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        濕法煙氣脫硫設(shè)備的研究進(jìn)展

        2020-12-24 07:52:34付寶慧
        錦繡·下旬刊 2020年11期
        關(guān)鍵詞:研究方向應(yīng)用價(jià)值

        付寶慧

        摘要:研究了脫硫吸收塔的改進(jìn)和新型降硫反應(yīng)器,如降膜反應(yīng)器、沖擊流反應(yīng)器和應(yīng)用于濕法煙氣脫硫的旋轉(zhuǎn)填料床,并比較了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。能夠處理大氣質(zhì)量并改善氣相質(zhì)量傳遞過程的旋轉(zhuǎn)填充床的開發(fā)將是工業(yè)應(yīng)用的研究向。

        關(guān)鍵詞:研究方向;應(yīng)用價(jià)值;濕法煙氣脫硫;旋轉(zhuǎn)填料床

        一、簡(jiǎn)介

        目前,全世界已經(jīng)開發(fā)并使用了超過200種類型的煙道氣脫硫方法,其中約20種已在工業(yè)上使用,濕法煙氣脫硫的有效性和成本取決于脫硫和脫硫工藝以及脫硫設(shè)備。

        二、脫硫吸收塔的改進(jìn)研究

        傳統(tǒng)的吸收塔主要包括噴淋塔、填充塔、板塔等。噴霧塔,最常以逆流模式排列,煙氣流量約為3 m/s,液氣比大于煤的硫含量和脫硫率。噴霧塔的工作過程如下:將吸收漿液通過噴嘴噴成小滴,均勻地噴在塔上,與煙氣完全逆流接觸,凈化后的煙氣除霧。噴霧塔的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)部零件少,不易污染和堵塞,壓力損失小,運(yùn)行可靠性高。缺點(diǎn)是氣液接觸面積小,傳質(zhì)效率低,循環(huán)泵必須提供足夠的壓力以保證漿料的良好噴射效果。另外,漿料中的脫硫劑顆?;蚍蹓m顆粒不應(yīng)太大。否則,噴嘴很容易堵塞。改善噴霧塔的傳質(zhì)效果,以促進(jìn)氣相傳質(zhì),并改善吸收系統(tǒng)。相關(guān)的工作人員在噴霧塔鐘安裝螺旋噴嘴,以此來實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。螺旋噴嘴可以把吸收劑液體噴灑到水幕上,使其和上升的煙道氣進(jìn)行充分的接觸,進(jìn)而吸收劑液體可以噴射到塔壁上以將其沖洗掉。

        三、新型脫硫反應(yīng)器

        3.1 降膜脫硫反應(yīng)器

        考慮到常規(guī)填料塔和板式塔的問題,例如脫硫過程中的污染和堵塞,出口煙道氣中經(jīng)常帶有液滴,這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和高成本;新型降膜反應(yīng)器和雙循環(huán)濕法脫硫建議使用該設(shè)備。水平?jīng)_洗雙循環(huán)滴膜濕式脫硫反應(yīng)器,同時(shí),借助翅片管束來當(dāng)作反應(yīng)器的滴膜載體。脫硫反應(yīng)器主要由吸收塔主體、液體收集罐、翅片管束、液體分配器以及儲(chǔ)液罐等諸多部分構(gòu)成。脫硫過程如下:將制備好的吸收劑液體送至供料罐的儲(chǔ)罐中,利用液體分配器,把漿液運(yùn)輸?shù)匠崞苁校瑫r(shí)在管束的外表層產(chǎn)生一層液膜油煙道進(jìn)行沖刷堆積到一側(cè),最終形成阻塞。利用吸收反應(yīng)來消除液膜而上的二氧化硫,然而,經(jīng)過相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn),相應(yīng)的設(shè)備脫硫效率不足七成,進(jìn)而需要進(jìn)一步改進(jìn)。

        3.2 碰撞流脫硫反應(yīng)器

        沖擊流反應(yīng)器可以使用相同量的兩種流體在相反的方向上同軸地流動(dòng),并在中間點(diǎn)碰撞以形成高速湍流沖擊區(qū),從而可以大大改善微混合和相間傳輸。傳質(zhì)系數(shù)只是現(xiàn)有塔式設(shè)備的一小部分。充分利用三層同軸圓柱狀肌瘤吸收器來分析,在煙道氣中氫氧化鈣懸浮液對(duì)二氧化硫吸收率所產(chǎn)生的影響,即便相比于常規(guī)的吸收方式,吸收率得到極大程度的提升,但是該裝置和工藝復(fù)雜且難以實(shí)際應(yīng)用。相關(guān)學(xué)者發(fā)明了撞擊流式氣液反應(yīng)器,并進(jìn)行了模擬煙氣脫硫性能試驗(yàn)。

