常見的除塵脫硫塔系統(tǒng)組成部分

       除塵脫硫塔是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的核心設(shè)備，塔及塔內(nèi)件的設(shè)計(jì)是否合理是脫硫系統(tǒng)能否長期高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。除塵脫硫塔塔體為大型鋼結(jié)構(gòu)殼體，主要由主體結(jié)構(gòu)、噴淋層、除霧器及沖洗水系統(tǒng)、漿池、管道系統(tǒng)組成。塔壁上接管法蘭，開孔、平臺爬梯及人孔門較多，尤其是大開口的煙道進(jìn)出口對塔體承力能力將產(chǎn)生較大影響，因此，除塵脫硫塔系統(tǒng)噴淋層、除霧器及沖洗水系統(tǒng)、漿池等設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮煙氣壓力、漿液沖刷、塔體及其附件自身重量、風(fēng)雪荷載、地震荷載等作用力影響。

 

 

1、主體結(jié)構(gòu)

       本工程選用塔內(nèi)件少、結(jié)垢機(jī)率小、系統(tǒng)阻力小、運(yùn)行維修成本較低的噴淋空塔，2臺機(jī)組脫硫裝置均設(shè)置在煙囪附近。設(shè)3層平臺，通過旋轉(zhuǎn)爬梯可以到達(dá)各層除塵脫硫塔平臺，便于塔內(nèi)件安裝及后期維護(hù)檢修。除塵脫硫塔規(guī)格為小5.2m x21.2m下部6m為漿池部分，直徑與塔體相同。塔中上部為3層噴淋層，兩用一備，其上方設(shè)置兩級除霧器，配套三層沖洗水系統(tǒng)。除塵脫硫塔漿池部分用12 mm厚鋼板制作，其余部分用8 mm厚鋼板制作。為防止過流煙氣擾動(dòng)引起結(jié)構(gòu)震顫，塔體外部采用12號槽鋼卷弧進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，相鄰槽鋼間距為3m，進(jìn)出口煙道與塔體壁板對接處亦做適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)。

 

2、噴淋層

       除塵脫硫塔噴淋層的設(shè)計(jì)主要是噴淋層布置符合噴淋漿液的覆蓋率，使吸收漿液與煙氣能充分接觸進(jìn)行中和反應(yīng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的脫硫效率。為避免煙氣量增大或煤種變化引起SOZ含量超過設(shè)計(jì)值而導(dǎo)致脫硫效率下降的現(xiàn)象，噴淋層設(shè)上、中、下三層，兩用一備，相鄰噴淋層在豎直方向分30“角錯(cuò)開布置，結(jié)構(gòu)如圖3所示。從圖3可知，噴淋層主要由主管、支管、噴嘴組成。主管和支管在除塵脫硫塔端面內(nèi)對稱布置，形成一個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使?jié){液在除塵脫硫塔內(nèi)均勻分布。由于噴淋層管路的合理優(yōu)化布置設(shè)計(jì)，保證了漿液能在整個(gè)除塵脫硫塔斷面上進(jìn)行均勻噴淋，噴淋覆蓋率可達(dá)170% ~250%。綜合考慮塔內(nèi)防腐耐溫耐壓等苛刻工況條件，漿液噴淋管采用玻璃鋼材料制作，整個(gè)管網(wǎng)分段加工，采用纏繞對接連接工藝。噴嘴為切線型空心錐噴頭，碳化硅材質(zhì)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)壓力、流量、噴射角度及噴淋覆蓋率等因素選型。噴嘴進(jìn)口與管路對接處較大縫隙用膩?zhàn)臃舛滦纬蓤A滑過渡，13~ 16層玻璃布纏繞固定，連接時(shí)應(yīng)嚴(yán)防樹脂流掛噴嘴內(nèi)部固化后堵塞噴嘴。由于噴嘴進(jìn)口直徑相對噴淋管路要小很多，進(jìn)口有一較長水平段，直接纏繞連接影響管道內(nèi)漿液流通，且制作難度較大，連接不牢固，在管路與噴嘴之間連接一段長度20 cm直徑與噴嘴進(jìn)口直徑相當(dāng)?shù)募?xì)管作為過渡，采用承插連接方式可避免此現(xiàn)象的發(fā)生。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，噴淋管內(nèi)外分別受到高流速漿液和煙氣的沖刷，很容易引起結(jié)構(gòu)震顫，噴淋層下部需設(shè)置支撐梁。

