使用范圍表2-7[1]在吸取塔漿液池的下部，沿塔徑向布置四臺側進式攪拌器，其作用是使?jié){液的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時分散氧化空氣。攪拌器安裝有軸承罩、主軸、攪拌葉片、機械密封。攪拌器葉片安裝在吸取塔降池內，與水平線約為10度傾角、與中心線約為-7度傾角。攪拌槳型式為三葉螺旋槳，軸的密封形式為機械密封。

在吸取塔旁有人工沖洗設施，提供安裝和檢修所需要的吊耳、吊環(huán)及其他專用滑輪。采用低速攪拌器，有效防止?jié){液沉降。吸取塔攪拌器的攪拌葉片和主軸的材質為合金鋼。在運營時嚴禁觸摸傳動部件及拆下保護罩。向吸取塔加注漿液時，攪拌器必須不斷地運營。葉片和葉輪的材料等級是ANSI/ASTMA176—80a，攪拌器軸為固定結構，轉速適當控制，不超過攪拌機的臨界轉速。所有接觸被攪拌流體的攪拌器部件，必須選用適應被攪拌流體的特性的材料，涉及具有耐磨損和腐蝕的性能。4.1.4吸取塔材料的選擇由于脫硫塔承受壓力不大，并且16MnR鋼材綜合力學性能、焊接性能以及低溫韌性、冷沖壓以及切削性能比較好，低溫沖擊韌性也比較優(yōu)越，價格低廉，應用比較廣泛。故塔壁面由16MnR鋼材制造，為了節(jié)約材料和防止腐蝕，內襯橡膠板防腐層，其煙氣入口部分內襯玻璃鱗片加耐酸瓷磚。4.1.5吸取塔壁厚的計算(涉及計算壁厚和最小壁厚)4.1.5.1吸取塔計算壁厚的計算由于操作壓力不大，假設計算壁厚小于16毫米，根據附表九[3]16MnR鋼板在操作溫度下的許用應力為=170Mpa。對于漿液池部分由于漿液會對塔壁產生壓力，因此計算時還要這部分壓力考慮在內，同時假設塔內的計算壓力取0.202MPa（2個標準大氣壓）PC’=0.202+（為漿液密度1257kg/m3，g=9.81m/s2,h漿液池高度7.06m）所以PC’=0.202+=0.202+1257×9.81×7.06=0.292×10Pa=0.292MPa又根據式4-5[3]可知:吸取塔（噴淋塔）的計算壁厚公式為:S=(mm)其中：Pc計算壓力，對于漿液池以上部分取二倍大氣壓，0.202MPaPC’=0.292MPaDi圓筒或者球殼內徑,為3800mm焊接接頭系數，取=1;C壁厚附加量,取C=1.00mmC2腐蝕裕量,mm;C1鋼板厚度負偏差,mm對于噴淋塔頂部以下漿液池以上的部分（簡稱上部分）S==根據取腐蝕裕量C2=1.00mm[3],根據表4-7[3]可得C1=0.25mm則C1+C2=0.25+1=1.25mm2.259+C=2.259+1.25=3.509mm圓整后取Sn=4.00mm因此脫硫塔上部分應當選用的壁厚為4.00mm的16MnR鋼材，與上面的假設相符4.0mm〈16.00mm對于噴淋塔漿液池部分（簡稱下部分）S’=根據取腐蝕裕量C2=1.00mm,根據表4-7可得C1=0.5mm則C1+C2=0.5+1=1.5mm3.31+C=3.31+1.5=4.81mm圓整后取S’=5mm4.1.5.2吸取塔（噴淋塔）計算壁厚的液壓實驗校核上部分：（設計實驗溫度為200度，則[]=170Mpa）P=1.25×P×=0.253MpaS=S-C=4-1.25=2.75mmD=3800mm故=0.253×(3800+2.75)/2×2.75=174.93Mpa≈175Mpa而0.9=0.9×1×274=246.6Mp因此=175MPa〈0.9=246.6Mpa所以液壓實驗強度符合規(guī)定下部分：≤0.9P=1.25×P×=0.365MpaS=S-C=5-1.5=3.5mmD=3800mm故=0.365×(3800+3.5)/（2×3.5）=201Mpa而0.8=0.8×1×274=219.2MPa因此=201MPa〈0.9=219.2Mpa所以液壓實驗強度符合規(guī)定綜上所述，設計的材料選擇，壁厚計算數值和實驗強度均符合實際操作規(guī)定。4.1.5.3吸取塔最小壁厚的計算根據相關規(guī)定，塔殼圓筒不涉及腐蝕裕度的最小厚度，對于碳鋼和低合金鋼制造的塔設備為0.2%的塔徑[20]，并且不小于4mm。而噴淋塔的內徑為3800mm，所以最小壁厚S=0.2%×3800=7.6mm根據取腐蝕裕量C=1.00mm,根據表4-7可得C=0.8mm則C+C=0.8+1=1.8mm7.6+C=7.6+1.8=9.4mm圓整后取S=10mm綜合以上計算壁厚和最小壁厚的結果，最終臺噴淋塔的壁厚為10mm4.1.6吸取塔封頭選擇計算考慮到封頭與筒體采用雙面焊接的焊接方法進行焊接，根據力學有關知識，為了不使應力集中破壞設備，決定兩端封頭采用淺碟形封頭，根據相關知識，在淺碟形封頭內部：（1）球面部分半徑R不得大于筒體內徑Ri≤Di,故Ri≤Di，一般取Ri=0.9Di（2）折邊半徑r在任何情況下不得小于筒體內徑Di的10%即380mm，并且不應當小于3倍的封頭名義壁厚Sn(封頭)。