        現(xiàn)階段所利用的沖擊流技術(shù)設(shè)備占地面積小,傳質(zhì)系數(shù)較高,同時(shí)在煙氣脫硫過程中流體阻力也更低,進(jìn)而能夠靈活的應(yīng)用于諸多快速且不可逆的化學(xué)吸收過程,然而,值得注意的是,其脫硫率還有待提升以及完善。

        3.3 旋轉(zhuǎn)填充床脫硫反應(yīng)器

        旋轉(zhuǎn)式填充床脫硫反應(yīng)器使用高速旋轉(zhuǎn)式填充器以產(chǎn)生,大大增強(qiáng)了氣相和液相之間的傳質(zhì)。

        逆流RPB脫硫反應(yīng)器的典型結(jié)構(gòu)如下。吸收劑液體通過RPB中心的液體分配器噴到轉(zhuǎn)子腔的填充表面上。在離心力的作用下,它從中心沿徑向穿過填料,并在填料層中與煙道氣一起輸送。吸收SO2后,逆流接觸反應(yīng)變成濃液體,然后將SO2扔入外腔并通過在殼體底部的排液管排出。在通過旋轉(zhuǎn)的填料層的過程中,氣體和液體分裂并合并為非常小的液體膜,液體細(xì)絲和液滴,形成大量的、快速更新的相界面并迅速?gòu)臒煹罋庵形誗O2。但是,隨著工業(yè)化進(jìn)程的放緩,現(xiàn)有的大多數(shù)研究都是以逆流旋轉(zhuǎn)的填料床,并且氣體循環(huán)的截面積發(fā)生很大變化。從填料的外圈流向內(nèi)圈時(shí),克服離心阻力是必要條件。與此同時(shí),要加大對(duì)高速氣體流速下脫硫率以及傳質(zhì)系數(shù)的分析儀及研究力度,以此來在最大程度上利用到旋轉(zhuǎn)天亮,同時(shí)還可以在最大程度上滿足大流量煤尾氣的處理要求。

        氣體體積傳質(zhì)系數(shù)與常規(guī)塔式設(shè)備相同。因此,只要填料定子通過,就可以實(shí)現(xiàn)氣體的重新分配,從而可以改善氣體的輸送。它還具有橫流旋轉(zhuǎn)床中氣體速度高和通量大的優(yōu)點(diǎn),具有很高的開發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。

        四、結(jié)論與展望

        隨著人們對(duì)SO2污染的日益關(guān)注,煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展以及完善也得到了大幅度的推廣,相應(yīng)的,科研人員對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行持續(xù)的更新?lián)Q代,同時(shí)新型的脫硫設(shè)施也在逐步出現(xiàn)在市場(chǎng)上。本研究介紹了濕法煙氣脫硫的研究現(xiàn)狀,并比較了吸收塔,降膜反應(yīng)器,撞擊流反應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)填充床等各種煙氣脫硫設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)。

        (1)吸收塔在工業(yè)上已經(jīng)被廣泛使用,但是仍然存在設(shè)備體積大、液體循環(huán)大、投資和運(yùn)行成本高的問題。

        (2)氣體速度低是阻礙工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展的主要問題。結(jié)合以上可以發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段脫硫領(lǐng)域的研究方向或是研究重點(diǎn),正式用濕法煙氣脫硫設(shè)備的完善以及改良,雖然現(xiàn)階段已經(jīng)逐步得到了一些研究成果,但仍有許多問題需要解決。高傳質(zhì)效率和運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)低成本脫硫設(shè)備還有很長(zhǎng)的路要走。目前,化學(xué)過程改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用是解決該問題的新途徑,例如減少氣體壓降,減少液體循環(huán),提高吸收過程的傳質(zhì)效率。

        五、結(jié)束語(yǔ)

        旋轉(zhuǎn)填料床在工藝改進(jìn)中起著越來越重要的作用,但目前的研究大多是逆流旋轉(zhuǎn)填料床,氣體流速低,難以滿足大規(guī)模工業(yè)廢氣處理的要求。常規(guī)的多級(jí)霧化錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)床具有相對(duì)大的處理能力,但是有利的是增加液相的體積傳質(zhì)系數(shù),并且堿性液體吸收SO2大部分是氣膜控制過程。

        參考文獻(xiàn)

        [1]司志娟,劉海倫.濕法煙氣脫硫裝置事故噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].化學(xué)工程與裝備,2020(06):285-286+297.

        [2]杜子勛,鄭保貴.濕法脫硫二級(jí)吸收塔除霧器堵塞研究[J].國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2020(02):47-49.

        [3]戴志松,肖紹云.機(jī)組濕法脫硫系統(tǒng)安全性提升措施[J].電力安全技術(shù),2020(04):43-44.

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