1、影响液气比的因素分析
湿法脱硫系统中影响液气比的因素主要有吸收塔入口SO2的去除率、淋浴层数、淋浴层间隔、烟气流速、烟气温度等。
1.1入口IPYA3
吸收塔入口SO2浓度是影响脱硫系统液气比的主要因素。在其他条件相同的情况下,燃煤硫分与吸收塔入口SO2浓度成正比。随着燃煤硫分的增大,脱硫系统的液气比增加,但液气比增加的幅度逐渐减小。
1.2脱硫效率
当吸收塔入口SO2浓度固定不动时,决策脱硫系统液气比的最主要因素是SO2的脱硫效率。如果要求达到的SO2脱除效率增加,则需要增加气液接触机率,液气比就必须增大。但当脱硫效率增加到一定程度后,单从增加液气比来提高脱硫效率,效果已不是非常明显,反而会增加巨大的动力消耗。实际上,SO2与吸收浆液有气体平衡,液体比超过一定范围后,脱硫率不再增加
1.3烟气温度
脱硫系统实际运行中,单元负荷变化频繁,脱硫系统进口烟气温度也变动。理论上,进入吸收塔的烟气温度越低,脱硫系统的水消耗量越低,液气比也越低,同时进入吸收塔的烟气温度越低,SO2的气体溶于浆液,有助于形成HSO3。脱硫效率不变时,液气比随吸收塔烟气温度的降低而降低。
1.4淋浴层数和间隔
目前国内建设脱硫装置,淋浴层数多为2~4层。淋浴层数与液体气体比较表1。
表1淋浴层数与液体比的比较
表1可以看出,随着淋浴层数的增加,液体比逐渐减少,减少幅度变小的淋浴层为1层时,液体比显着增加,这也是各脱硫工程不选择1层淋浴层的主要原因。例如,国电荷泽发电厂三期2*300MW单元烟气脱硫工程淋浴层为3层,山东魏桥铝电有限公司氧化铝辅助第一汽站8*240t/h锅炉脱硫工程淋浴层为4层。
喷淋层间距对液气比的影响较小,总的趋势是随着喷淋层间距的增加,液气比逐渐降低(详见表2)。当喷淋层间距由1m增加到2.4m时,液气比由10.91L/m3L/m3。
表2液气比与淋浴层之间的间距关系
1.5烟气流速
根据双膜理论,提高烟气流速可提高气、液两相的乱动,降低烟气与液滴之间的膜厚,增加液滴下降中的振动和内部循环,提高传质系数,降低液气比。另外,随着烟气流速的增加,淋浴液滴的下降速度相对降低,单位体积内持浆量增大,传质面积增大,液气比降低。烟气流速与液气比的关系见图1。
2、液体比影响参数的确定
通过以上分析,可以看出吸收塔入口SO2浓度、脱硫效率、烟气温度等是确定液体比的前提条件。合理的液气比可以通过方案设计、选择等途径选择优化的淋浴层数、淋浴层间隔、烟气流速等参数。
根据烟气中SO2的含量和运行负荷的变化,确定合理的淋浴层数。为了确保系统的脱硫效率,淋浴层一般设置2层、3层或4层,淋浴层数过少不能满足效率要求,过多可以提高效率,但不明显,烟气系统的阻力增加,反而会失去。
根据脱硫系统的实际运行状况,可以选择不同的淋浴层数,需要的脱硫效率。与淋浴层数的设定和运转不同,淋浴层间隔和烟气流速的选择一旦确定,脱硫系统施工完成后,就无法通过今后的运转进行调节。
液气比随淋浴层间隔的增加而下降,从这个角度来看,淋浴层间隔越大越好,但淋浴层间隔增大后,塔高增高,出口烟道也相应增高,投资增大。淋浴层的间隔也不能太小。否则,会影响喷嘴的淋浴复盖率。根据脱硫系统,淋浴层的间隔一般选择1.2-2.5m。
在实际工程中,烟气流速的增加无疑会使脱硫塔的塔径变小,脱硫塔的阻力增加,鼓风机的能源消耗增大,液气比的可以减少脱硫塔的投资和循环泵的投资运行费用,整体的投资运行费用下降。
但烟气流速过高,喷淋层喷出的雾滴为烟气携带,增加除雾器的负荷,影响除雾器的性能,甚至产生二次夹带。目前,将脱硫塔内的烟气流速控制在3.0-4.0m/s是合理的。
3、结语
讨论了液气比的影响因素和各相关影响参数的选择,对确定合理的液气比和控制工程成本具有一定的参考意义。在脱硫系统的实际运行中,应随时注意锅炉负荷增大,烟气量增加,以及由于循环泵叶轮磨损,脱硫循环量不足引起的液气比降低,影响脱硫率。
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