因此r≥3Sn且r≥10%Di=380mm淺碟形封頭的尺寸是：Di=3800mm；Ri=0.9Di=3420mm；r取400mm則淺碟形封頭的形狀系數M=)=0.25×(3+而取=3.00（根據表4-12）Pc=0.292Mpa,材料選用16MnR鋼材，故=170Mpa,=1,取C2=2.00mm淺碟形封頭的計算壁厚S=（根據式4-23）所以S=S+C2=6.41mm,根據表4-7[3]，負偏差C1=0.5mm,C=C1+C2=2+0.5=2.5mmS+C1+C2=4.41+2.5=6.91mm圓整后取Sn=7.00mm此時淺碟形封頭的最大允許工作壓力[PMpa(根據式4-25[3])[P=故脫硫塔的淺碟形封頭設計強度不夠。為了運營安全，應當增長壁厚，選擇封頭的壁厚和筒體壁厚一致，則封頭壁厚為10mm.此時淺碟形封頭的最大允許工作壓力[PMpa(根據式4-25[3])[P=故強度符合規(guī)定，因此淺碟形封頭的壁厚為10mm。下端碟形封頭與塔體采用焊接的方式，上端碟形封頭與塔體采用法蘭盤的連接方式。4.1.7吸取塔裙式支座選擇計算立式容器的支座重要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四種。中小型直立容器采用前三種支座，高大的塔設備則采用裙式支座。本設計中，吸取塔（噴淋塔）內徑為3800mm，而吸取塔（噴淋塔）的高度為32m,根據服表4-9[3]可知，選用的裙座規(guī)格為：地腳螺栓個數20個，公稱直徑M27裙座的材料選用Q238-AR鋼材，塔體與裙座采用對接焊接，塔體接頭焊接系，裙座的壁厚取12mm,裙座的壁厚附加量取C=2mm。4.1.8吸取塔配套結構的選擇（1）吸取塔（噴淋塔）進料漿液管道和配套閥門的設計選擇設計時應當充足考慮到石灰石漿液對管道系統的腐蝕與磨損，一般應當選用襯膠管道或者玻璃鋼管道。管道內介質流速的選擇既要考慮到應當避免漿液沉淀，同時又要考慮到管道的磨損和屹立損失減少到最小[9]。并且漿液管道上的閥門應當選用蝶閥，盡量少采用調節(jié)閥門。閥門的流通直徑與管道一致[9]。（2）吸取塔（噴淋塔）配套結構的選擇（人孔選擇）塔設備內徑大于2500mm，封頭和筒體都應當開設人孔，室外露天設備，考慮清洗，檢修方便，一般選用公稱直徑450mm或者500mm的人孔；常壓大型設備，貯槽則選用公稱直徑為500mm或者600mm的人孔。綜上所述，本設計方案中的吸取塔應當選用公稱直徑為500mm的人孔。dw×SDD1BbB1B2H1H2螺栓直徑長度530×662058530014101216090M16×54.2吸取塔最終參數的擬定（1）吸取塔（噴淋塔）數量：1套×1units=1套（2）類型：管道內置型吸取塔（噴淋塔）（3）作用：煙氣中的二氧化硫氣體由吸取塔（噴淋塔）的漿液吸取并去除，為了使得煙氣和漿液充足接觸，應當合理地設計吸取塔（噴淋塔）內的除霧器、噴嘴、攪拌器。4.2.1設計條件（1）煙氣條件吸取塔（噴淋塔）進出口煙氣設計條件基于鍋爐100％BMCR工況。進口出口備注煙氣量(m/s)33.60(標況)39.40(標況)大氣壓：101325Pa溫度(℃)10050SO2濃度(mg/m)11800(標況)590(標況)設計工況壓力進口/出口平均值：0.202Mpa(2atm)（2）二氧化硫脫硫效率：95%（最小值）（3）鈣硫率：1.02（最大）（4）煙氣流速：3.5m/s（5）吸取塔（噴淋塔）液氣比：12.20L/m3（6）漿液池循環(huán)時間：≥4min；（7）排漿時間：≥16.5h以上數值為經驗值，該時間可以保證漿液池內充足的石膏產品和晶體生長（參考設計講義）。4.2.2吸取塔尺寸的擬定4.2.2.1噴淋區(qū)截面面積以及尺寸根據吸取塔（噴淋塔）出口實際煙氣流量和上升和下降段煙氣流速，噴淋區(qū)域截面面積如下所示：（此處沒有將氧化空氣和飽和蒸汽考慮在內）根據該面積算出D=3.64m<3.8m,所以取內徑為3.8m符合設計規(guī)定4.2.2.2吸取塔（噴淋塔）漿液循環(huán)量根據吸取塔（噴淋塔）出口煙氣量和液氣比，漿液循環(huán)量計算如下所示：125L/s×4=500L/s4.2.2.3噴淋區(qū)域高度和噴淋層數：

