濕法脫硫液氣比的影響因素及參數(shù)確定分析

PAGEPAGE1濕法脫硫液氣比的影響因素及參數(shù)確定分析液氣比是脫硫漿液的循環(huán)量與處理煙氣體積流量之比。在濕法脫硫系統(tǒng)中，液氣比是影響脫硫效率的一個重要參數(shù)，液氣比過小會使系統(tǒng)脫硫效率下降;液氣比過大，不僅使脫硫漿液循環(huán)量消耗增大，還會使煙氣帶水增加系統(tǒng)的水耗，度造成煙道腐蝕。本文對影響液氣比的各主要因素進行了分析，為同類濕法脫硫系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)備選型等提供參考。1、影響液氣比的因素分析濕法脫硫系統(tǒng)中影響液氣比的因素主要有吸收塔入口SO2的脫除率、噴淋層數(shù)、噴淋層間距、煙氣流速、煙氣溫度等。1.1入口IPYA3吸收塔入口SO2濃度是影響脫硫系統(tǒng)液氣比的主要因素。在其他條件相同的情況下，燃煤硫分與吸收塔入口SO2濃度成正比。隨著燃煤硫分的增大，脫硫系統(tǒng)液氣比增加，但是液氣比增加的幅度會逐漸減小。1.2脫硫效率當吸收塔入口SO2濃度一定時，決定脫硫系統(tǒng)液氣比的最主要因素是SO2的脫除效率。如果要求達到的SO2脫除效率增加，則需要增加氣液接觸機率，液氣比就必須增大。但當脫硫效率增加到一定程度后，單從增加液氣比來提高脫硫效率，效果已不是非常明顯，反而會增加巨大的動力消耗。實際上，SO2與吸收漿液有一個氣液平衡，液氣比超過一定范圍后，脫硫率將不再增加1.3煙氣溫度脫硫系統(tǒng)實際運行過程中，機組負荷變化比較頻繁，脫硫系統(tǒng)進口煙溫也會隨之波動。理論上，進入吸收塔的煙氣溫度越低，脫硫系統(tǒng)水耗越低，液氣比也將越低;同時，進入吸收塔的煙氣溫度越低，越有利于SO2氣體溶于漿液，形成HSO3。在脫硫效率不變的情況下，液氣比隨著吸收塔煙氣溫度的降低而降低。1.4噴淋層數(shù)及間距從目前國內(nèi)已建脫硫裝置來看，噴淋層數(shù)多為2-4層。噴淋層數(shù)與液氣比對照見表1。表1噴淋層數(shù)與液氣比的對照從表1可以看出，隨著噴淋層數(shù)的增加，液氣比逐漸減小，并且減小的幅度越來越小;當噴淋層為1層時，液氣比增加顯著，這也是各脫硫工程沒有選擇1層噴淋層的主要原因。例如，國電荷澤發(fā)電廠三期2*300MW機組煙氣脫硫工程噴淋層為3層，山東魏橋鋁電有限公司氧化鋁配套第一汽站8*240t/h鍋爐脫硫工程噴淋層為4層。噴淋層間距對液氣比的影響較小，總的趨勢是隨著噴淋層間距的增加，液氣比逐漸降低(詳見表2)。當噴淋層間距由1m增加到2.4m時，液氣比由10.91L/m3L/m3。表2液氣比與噴淋層間距關(guān)系1.5煙氣流速根據(jù)雙膜理論，提高煙氣流速可提高氣、液兩相的湍動，降低煙氣與液滴間的膜厚度，增加液滴下降過程中的振動和內(nèi)部循環(huán)，提高傳質(zhì)系數(shù)，降低了液氣比。另外，隨著煙氣流速的增加，噴淋液滴的下降速度將相對降低，使單位體積內(nèi)持漿量增大，增大了傳質(zhì)面積，降低了液氣比。煙氣流速與液氣比的關(guān)系見圖1。2、液氣比影響參數(shù)的確定通過以上的分析可以看出：吸收塔入口SO2濃度、脫硫效率、煙氣溫度等是確定液氣比的前提條件。而合理的液氣比可以通過方案設(shè)計、選型等途徑選擇優(yōu)化的噴淋層數(shù)、噴淋層間距、煙氣流速等參數(shù)。根據(jù)煙氣中SO2的含量及運行負荷變化，確定合理噴淋層數(shù)量。為了確保系統(tǒng)的脫硫效率，噴淋層一般設(shè)2層、3層或4層，噴淋層數(shù)過少則達不到效率要求，過多雖可以提高效率，但已不明顯，且煙氣系統(tǒng)阻力增加，反而得不償失。根據(jù)脫硫系統(tǒng)實際運行工況可以選擇投運不同的噴淋層數(shù)，可滿足需要達到的脫硫效率。與噴淋層數(shù)的設(shè)置及運行不同的是，噴淋層間距及煙氣流速的選擇一旦確定并且在脫硫系統(tǒng)施工完成后無法通過以后的運行來調(diào)節(jié)。液氣比隨著噴淋層間距的增加而降低，從這個角度出發(fā)，噴淋層間距越大越好，但是噴淋層間距增大后，塔高隨之增高，出口煙道也相應(yīng)的增高，投資增大。噴淋層間距也不能太小，否則會影響噴嘴的噴淋覆蓋率。根據(jù)不同的脫硫系統(tǒng)，噴淋層間距一般選擇1.2-2.5m。在實際工程中，煙氣流速的增加無疑會使脫硫塔的塔徑變小，脫硫塔的阻力有所增加，風機的能耗增大，液氣比的降低可減少脫硫塔的投資和循環(huán)泵的投資運行費用，總的投資運行費用降低了。但煙氣流速過高，噴淋層噴出的霧滴將為煙氣所攜帶，增加除霧器的負荷，影響除霧器的性能，甚至會產(chǎn)出二次夾帶。目前，將脫硫塔內(nèi)煙氣流速控制在3.0-4.0m/s是較為合理的。3、結(jié)語討論了液氣比的影響因素及各相關(guān)影響參數(shù)的選擇