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脱硫塔是湿法烟气脱硫系统中的核心设备

作者:admin 来源:未知 日期:2018-3-9 8:47:23 人气: 标签:
导读:脱硫塔是湿法烟气脱硫系统中的核心设备,塔及塔内件的设计是否合理是脱硫系统能否长期高效运转的关键。脱硫塔塔体为大型钢结构壳体,主要由主体结构、喷淋层、除雾器及冲洗水系统、浆池、管道系统组成。塔壁上接管法…
脱硫塔是湿法烟气脱硫系统中的核心设备,塔及塔内件的设计是否合理是脱硫系统能否长期高效运转的关键。脱硫塔塔体为大型钢结构壳体,主要由主体结构、喷淋层、除雾器及冲洗水系统、浆池、管道系统组成。塔壁上接管法兰,开孔、平台爬梯及人孔门较多,尤其是大开口的烟道进出口对塔体承力能力将产生较大影响,因此,脱硫塔系统喷淋层、除雾器及冲洗水系统、浆池等设计时应充分考虑烟气压力、浆液冲刷、塔体及其附件自身重量、风雪荷载、地震荷载等作用力影响。
1、主体结构
       本工程选用塔内件少、结垢机率小、系统阻力小、运行维修成本较低的喷淋空塔,2台机组脱硫装置均设置在烟囱附近。设3层平台,通过旋转爬梯可以到达各层脱硫塔平台,便于塔内件安装及后期维护检修。脱硫塔规格为小5.2m x21.2m下部6m为浆池部分,直径与塔体相同。塔中上部为3层喷淋层,两用一备,其上方设置两级除雾器,配套三层冲洗水系统。脱硫塔浆池部分用12 mm厚钢板制作,其余部分用8 mm厚钢板制作。为防止过流烟气扰动引起结构震颤,塔体外部采用12号槽钢卷弧进行结构补强,相邻槽钢间距为3m,进出口烟道与塔体壁板对接处亦做适当补强。
2、喷淋层
       脱硫塔喷淋层的设计主要是喷淋层布置符合喷淋浆液的覆盖率,使吸收浆液与烟气能充分接触进行中和反应,达到设计要求的脱硫效率。为避免烟气量增大或煤种变化引起SOZ含量超过设计值而导致脱硫效率下降的现象,喷淋层设上、中、下三层,两用一备,相邻喷淋层在竖直方向分30“角错开布置,结构如图3所示。从图3可知,喷淋层主要由主管、支管、喷嘴组成。主管和支管在脱硫塔端面内对称布置,形成一个管网系统,该系统能使浆液在脱硫塔内均匀分布。由于喷淋层管路的合理优化布置设计,保证了浆液能在整个脱硫塔断面上进行均匀喷淋,喷淋覆盖率可达170% ~250%。综合考虑塔内防腐耐温耐压等苛刻工况条件,浆液喷淋管采用玻璃钢材料制作,整个管网分段加工,采用缠绕对接连接工艺。喷嘴为切线型空心锥喷头,碳化硅材质,设计时应根据压力、流量、喷射角度及喷淋覆盖率等因素选型。喷嘴进口与管路对接处较大缝隙用腻子封堵形成圆滑过渡,13~ 16层玻璃布缠绕固定,连接时应严防树脂流挂喷嘴内部固化后堵塞喷嘴。由于喷嘴进口直径相对喷淋管路要小很多,进口有一较长水平段,直接缠绕连接影响管道内浆液流通,且制作难度较大,连接不牢固,在管路与喷嘴之间连接一段长度20 cm直径与喷嘴进口直径相当的细管作为过渡,采用承插连接方式可避免此现象的发生。系统运行过程中,喷淋管内外分别受到高流速浆液和烟气的冲刷,很容易引起结构震颤,喷淋层下部需设置支撑梁。
3、除雾器及冲洗水系统
       除雾器的主要作用是用来分离烟气所携带的粒径15um以上的浆液微滴,确保烟气的含水率在75 mg /m3以下进烟囱高点排放。目前较为常用的除雾器有平板式和屋脊式两种,本工程采用前者,其系统结构如图4所示。
       从图4中可以看出,在脱硫塔内,除雾器分上下二级,采用厚度1.2一2. 0 mm挤拉玻璃钢波纹板组装而成。这样做的原因有二条:一方面便于安装检修,检修人员踩压在上面不致歪塌;另一方面,气体流过不致波动变形,同时节省树脂用量。下层除雾器波纹板间距较大,为3. 5 cm,主要去除烟气中较大液滴,属粗除雾;上层间距较小,为2. 8 cm,且波形板板片设有挡水槽,可进一步去除烟气中更为细小的液滴,属精除雾。除雾器下方设有环形板和方管支撑,环形板为圆环钢板,厚为1.2cm,宽度为l0cm。
       为了防止浆液液滴粘在除雾器波纹板上结垢,影响烟气通道,造成系统阻力较大,在两层除雾器上下部位设有三层冲洗水层,材质为玻璃钢。根据工程经验和试验数据确定,除雾器的冲洗强度设计为0. 08 m; /hmZ。冲洗管上设有多个塑料喷嘴,与管路内丝连接。喷嘴依据流量、压力、雾化粒径和角度进行选型,喷出液滴直径在20一30 um之间,由下至上逐层冲洗,冲洗不宜过于频繁,否则会导致烟气带水量加重。根据经验,选择好冲洗压力和喷嘴角度至关重要,喷头入口压力0. 2 MPa,喷洒角900,冲洗水管与除雾器的高差在0. 5一0.6m之间,对清洗除雾器叶片内侧沉积物效果较好。
4、浆池
       本工程浆池设置在脱硫塔底部,为4一6m区域,浆液停留时间设计为4 min。双碱法脱硫与石灰石或石灰法脱硫工艺相比,浆池沉积物较少,无需设置搅拌装置,但为防止前段除尘器出现异常,导致大量粉尘淤积到底部结成硬块,进而堵塞设备或管道,塔底设置一层冲洗水层。浆池设置pH计、隔膜压力变送器分别监测浆液pH值及液位,数据传输至PLC控制系统,并显示在操作画面上。
5、塔外浆液喷淋管
       塔外浆液喷淋管要求管内耐磨耐蚀,目前大致有碳钢衬橡胶和玻璃钢两种,本工程采用前者。碳钢衬胶管道是一种以钢管道骨架,内衬耐磨、防腐以及耐高温的橡胶作为衬里层,通过橡胶自身物理和化学性能从而降低了浆液对外部结构冲击力、腐蚀等,大大延长了管路的使用寿命,目前使用较为广泛。施工时先将碳钢管道切割成1. 5一3. 0m的管段,两端用法兰连接,管道现场组装定位后拆卸外送衬胶,衬胶完毕后返回现场重新组装。目前国内玻璃钢管多为插管手糊加强性连接,连接部受弯和喷浆时可能由震颤现象易引起疲劳开裂,使用有一定局限性,但随着技术的不断成熟,玻璃钢管道用于脱硫系统具有较大发展趋势。
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