【脱硫设备知识】脱硫吸收塔-热电环保长生界续
脱硫反应塔（器）是FGD系统的主体和核心设备，它的型式、大小和结构决定于脱硫工艺、机组容量和操作过程的条件。在常用的几种脱硫工艺中，湿式石灰石法占80%以上，是FGD的主流工艺，它的吸收塔是最主要的脱硫反应设备。吸收塔的性能与价格在FGD系统设计中占有举足轻重的地位。
在湿式洗涤吸收塔中，脱硫过程的特点是，有传质传热，又有化学反应；有物理吸收，又有化学吸收；有气—液—固多相反应，也有均相反应，还存在催化反应。在处理吸收液时，有氧化、浓缩、结晶、分离、脱水、干燥等多个化工单元操作天字医号，有时还有还原再生以及副产物回收加工和贮运等等。所以，应该说FGD工程是一个相当复杂的系统。在这个工程系统中，脱硫反应塔（器）的型式多种多样，主要决定于脱硫的工艺过程和操作条件、机组的容量以及技术经济的要求。
在选用吸收装置时需要考虑很多因素：处理能力要大、压力损失要小、构造力求简单、吸收效率高、操作弹性大、运行可靠、维修方便等。此外，尚须考虑吸收系统的各种特点。对气膜控制的吸收过程，一般应采用填料塔之类的液相分散型装置痴心不轨，使液相分散，气相湍动，有利于传质。对液膜控制的吸收过程，则宜采用各类板式塔，使液相湍动，气相分散奔象地板，有利于传质。在必需的液气比下，气膜控制时，应选择气相传质系数大的装置；液膜控制时，则应选择液相传质系数大的装置。对于一般的化学吸收过程，可以按气膜控制来考虑。
烟气脱硫，湿式钠法和氨法过程属于气膜控制，而且介质的腐蚀性较强，宜采用填料塔或板式塔；湿式钙法和镁法则应考虑以气膜为主的双膜控制，且因可能发生结垢堵塞，宜采用喷淋塔和液柱塔，也可以采用鼓泡塔和筛板塔。处理气量较小时，可采用旋流板塔和文丘里洗涤器等。
脱硫吸收塔（器），根据其结构特点可以分为喷雾型洗涤塔、填料塔、板式塔、流化床和文丘里洗涤器、自激式和机械力洗涤器、离心水膜洗涤器等。其中喷雾型洗涤塔，或称喷淋塔是应用最广泛的塔型，填料塔和板式塔是它的合理改进型。流化床洗涤器，或称湍球塔是由填料塔发展而来。
1.喷淋塔是湿法工艺的主流塔型，在全世界湿法FGD系统中占有突出的地位，主要是针对解决内部构件的结垢问题而设计的。喷淋塔多采用逆流方式布置，烟气从喷淋区下部进入吸收塔，烟气流速为3m/s左右旺角街头，液气比L/G与煤含硫量和脱硫率关系较大，一般在8~25L/m3之间。喷淋塔优点是塔内构件少，故结垢可能性小，压力损失也小。逆流运行有利于烟气与吸收液充分接触，但阻力损失比顺流大。
吸收区高度为5~15m，如按塔内流速3m/s计算，接触反应时间约2~5m。区内设3~4个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，交叉布置，覆盖率达200%~300%暗黑帝国。喷嘴入口压力不能太高，在50~200kPa之间。喷嘴出口流速约10m/s。雾滴直径在1.3~3.0mm之间，液滴在塔内的滞留时间1~10s，雾粒在一定条件下呈悬浮状态。
吸收塔底部是氧化槽，氧化槽的功能是接受和储存吸收浆液，溶解石灰石，鼓风氧化
CaSO3，结晶生成石膏。早期的湿式石灰-石灰石法几乎都是在脱硫塔外另设氧化塔，这种工艺易发生结垢和堵塞问题。现在都采用就地强制氧化，循环吸收液在氧化槽内的设计停留时间一般为4~8min，与石灰石反应性能有关。石灰石反应性能差，为使之完全溶解，要求它在池内滞留时间长。氧化空气采用罗茨风机或离心风机鼓入，压力约5~86kPa，理论上氧化1mol SO2，需要1mol O2。
由于石灰石的溶解度低，要求底槽的容积很大。为了防止固体沉降，保证浆液更好地混合，需设置一些搅拌器不停地搅动。
在吸收塔不同的高度上对吸收浆液的pH值连续测量，用来校正和保持吸收塔底槽中灰浆的pH值为常数。
为了对烟气所夹带的液滴进行分离，设置两级除雾器在洗涤塔的上部，通过这一装置，可达直径大于17μm的液滴分离率为99.9%。
