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中小锅炉湿法脱硫系统设计的优化措施初探

随着国家环保形势的日益严峻，环保法规的不断完善，超低排放成为

大多数新建脱硫工程的要求，即脱硫系统出口二氧化硫含量需到达

35mg/Nm3以下。依据国内燃煤电厂使用的普遍煤质，一般脱硫系统进口

根据1500~2000mg/Nm3原始二氧化硫浓度考虑，脱硫率需要到达98%以上。

目前，从原材料的经济性考虑，目前国内脱硫还是以钙法湿法为主流。

限于石灰石本身的反响活性以及汲取反响的塔板理论，钙法脱硫在到达效

率95%以后，脱硫效率连续增加所需要的液气比也会大大增加，从而带来

初始投资的大大增加，以及后期运行费用及维护费用的大大增加。

为了保证较高的脱硫效率，近几年消失很多诸如单塔双循环和双塔循

环等各种优化工艺，但是无可避开带来较多的投资本钱增加、占地面积增

大、电耗增大等不利影响，如何在传统脱硫工艺设计中进展必要的优化，

尽量不增加大的投资和用电设备，是诸多行业设计者始终在努力思索的方

向，笔者从多年一线设计及调试的阅历动身，做了一些总结和归纳。

脱硫反响本质上是酸碱中和反响，酸碱反响的速率除了物料本身的反

响活性外，其他主要参考因素是反响时间和接触效率。不管实行何种设计

优化，要么是增大反响停留时间，要么是增大气液接触效率。

1、脱硫塔进口烟气改为切向进入。烟气径向进入脱硫塔后，会直接

接触对面塔壁后直线上升，烟气有效行程为脱硫塔进口到最上层喷淋距离，

一般根据四层喷淋考虑，最大行程为8m（一般单层喷淋间距为1.8~2m）。

若烟气以肯定夹角切向进入脱硫塔，则会沿着塔壁螺旋上升，烟气有效行

程大大增加，类似于传统水膜除尘的烟气进塔方式。若采纳75°夹角进

入，一般烟气行程可增大15%~20%，也就相当于反响停留时间增大了

15%~20%。

2、增加烟气托盘。托盘一般由不锈钢制成，主要由多孔板和支撑构

造构成，喷淋浆液遇到托盘时，在托盘外表形成一层致密浆液水膜，烟气

通过时，相当于经受了一个短暂的鼓泡脱硫层，根本上全部的二氧化硫分

子均与浆液有充分接触，依据阅历来说，一般一层脱硫相当于一层喷淋层

的实际脱硫效果，即常规脱硫设计液气比为20的话，增加一层托盘，可

以将设计液气比降低到15左右，脱硫效果根本一样。

3、调整循环泵扬程。一般脱硫系统中，喷淋层设置在10~18m之间，

以18m的喷淋层为例，建议循环泵扬程在26m以上，这样可以经过管路损

失后，到达每一个喷头的压力到达0.5bar以上，从而保证整个塔内全部

喷嘴的设计雾化效果，不至于消失由于尾端局部喷嘴的雾化效果不佳给整

体喷淋效果带来的损失。

4、优化喷淋层布置。除了必要的流体计算，塔内喷淋主管的逐步缩

径之外，需要特殊留意的是，喷淋支管的设计肯定要避开喷淋层支架梁，

一般需要全部的喷淋支管均下降20~30cm后再安装喷头(详细下降高度依

据喷淋层支架梁的大小打算)，这样除了可有效外表喷淋直接喷到梁上导

致梁下消失局部浆液“真空”外，也可以防止浆液对喷淋梁的冲刷，造成

梁的腐蚀。

5、在脱硫塔进口设置降温喷淋装置。一般传统设计中，在湿法脱硫

烟气进口设置紧急事故喷淋，是为了在脱硫系统烟温报警时，利用消防水

进展紧急喷淋降温，爱护塔内的玻璃钢喷淋层和PP除雾器。脱硫塔进口

温度一般在130℃左右，进入塔内和浆液接触时，会降温到100℃以下，

随着烟气渐渐上升以及和浆液的不断接触，最终出口温度在60~70℃。实

际上，烟气由130℃降温到70℃的过程，虽然很块，但不行能瞬时完成。

依据塔内平均气速3~3.5m/s，即使此降温过程只需要0.5~s时间，也说

明在到达设定温度之前，烟气已经经过了2~3.5m的行程。而此行程中，

烟气由于温度较高，实际体积较大，此时，气速会超过设定气速。即在烟

气未降温至平均温度之前，烟气实际流速会大于设定流速。很明显，烟气

进口至第一层喷淋层顶端，是浆液密度最大的时候（由于有多层喷淋的浆

液累加），此区域为脱硫效率成败关键区域。假如在烟气接触浆液之前，

烟气温度已经有显著降低，将大大增加此区域的实际脱硫效果。所以，在

烟气进塔之初，增加一些降温措施，会从很大程度上改善此问题。固然，

增加降温喷淋后需要重点考虑脱硫系统的水平衡问题。

6、设置多段变径。脱硫塔的直径由烟气量和设计气速打算。理论上，

气速的降低等同于脱硫塔高度