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脱硫除尘一体化介绍（高效旋流板塔）

发布时间：

2018-12-07 13:15

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旋流板塔旋流板塔技术可以实现脱硫、除尘一体化。塔内的工作机理是针对烟尘成份组成的特征，采用成功的碱液吸收法，经过旋流、喷淋、吸收、吸附、氧化、中和、还原等物理、化学过程，以及脱水、除雾，达到脱硫、除尘、除湿、净化烟气的目的。 1、脱硫原理一般情况下，脱硫是利用二氧化硫的特性，即酸性、氧化性、还原性。氧化性与还原性是在强氧化剂强还原剂与催化剂的作用下氧化成酸性更强的SO3与还原成原素硫。一般情况下，利用碱液脱硫时关键应考虑溶解性：SO2溶解于水，但溶解度不大，那么当碱液量一定时，只能靠增大碱液与SO2的接触面积，使SO2溶于水后与碱快速反应生成盐再次溶解SO2，或直接SO2与H2O、碱同时接触反应。或碱液对SO2进行包溶，那么，在其它条件相同时（如PH值为定值、碱液量相同时）碱液的雾化质量越好、脱硫效率越高。旋流板塔独特的设计能使高速运动的气流对碱液作激烈的搅拌，产生涡流内循环，重复雾化，使碱液完全雾化，液滴粒径基本在0.2mm以下，达到最佳雾化质量，液雾与SO2充分搅拌在一起，达到最佳的接触方法与接触面积，从而达到理想的脱硫效果。 2、除尘原理烟气自脱硫除尘塔底部切向进入后，绕着底部的稳流柱旋转上升，利用离心力作用除去70%的较大尘粒，然后变速通过三层涡流旋流板。在这三次大的变速运动中，高速气流对碱液做激烈搅拌使水达到最佳的雾化质量(液滴直径0.2mm)，从而使得烟气与碱液达到最大的接触面积(是水膜除尘器中的水与烟气接触面积的200倍以上)。这样，较大的尘粒在离心力作用下被除去，较小的尘粒受到液滴的碰撞与拦截，受到粒子上的冷凝，受到多次的布朗扩散等作用而凝并成较大的尘粒而被除去，此外，还有部分微小尘粒通过絮流、吸附、聚凝、催化传质后被捕集，最后都流至塔底部再排至沉灰池。 3、原理的独特设计 1）旋流板上的碱液基本不下落，在板上做抛物运动； 2）该技术能使气液接触面积至最大化，又使气相紊动剧烈，增强了碱性液体对酸性气体的吸收作用； 3）独特的用水量设计是利用雾化水量、阻力、烟气温降、三方互益的坐标极限来设计的，使得阻力、温降、用水量都最为合理； 4）有效的利用碱液的结垢周期，控制碱液在除尘器内的停留时间，使碱液在除尘器内不结垢。旋流板塔示意图： 4、应用旋流板塔技术的脱硫除尘器介绍：（1）花岗岩麻石脱硫除尘器：筒体、分水沟、分水器、旋流板、溢流沟全部采用花岗岩制造，仅有卡节与支架为不锈钢制造；设备特点： 1）脱硫、除尘效率高； 2）整套设备使用寿命长、造价低； 3）整套设备无喷嘴、无阻塞，可以完全使用废水； 4）排放烟气不带水； 5）结构紧凑，占地面积小，外型美观。（2）全不锈钢脱硫除尘器筒体、分水沟、分水器、旋流板、溢流沟、卡节与支架均为不锈钢制造，使得整套设备使用寿命长，性价比高。设备特点： 1）脱硫、除尘效率高； 2）设备使用寿命长，性价比高，故障率低，无文丘里喉管，外部无溢水槽，整体阻力小； 3）结构紧凑，占地面积小，外型美观； 4）排放烟气不带水；