2.填料塔也是一种应用广泛的气液传质设备。与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。早期，填料塔主要应用于实验室和小型工厂杨过传，直径多在0.5米以下。但近些年来，关于填料塔的研究及其应用取得了巨大的进展，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。按照填料的结构有格栅式和由其他填料组成的填料塔。塔体为一圆形筒体，筒内分层安放一定高度的填料层。早期使用的填料是碎石、焦炭等天然块状物。后来广泛使用瓷环（如拉西环）和木格栅等人造填料。这些填料在塔内的堆放方式可分乱堆填料和整砌填料。
填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。在填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均布于塔截面上，进入下层填料。
气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排出。离开填料层的气体可能挟带少量雾滴，因此，需要在塔顶安装除沫器。
气液两相在填料塔内进行接触，填料上的液膜表面即为气液两相的主要传质表面。在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作时气相是连续相，液相是分散相。气体通过每米填料的压力降△p/Z（Z为填料层高度）与填料的尺寸、类别、堆放方式有关，且随两相的流速而变化。干填料层的压力损失约与气速的1.8~2.0次方成比例，表明气流在实际操作中是湍流。当气速固定，液体喷淋密度增大时，气流的压力降增加岚学。如液流量（或喷淋密度）固定，增大气速到开始拦液（这一点称为载点），其相应的气速称为载点气速。当气速继续增大，填料层中的持液量愈积愈多，充满了整个空隙，气体压力降几乎是垂直上升。同时在填料层顶部开始出现鼓泡液层，进而充满全塔，这时塔内气、液两相间发生了由原来气相连续、液相分散变为液相连续、气相分散，产生气体以泡状通过液体的液泛现象。开始出现此现象的点称为泛点，相应的气速称为液泛速度。泛点为普通填料塔的操作极限。要使操作平稳，压力降不致于过大，气流速度必须低于液泛速度；如考虑到操作中波动较大，或要求压力降平稳，则气流速度还应低于载点速度。
填料是影响填料塔经济性的最重要因素。填料塔的传质效率很大程度上取决于液体喷淋是否均匀和填料是否全部被湿润。因此，计算得到的塔径DT值还应以喷淋密度来校核，保证喷淋密度U>5m3/(m2·h)。
填料塔的总高度包括填料层、填料段间空隙以及塔顶、塔底各部分的高度。一般大中型填料塔段间空隙可取800mm左右，塔顶空间高度取1000mm，塔底空间高度取1500mm。
为使气体沿塔截面均匀分布，填料层高度Z与塔径DT之比不宜过小，以Z/DT=1.5~2.0为其下限；过大则会使压力降急剧增加，宜以10为其上限。
填料塔的液泛速度、塔径、塔高、填料层高和压力降等均可通过计算确定。
在设计空塔气速时，通常均先计算液泛速度，然后再乘以安全系数作为实际操作气速。
3.板式塔是一种应用广泛的气液传质设备迪斯科舞星，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干块塔板所组成。板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下横向通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出。在每块塔板上皆贮有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相进行接触传质。在板式塔内形成气液界面所需的能量是由气体提供的。
板式塔具有以下两方面的功能：
（1）在每块塔板上气液两相必须保持密切而充分的接触，为传质过程提供足够大且不断更新的相际接触表面猪小弟，减小传质阻力；
（2）在塔内应尽量使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质动力。
