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      高效霧化噴頭在濕法脫硫系統的開發與應用

      發表時間:2022-04-06 10:41:16

      1在濕式氧化法脫硫工藝中目前絕大多數仍采用填料塔。填料塔是一種應用廣泛的氣液兩相接觸并進行傳質的設備。因其具有結構簡單,操作彈性大,運行穩定,便于制造等優點而被廣泛應用。但填料塔應用于濕式氧化法脫硫,由于脫硫反應的特殊性,近年來填料塔所暴露的問題頗多。其中最主要的是容易堵塔,致使系統阻力大、動力消耗高、脫硫效率低及工藝物料消耗高。特別是近年來,由于企業生產能力的大幅提高,為滿足生產工藝要求,脫硫塔塔徑不得不越做越大。殊不知塔徑越大,氣液在塔內就很難均勻分布,從而導致氣液偏流而發生塔堵。雖然很多企業在填料的結構和氣液的分布方面做了大量的技術改造工作,以緩解填料脫硫塔堵塔等問題。但從實際工業化裝置運行狀況來看,許多企業仍然沒有從根本上擺脫堵塔的困境,致使堵塔問題始終未能得到根本解決。適應于濕法脫硫的高效霧化噴頭,有一整套科學合理的噴頭分布形式,不僅大大提高了脫硫效率,還更有效地防止了塔堵。

      2高效霧化噴頭工作原理及技術特性

      高效霧化噴頭工作原理簡單的說,就是脫硫液在一定壓力作用下通過與連續變小的螺旋面相切和碰撞后,變成微小的液珠噴出而形成接近于氣態的霧狀。故其霧化狀態好壞與否,直接決定脫硫吸收反應效果。高效霧化噴頭科學合理的設計,可使脫硫液在給定尺寸的管道上能達到最大流量值,從而使噴出的脫硫液達到高效霧化效果。由于具有暢通的通道設計,因而最大程度上減少了噴嘴的阻塞現象。為防腐蝕,其材質均采用不銹鋼。其耐腐性、成霧性、防堵性已被眾多用戶所認可。它不僅適用于空塔噴淋脫硫設備,更實用于化工工藝氣的洗氣、除塵、降溫等設備。

      高效霧化噴頭的主要技術參數:(1)上液壓力:0.4~0.5MPa

      (2)單只噴頭流量:5~40Nm3/h

      3高效霧化噴頭應用于空塔噴淋脫硫的技術背景

      空塔噴淋技術很早就被運用在化肥行業的脫硫領域,但當時由于受塔內噴頭的霧化技術及設計安裝的合理性而未能達到預期的效果,導致該技術沒有被繼續推廣。而許多企業的預脫塔大都采用用于洗氣、降溫的噴頭,由于噴頭霧化效果差,加上噴頭布局不太合理,致使塔內氣液接觸不徹底,預脫硫塔始終未能更好地發揮作用。顯然,要想保證空塔噴淋的脫硫效果,首先噴頭的霧化效果無疑是最為關鍵的因素,其次就是噴頭安裝的合理布局。該工藝技術的難題主要是:噴頭的霧化效果,噴頭在塔內的分布形式,入塔氣體的分布形式,出塔氣體的霧沫夾帶問題,噴頭的堵塞問題等。我公司氣體凈化研究中心針對以上問題,進行了多次試驗與研究,終于解決了以上難題,使空塔噴淋工藝技術在濕法脫硫中得到成功應用。

      4空塔噴淋脫硫的技術特點

      (1)投資小,運用于新塔設計可節省約30-50%的一次性投資。

      (2)徹底解決了堵塔問題。

      (3)新塔設計時,塔的高度要比填料塔低10m左右。

      (4)氣液接觸時間大大縮短,大大減少了氣體中CO2對脫硫的影響。

      (5)塔阻力小,且脫高硫能力強,特別是用于多級脫硫效果更顯著。

      (6)空塔噴淋技術同加壓無填料脫硫塔內件有機結合在一起,效果尤為顯著。

      5高效霧化噴頭在濕法脫硫系統的應用

      5.1 在常壓脫硫系統的應用

      在廣西某公司預脫硫系統應用

      (1)工藝參數

      半水煤氣處理量:125000Nm3/h

      半水煤氣氣體成分:H2S≤7g/Nm3

      脫硫系統出口H2S:80-100mg/Nm3

      (2)主要流程

      流程:由氣柜來半水煤氣經電除塵和風機后進入予脫塔,然后分別進入三臺填料脫硫塔,再經洗滌罐進入后工段。

      5.2在加壓脫硫系統的應用

      在廣西2.0MPa變換氣脫硫塔應用

      (1)主要設計工藝參數

      設計壓力2.5MPa

      操作壓力1.8 MPa

      變換氣流量100000NM3/h

      變脫塔¢3200×28374

      變脫塔壓差≤30KPa

      變換氣中硫化氫≤350mg/m3

      出口硫化氫≤20mg/m3

      (2)¢3200變脫塔結構形式

      根據工藝參數實際情況,本變脫塔在設計上仍采用QYD內件技術與空塔噴淋技術相結合的無填料塔結構形式。塔內上中部設置四層QYD內件,塔下部設置16只DSP型高效霧化噴頭。單只噴頭過液量為20Nm3/h。

      6結語

      高效霧化噴頭在濕法脫硫系統脫硫塔的成功應用,從根本上解決了填料脫硫塔令人頭疼的堵塔問題。因為塔內填料的大幅度減少,再加上噴淋空塔也擔負了一定的降溫除塵作用,這樣就可有效的避免填料產生堵塔。且噴淋空塔具有較高的脫硫效率,工業化實踐證明,僅噴淋空塔的脫硫效率就高達約60%。因此,在常壓脫硫系統中,對于單塔配置的企業,可將脫硫塔下段填料扒出改為空塔噴淋段,上兩段填料保持不動;對于雙塔或多塔配置的企業,可將前邊的填料塔改為噴淋空塔,作為預脫硫塔;對于使用高硫煤的企業,可在首級脫硫中采用噴淋空塔技術。而在加壓脫硫系統中,采用高效霧化噴頭同內件相結合的無填料脫硫塔技術具有脫硫效率高,投資少,塔阻力小,不堵塔的優點。

      總之,濕法脫硫系統噴淋空塔采用高效霧化噴頭,既具有較高的脫硫效率,又起到工藝氣降溫除塵的效果,同時減輕了填料段的負荷,更有效的防止了堵塔,從而使脫硫系統達到長周期穩定運行。

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