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1、 湿法脱硫FGD (1内蒙古工业高校能动学院；2. 内蒙古工业高校电力学院，内蒙古 呼和浩特 010100)摘 要：文中分别介绍了喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔、双回路塔四种基本SO2汲取塔的结构及其特点。 关键词：烟气脱硫；喷淋塔；填料塔；喷射鼓泡塔；双回路塔中图分类号：TM628 文献标识码：C 文章编号：10176921(2022)06010302 FGD技术按其脱硫方式以及脱硫反应产物的形态可分为湿法、干法及半干法。湿法脱硫工艺应用最多，占脱硫总装机容量的83.02%1。湿法烟气脱硫装置一般由汲取剂制备系统、烟气系统、SO2汲取系统、副产品处理系统等组成。汲取塔是脱硫装置的核心设备，它的结
2、构设计优劣干脆关系到脱硫效率的凹凸，常见的有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和双回路塔四种类型。1 喷淋塔 740)this.width=740 border=undefined 图1 喷淋塔结构简图 喷淋塔又称空塔或喷雾塔，是石灰石石膏法工艺的主流塔形。其结构见图1。塔内分为喷淋区、氧化区和除雾区。喷淋区高度一般为515m，接触时间约为25s，有34个喷淋联管，每个联管都装有许多雾化喷嘴，交叉布置；氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风将CaSO3氧化成CaSO4，并结晶生成石膏2。喷淋塔的工作过程是：石灰石浆液通过雾化喷嘴形成雾滴，匀称地喷淋于塔中；进入汲取塔的烟气与自由移动的液滴紧密
3、接触(一般是以逆流方式布置，且不设气流限制装置)；净化后的烟气所携带的液态雾滴由除雾器捕获。 喷淋塔结构简洁，对煤种、锅炉负荷改变适应实力强，脱硫效率调整简单，维护便利且不易结垢和堵塞。 近年来，国外正在开发高速塔，将塔内烟气速度大幅度提高（可达6m/s以上），因而塔径减小，节约了投资。但假如汲取塔入口段设计不合理，其脱硫效率将受气流分布不均的影响，且石灰石浆液循环泵的能耗也较大3。2 填料塔 填料塔主要有两种类型：格栅填料塔和湍球塔。图2所示的是采纳塑料格栅做填料的格栅填料塔。格栅填料塔是在塔内放置格栅填料，浆液循环泵将石灰石浆液送到溢流型喷嘴，浆液溢流到格栅上，烟气顺流进入汲取塔，在格栅上
4、气流和浆液充分接触传质，完成二氧化硫的汲取过程，从而达到脱硫的目的；湍球塔是以气相为连续相的逆向三相流化床，在湍球塔的两层栅栏之间装有很多填料球（通常为聚乙烯或聚丙烯注塑而成的空心球），如图3所示。烟气由烟道进入塔的下部，填料球处于匀称流化状态，汲取剂自上而下匀称喷淋，润湿小球表面，进行汲取。由于气、液、固三相接触，小球表面的液膜不断更新，增加了气、液两相的接触和传质，达到高效脱硫和除尘的目的。 格栅填料塔的优点是采纳溢流型喷嘴，循环泵能耗较低，喷嘴的磨损状况大为缓解；其缺点是格栅简单被CaSO4•2H2O及CaSO4堵塞，需定时清洗，维护费用较高。 湍球塔具有处理烟气量大、稳定性
5、好、汲取率高、占地面积小、造价低廉、操作简单、维护简洁便利等特点，可用于各种条件下的烟气脱硫。但其阻力较大，须要定期更换填料球。3 喷射鼓泡塔 喷射鼓泡塔又称气体喷射鼓泡塔或喷射鼓泡反应器、它是在一般鼓泡塔的基础上发展起来的。喷射鼓泡塔原理示意图如图4所示。烟气通过喷射管以肯定压力进入脱硫液中，形成肯定高度的喷射气泡层，可省去再循环泵和喷淋装置。净化后的烟气经上升管进入混合室，除雾后排放。 与其他汲取塔不同之处在于，在鼓泡塔中，脱硫剂成为连续相，烟气成为分散相，从而大大降低了传质阻力，加快了反应速率，增大了装置处理实力。喷射鼓泡塔不仅能满意气液固三相反应的要求，且具有压强损失小，不易结垢，不易
6、堵塞，不易磨损，造价低，适应性强，除尘效率高的特点。 喷射鼓泡塔同时存在汲取过程动力消耗过大、烟气温度降低太多、设备需作防腐处理的特点4。740)this.width=740 border=undefined4 双回路塔 双回路塔采纳单塔两段工艺，即在塔内分为汲取塔上段和汲取塔下段，并且上下两段分别配置各自独立的浆液循环泵，如图5所示。下段作为预冷区，并进行一级脱硫，限制较低的pH值，防止结垢和提高汲取剂的利用率；上段为汲取区，其排水经集液斗引入塔外另设的加料槽，在此加入簇新石灰石浆液，维持较高的pH值，以获得较高的脱硫率5。 在同一汲取塔中将两个反应区域分开，使各个反应过程都能得到最佳的化学
7、反应条件，并且通过限制pH值，避开了硫酸钙过饱和波动引起的结垢和堵塞；汲取塔下段循环浆液pH值保持在4.5左右，有利于石膏的生成，也有利于提高石灰石的利用率，并使亚硫酸氢根几乎全部就地氧化为硫酸根，进而以石膏的形式结晶析出；在汲取塔下段，烟气中的HCl和HF被除去，因此，在汲取塔的上下两段可采纳不同的防腐材质，从而节约投资；汲取液中形成的亚硫酸钙是特别有效的缓冲剂，使溶液的pH值不随烟气中的SO2浓度的波动而改变6。5 结束语 以上四种塔形是最基本的SO2汲取塔，许多塔形如Noell-KRC双回路塔、ABB逆流喷淋汲取塔、PureAir格栅填料汲取塔都是在这四种塔形的基础上发展起来的。我国现阶
8、段应用的烟气脱硫设备大部分是从国外引进的，存在工程投资大、运行费用高、占地面积大的问题。针对这些问题，须要脱硫工作者在消化、汲取国外先进脱硫技术和设备的基础上，开发出适合我国国情的脱硫设备，加速我国烟气脱硫的进程，使脱硫技术真正有效的应用到实际中。参考文献1 冯玲，杨景玲，等.烟气脱硫技术的发展及应用现状J.环境工程，19101，15（2）：19.2 李广超，傅梅绮.大气污染限制技术M.化学工业出版社，2004：56.3 阎维平,刘忠，等.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与限制M.北京：中国电力出版社，2022:51.4 郝吉明，王书肖，等.燃煤二氧化硫污染限制技术手册M. 北京：化学工业出版社，2001：2101.5 钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例M.北京：化学工业出版社，2002：69.6 阎维平,刘忠，等.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与限制M.北京：中国电力出版社，2022:40. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页