当气液两相进、出塔的浓度一定时，两相逆流接触时的平均传质推动力最大。在板式塔内，各块塔板正是按两相逆流的原则组合起来的防身电棒。
除保证气液两相在塔板上有充分的接触之外，板式塔的设计意图是力图在塔内造成一个对传质过程最有利的理想流动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，而在每一块塔板上两相呈均匀的错流接触。
板式塔的主要构件是塔板。各种塔板的桔构大同小异，主要构造包括：
（1） 塔板上的气体通道——筛孔
（2） 溢流堰
（3） 降液管
通常一块塔板只有一个降液管，称为单流型塔板。当塔径或流体流量很大时，降液管的数目将是多个。
气体通道的形式很多，对塔板性能的影响极大，各种塔板的主要区别就在于气体通道的形式不同。
筛孔板的气体通道最为简单，它是在塔板上均匀地开出许多圆形小孔，称为筛孔。筛孔的直径通常是3~8mm，直径为12~25mm的大孔径筛板也应用得相当普遍。这种大孔径筛板塔又叫做穿流板塔。
筛板塔是板式塔的一种。工业上常用筛孔直径为3~8mm，推荐采用4~5mm。对于碳钢及铜合金塔板孔径d0一般应不宜小于板厚δ，对于不锈钢塔板d0应不小于（1.5~2.0）δ。
孔中心距 一般取（2.5~5）d0， /d0宜在3~4范围内按所需的开孔面积A0来考虑。开孔一般均按正三角形排列。此时，开孔面积A0与开孔区面积A之比可按下式求得：
溢流堰高度在50~100mm之间。弓形堰长取塔径的0.6~0.8倍。
气体通过筛板的压力降由干板压力降、板上液层压力降及表面张力压头所组成，而后两项又可合并考虑，作为液层的有效阻力。
筛板塔的操作有一个下限气速，当气速低于此值时，液体自筛孔漏泄，是所谓漏液点。
实际气速与此值之比，就称为稳定系数。实际操作时，稳定系数一般可取1.5~2.0西藏秘密全集。
旋流板塔是一种喷射型的板式塔，其特点是塔板由3~6板片组成，当液体进入塔板区，则沿一定的角度斜向穿过板片间的缝隙，呈旋流状态，将板片上的液体旋向塔壁，进入板片区。气体沿一定的角度斜穿板片间的缝隙，形成旋流状态，将板片上的液体旋向塔壁，从而进行气液间的传质。
烟气切线进入塔底，向上螺旋运动，因塔板的导向作用而加强旋转。烟气在塔板上将逐板流下的液体分散成雾状，气液间的接触面积大，烟气中SO2被碱性液体充分吸收，同时烟气中的尘粒被水雾粘附，受离心力作用甩到塔壁随液体排出。
在塔顶内壁加2~4条由Φ6mm圆钢材弯成的螺旋线，以挡住液体的二次夹带。
在塔底进气管应以切线方向设置，可使气流均匀分布。气流旋向应与塔板旋向相同，以降低压力降。最底下的一块板的溢流管宜采用液封结构大云山汉墓，李元玲并在溢流管下装有喷洒板。喷洒板的作用是使底段的气液接触良好，起传质作用。
旋流板塔用于气、液接触传热，全塔效率可取50%；用于化学吸收，吸收效率可达40~60%或更高；用于除雾、除尘，单板效率在90%以上。
板片是通过在整板上开片组成，板片外端与水平成a夹角，并与罩筒固定，a称为仰角，仰角大，开片率大，则压力降13号怪异岛小，旋转力也小。仰角小则反之，一般仰角为20°~30°。
板片数随塔径增大而增加，当塔径大于1m，板片可取24片以上。板间距可在300~500mm间选用。
穿过板片缝隙的气流方向趋近中心的称内向板。反之，远离中心的称外向板。内向板的气液接触时间长于外向板，适用于传热、传质（烟气脱硫）；外向板液体旋向塔壁的行程短于内向板，适用于除雾、除尘。
位于板片外缘的环状体叫罩筒。设置罩筒的主要目的是使塔壁和罩筒间形成一个环隙，作为集液槽，以便将液体通过降液管导入下层塔板。同时，也有利于减少气流夹带雾沫。罩筒高度对塔板操作有一定影响。当罩筒过高时，旋转的液滴不能越过罩筒进入集液槽，将出现淹塔现象和造成板片间隙漏液。若罩筒太低，集液槽内的液体会返漫板片区。在允许压力降增高的情况下，轻微的返漫对板效率无甚影响，若大量返漫时，板压力降陡增，效率下降，在一般情况下，罩高可比板片稍高或和板片同高。返漫现象可用增加降液的办法解决。降液装置的弧形降液孔，下接漏斗状异形管。降液面积根据降液量以流速0.3~0.4m/s计算。适当加大降液面积对处理大液量有利。