 

3、除霧器及沖洗水系統(tǒng)

       除霧器的主要作用是用來分離煙氣所攜帶的粒徑15um以上的漿液微滴，確保煙氣的含水率在75 mg /m³以下進(jìn)煙囪高點(diǎn)排放。目前較為常用的除霧器有平板式和屋脊式兩種，本工程采用前者，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

                             

       從圖4中可以看出，在除塵脫硫塔內(nèi)，除霧器分上下二級，采用厚度1.2一2. 0 mm擠拉玻璃鋼波紋板組裝而成。這樣做的原因有二條:一方面便于安裝檢修，檢修人員踩壓在上面不致歪塌;另一方面，氣體流過不致波動(dòng)變形，同時(shí)節(jié)省樹脂用量。下層除霧器波紋板間距較大，為3. 5 cm，主要去除煙氣中較大液滴，屬粗除霧;上層間距較小，為2. 8 cm，且波形板板片設(shè)有擋水槽，可進(jìn)一步去除煙氣中更為細(xì)小的液滴，屬精除霧。除霧器下方設(shè)有環(huán)形板和方管支撐，環(huán)形板為圓環(huán)鋼板，厚為1.2cm，寬度為l0cm。

       為了防止?jié){液液滴粘在除霧器波紋板上結(jié)垢，影響煙氣通道，造成系統(tǒng)阻力較大，在兩層除霧器上下部位設(shè)有三層沖洗水層，材質(zhì)為玻璃鋼。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，除霧器的沖洗強(qiáng)度設(shè)計(jì)為0. 08 m; /hmZ。沖洗管上設(shè)有多個(gè)塑料噴嘴，與管路內(nèi)絲連接。噴嘴依據(jù)流量、壓力、霧化粒徑和角度進(jìn)行選型，噴出液滴直徑在20一30 um之間，由下至上逐層沖洗，沖洗不宜過于頻繁，否則會導(dǎo)致煙氣帶水量加重。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇好沖洗壓力和噴嘴角度至關(guān)重要，噴頭入口壓力0. 2 MPa，噴灑角900，沖洗水管與除霧器的高差在0. 5一0.6m之間，對清洗除霧器葉片內(nèi)側(cè)沉積物效果較好。

 

4、漿池

       本工程漿池設(shè)置在除塵脫硫塔底部，為4一6m區(qū)域，漿液停留時(shí)間設(shè)計(jì)為4 min。雙堿法脫硫與石灰石或石灰法脫硫工藝相比，漿池沉積物較少，無需設(shè)置攪拌裝置，但為防止前段除塵器出現(xiàn)異常，導(dǎo)致大量粉塵淤積到底部結(jié)成硬塊，進(jìn)而堵塞設(shè)備或管道，塔底設(shè)置一層沖洗水層。漿池設(shè)置pH計(jì)、隔膜壓力變送器分別監(jiān)測漿液pH值及液位，數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制系統(tǒng)，并顯示在操作畫面上。

 

5、塔外漿液噴淋管

       塔外漿液噴淋管要求管內(nèi)耐磨耐蝕，目前大致有碳鋼襯橡膠和玻璃鋼兩種，本工程采用前者。碳鋼襯膠管道是一種以鋼管道骨架，內(nèi)襯耐磨、防腐以及耐高溫的橡膠作為襯里層，通過橡膠自身物理和化學(xué)性能從而降低了漿液對外部結(jié)構(gòu)沖擊力、腐蝕等，大大延長了管路的使用壽命，目前使用較為廣泛。施工時(shí)先將碳鋼管道切割成1. 5一3. 0m的管段，兩端用法蘭連接，管道現(xiàn)場組裝定位后拆卸外送襯膠，襯膠完畢后返回現(xiàn)場重新組裝。目前國內(nèi)玻璃鋼管多為插管手糊加強(qiáng)性連接，連接部受彎和噴漿時(shí)可能由震顫現(xiàn)象易引起疲勞開裂，使用有一定局限性，但隨著技術(shù)的不斷成熟，玻璃鋼管道用于脫硫系統(tǒng)具有較大發(fā)展趨勢。