大型旋流板净化塔背景技术旋流板塔是浙江大学于20世纪70年代初研制成功并在工业上获得广泛应用的一种新型塔板，这种塔板由于开孔率大，故处理能力大，压降低，不易堵塞。他们先后研制了“板-管结构”和“板-椎结构”两种不同形式的旋流塔板。（引自《现代塔器技术》高速塔）旋流板由布液盲板，旋流叶片，罩筒，集液槽，溢流管（锥）组成。气流通过叶片时产生旋转运动，液体由盲板分配到各叶片形成薄液层，被叶片间吹出的气流喷成细液滴，在旋转气流中受离心力甩向塔壁形成旋转的液环，并受重力作用流至集液槽，再通过溢流管（锥）流到下层塔板的盲板上。旋流板有内向传质混合型和外向离心分离型两种。旋流板技术已在全国几十种不同用途中发挥作用，1984年获全国科学大会四等奖。中国专利94210374.2《湿法烟气脱硫除尘装置》把旋流塔板应用到烟气净化领域。旋流板塔负荷高，压降低，操作弹性大而得到广泛应用，特别是直径φ1000mm的塔被广泛用于吸收、气液接触传热、除雾、除尘，效果显著。当塔板放大时，旋流板的开缝随着直径的增大而增大，且离心力场变弱。对塔体流体力学状态、传热传质规律性及放大效应，尚需进一步弄清后才能在大塔推广（《中氮肥》1987年 01期《大直径双程旋流板冷却塔技术总结》）。《中氮肥》和1994年 02期《大直径双程旋流板塔在柳化厂的应用》，《包钢科技》1999年 04期《大型除雾旋流板在喷淋塔的应用》等文献均采取双程旋流板解决这一问题，双程旋流板外程叶片数比内程叶片多一倍，塔壁处叶片间距可缩小，气液的分布和接触不至恶化，仍可保证较高的传质传热效率。四川化工总厂冷凝塔直径φ3000mm，包钢烧结厂烟气净化塔直径φ6500mm。全国化工热工设计技术中心站2001年会论文集《旋流板塔大型化的设计与研究》（湖南大学陈昭宜等）论述了邯郸热电厂φ5700mm烟气脱硫塔采用叶片外端直径分别为2000mm、3900mm和5700mm三程旋流板处理30万m3/h烟气。由于旋流塔板放大后，旋流板开缝增大，且离心力变弱，塔体流态、传热传质规律性变化较大，双程和多程旋流板效果变差，影响旋流板塔大型化应用推广。为了克服旋流塔板放大后开缝增大，离心力变弱，吸收、气液接触传热、除雾、除尘效果变差的问题，本实用新型提供一种大型旋流板净化塔，可以使旋流塔板直径很大。

背景技术工业革命以来，大量化石燃料被利用，排放了大量二氧化碳和二氧化硫。大气中的二氧化碳造成“温室效应”，使气候变暖，构成长期危害；二氧化硫累积则形成“酸雨”，危害地表动植物正常生存和生活。脱硫技术已经成为人类生存和发展的关键技术之一。脱硫技术种类繁多，国内外工业应用较为广泛的只有十几种，湿法脱硫技术是目前国内外研究最多，应用最广的脱硫技术，此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85%。主要湿法烟气脱硫技术如石灰石—石膏法、钠碱法、双碱法、氨法、金属氧化物吸收法等。中华人民共和国环境保护行业标准《工业锅炉/炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》和《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰－石膏法》均对石灰石/石灰－石膏湿法脱硫提出了规范和要求。石灰石/石灰—石膏湿法是当今世界最成熟、使用最为广泛的烟气脱硫技术之一，已广泛应用于世界各地；其吸收剂石灰石的来源广泛，成本低，钙硫摩尔比较低，脱硫效率高，脱硫剂利用率高，烟气处理量大，特别适合大机组；煤种适应性强，低、中、高硫煤均可，对高硫煤优势突出，脱硫产物石膏可作为建筑等材料。石灰石/石灰—石膏湿法脱硫实际是以pH5-6的石灰石/石膏浆作吸收剂，因其密度大(1230kg/m3)，液气比高（8～25 L/m3），接触时间长（2～5 s），需低温吸收高温排放，所以投资费用高（占电厂总投资的10%～13%），运行费用较高；占地面积大；电耗比较高（占总发电量的1.5%～2.0%）；塔内构件和塔底持液槽易结垢、堵塞及腐蚀；脱硫副产物脱硫石膏的制备储运和综合利用困难，脱硫成本相对较高；烟气除尘要求高，系统管理操作复杂，难以应用于中小型烟气和燃油烟气脱硫。钠碱法用NaOH或Na2CO3作脱硫剂，是最简单易用的方法，由于消耗和成本高、存在二次污染，应用范围受到一定限制。双碱法是采用Na2CO3或NaOH和石灰两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法，吸收过程中以钠碱在脱硫塔内吸收SO2，吸收液回到沉淀池加石灰再生，再生的钠碱再泵回吸收塔脱硫，克服了传统石灰石-石膏法容易结垢堵塞和钠碱法成本高易污染的缺点。由于烟气中Cl-、F-、NO3- 和SO42-等离子的存在，强酸的钙盐无法再生，在一定程度上双碱法脱硫工艺实际是石灰水脱硫法。目前，在某些地方和某些时候，一些小型脱硫装置运行时仅以水吸收，不加任何脱硫剂，没有脱硫效果；或者加有脱硫剂，但脱硫后吸收液pH没有变化，说明装置本身没有脱硫效果。这样没有效果的“脱硫”使环境管理和改善更加困难。为了克服石灰石-石膏湿法脱硫成本相对较高、烟气除尘要求高、系统管理操作复杂、中小型烟气和燃油烟气脱硫装置难以应用的问题，本发明提供一种石灰石浆湿法脱硫工艺，把现有技术的烟气系统、吸收剂制备与供应系统、二氧化硫吸收系统、脱硫副产物处理系统的四大工艺系统简化，使脱硫系统投资省、操作管理简单、应用更为广泛。

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