4.液柱塔在以往的的喷管基础上加以改良并将其位置移至吸收塔下部，浆液向上喷，状如喷泉。空塔无填料，结构简单，可以提高喷液的高度。实践表明能达到与格栅塔具同等的脱硫率和除尘率。
烟气由塔的下部被导入后，通过布置在靠近入口上部的单层喷管群向上喷液形成的液柱，烟气通过与上升液和下降液的接触达到脱硫净化。然后再经配置在塔上部的除雾器排出塔外。
喷嘴向上高速喷出的吸收液，先在液柱顶部分散形成细小的液滴，然后下落并将烟气中的SO2吸收。由于下落液滴与向上喷出液体发生剧烈碰撞生成更加微小的液滴，使吸收液表面得到更新和增大，从而加强高效吸收。此外到达喷嘴处的烟气由于被向上喷出浆液卷起，同吸收液接触我不是李莲英，促使吸收率提高。
在大容量的FGD系统中,用得最多的是喷淋塔，其次为填料塔、液柱塔和板式塔。
填料塔与板式塔比较：
（1） 填料塔操作范围较小，对于液体负荷的变化特别敏感。当液体负荷较小时，填料表面不能很好地润湿，传质效果急剧下降；当液体负荷过大时，容易产生液泛。板式塔具有较大的操作范围。
（2） 填料塔不宜处理含固体悬浮物的物料，而某些类型的板式塔（如大孔径穿流板塔）可以有效地处理这种物系。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。
（3） 当气液接触过程中需要冷却以移除反应热或溶解热时，填料塔因涉及液体均布问题而使结构复杂化，板式塔可方便地在塔板上安装冷却盘管。
（4） 填料塔直径可以很小。板式塔直径一般不小于0.6m。
（5） 板式塔的设计比较准确可靠。安全系数较小。
（6） 塔径不大时，填料塔因结构简单而造价便宜。
（7） 填料塔适用于易起泡物系和腐蚀性物系，因填料对泡沫有限制和破碎的作用，可以采用瓷质填料。
（8） 对热敏性物系宜采用填料塔，因为填料塔内的滞液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间相对短筋肉控。
（9） 填料塔的压降比板式塔的小，因而对真空操作更为适宜。喷淋塔与液柱塔比较：
（1） 喷淋塔一般布置喷头3-4层，层间隔1.6m新英雄虎胆，有效工作区高度约5m；液柱塔的有效工作区高度较大，约为6-10m。
（2） 喷淋塔的L/G为10-15；液柱塔L/G较大，为13-25。
（3） 喷淋塔的循环槽贮液量一般，液柱塔因L/G大，要求贮液量多。
（4） 喷淋塔的每个喷淋层塔截面的喷头数为1.5个/m2。通常三层相当于4.5个/m2，多于三层时为6个/m2。液柱塔的截面喷头布置只有4个/m2。
（5） 喷淋塔中浆液以细液滴形式存在，平均粒径2.5mm。每升浆液雾化后液滴总面积约为2.4 m2；液柱塔中浆液以粗液滴和液膜形式存在。单位浆液形成的粒子面积较小。
（6） 喷淋塔的供液泵压头较高，约为20-25m。而烟气阻力较小，只有1000Pa上下；液柱塔的供液泵压头较小，约为12-20m，但烟气阻力相对较大。
（7） 喷淋塔大多为圆筒形，体量较小，占地少，且塔内无死角区，不易积垢。气流分布均匀，制作简单，节省材料洪湖吧。材料强度较好，易于施工防腐内衬；液柱塔为布置喷头方便采用矩形断面。相对体量较大，占地多，塔内易形成死角，气流分布不易均匀，材料的力学强度较差，防腐内衬容易出现裂缝騳骉怎么读。
（8） 喷淋塔FGD系统的能耗约为电厂发电量的1.2-1.4%。液柱塔在同等条件下约为1.3-1.8%，相对较高。
（9） 喷淋塔采用陶瓷喷嘴，喷出口通径Φ80，雾化性能好，不堵塞，耐腐蚀，抗磨损。使用寿命长，可连续使用多年不更换；液柱塔的喷嘴也是用陶瓷制成，性能相同。
（10） 喷淋塔的循环浆液浓度为15-20%。这是经过实践和优化而确定的，液柱塔的浆液浓度为20~30%鬼来电铃声。
（11） 喷淋塔的除尘效率达90%；液柱塔只有80%。
（12） 喷淋塔由于可用率高，维修工作量很少，液柱塔结构也简单，也容易维修。
（13） 喷淋塔在所有脱硫吸收塔中占绝对优势，有长期运行的业绩；液柱塔是上世纪九十年代问世的新塔型，业绩尚不多，还须要总结完善。
（文章来源于 中国脱硫脱硝资讯网）