噴淋層數目：4層；

噴淋區(qū)域高度：1.5m×4層＝6.0m4.2.2.4已擬定的參數尺寸（mm）吸取塔（噴淋塔）3800Φ×32023噴淋區(qū)6000出口煙道1200進口煙道1200反映池71004.2.2.5選材及防腐

塔本體：碳鋼16MnR鋼材塔內部螺栓、螺母類：6%Mo不銹鋼材料

塔內壁：襯里施工前經表面預解決，噴砂除銹，內襯材料為丁基橡膠板

塔內件支撐：碳鋼襯丁基橡膠丁基橡膠是由異丁烯中混以1.5%—4.5%的異戌二烯具有化學穩(wěn)定性好、對臭氧、酸堿的耐腐蝕能力強、無吸水性等優(yōu)良性能。丁基橡膠經改性后有鹵化丁基橡膠，涉及氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠，基本特性有：（1）具有優(yōu)良的耐水氣滲透性能、耐漿液磨損性能、耐腐蝕性特別是耐Fˉ性、耐SO2、耐CL-性及耐熱性等。結合脫硫工程漿液介質條件，通常來說厚度為4mm即可，在磨損嚴重的部位襯2層4mm丁基橡膠。（2）氣體透過性小，氣密性好回彈性小，在較寬溫度范圍內（30～50℃）均不大20%，因而具有吸取振動和沖擊能量的特性。（3）耐熱老化性優(yōu)良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和對化學穩(wěn)定性以及耐電暈性能與電絕緣性好。（4）耐水性好、水滲透率極低，因而適于做絕緣材料。缺陷是硫化速度慢、粘合性和自粘性差、與金屬粘合性不好、與不飽和橡膠相容性差，不能并用。4.2.3吸取塔的強度和穩(wěn)定性校核4.2.3.1強度和穩(wěn)定性校核條件（1）塔體內徑Di=3800mm，塔高度32023mm，裙座高度3060mm，計算壓力0.292MPa,設計溫度200℃（2）設立地區(qū)：基本風壓350N/m2,地震防烈度8度，場地土地類：B類。（3）沿塔高開設3個人孔，相應在人孔處安裝圓形平臺3個，平臺寬度B=900mm，高度為1000mm。（4）塔外設立保溫層厚度為100mm，密度300kg/m3.(5)塔體與封頭選用16MnR鋼材，其（6）裙座材料選用Q238-AR（7）塔體與裙座對接焊接，塔體焊接系數（8）塔體與封頭壁厚附加量取C=2.00mm，裙座壁厚附加量取C=2.00mm。4.2.3.2塔設備質量載荷計算塔體圓筒、封頭、裙座質量m圓筒質量封頭質量裙座質量其中塔體高度為31.43米，查得DN3800mm，壁厚10mm的圓筒每米質量為596kg;；查得DN3800mm，壁厚10mm的封頭每米質量為600kg；裙座高度3060mm。塔內件質量，取保溫層質量=11836.7kg其中封頭保溫層質量平臺扶梯質=8659.5kg操作時物料質量=100874kg其中為石灰質漿液高度，7.06除漿液區(qū)外的塔高，31.43-7.06石灰石漿液密度，1257空氣在時候的密度，1.01附件質量，按照經驗值取充水質量=358631kg下面將塔提成六段，計算下列各質量載荷表6吸取塔各計算段的質量塔段0-11-22-33-44-55-塔頂合計人孔與平臺數量0001203塔板數0000000621.6124343516216621631082157600104040121003386762366338033801690118363978272282252551958659——12131296882148321483160891008741603001120162013478925439——45870276457949399493987708358631000000011581901511435130478130478109692402276各塔段最小質量1158.62297全塔操作質量全塔最小質量水壓實驗最大質量4.2.3.3風載荷計算其中體型系數，對于圓筒取=0.7；塔設備各段風振系數，當塔高≤20米時=1.7；當塔高＞20米時=計算為10米塔高處的基本風壓值，350，見表8-4為風壓高度變化系數，見表8-5；為脈動增大系數，見表8-6；為第段脈動增大影響系數，見表8-7；為第段振型系數，根據與查表8-8；為塔器第段頂截面距離地面的高度，；為同一直徑兩相鄰計算截面間的距離，；為塔器各段有效直徑，；當籠式扶梯與塔頂管線成180時，為塔各計算段的外徑，；為塔器第段的保溫層厚度，；=400；=（A投影面積，操作平臺所在計算段長度）表7風載荷各項數值計算段平臺數110003500.70.720.00752.361.700.641022023