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高效霧化噴頭在濕法脫硫系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

文章來源:發(fā)表時間:2022-04-06 10:31:58

1在濕式氧化法脫硫工藝中目前絕大多數(shù)仍采用填料塔。填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進(jìn)行傳質(zhì)的設(shè)備。因其具有結(jié)構(gòu)簡單,操作彈性大,運行穩(wěn)定,便于制造等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。但填料塔應(yīng)用于濕式氧化法脫硫,由于脫硫反應(yīng)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(tǒng)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(yè)生產(chǎn)能力的大幅提高,為滿足生產(chǎn)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(nèi)就很難均勻分布,從而導(dǎo)致氣液偏流而發(fā)生塔堵。雖然很多企業(yè)在填料的結(jié)構(gòu)和氣液的分布方面做了大量的技術(shù)改造工作,以緩解填料脫硫塔堵塔等問題。但從實際工業(yè)化裝置運行狀況來看,許多企業(yè)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(yīng)于濕法脫硫的高效霧化噴頭,有一整套科學(xué)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(shù)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(xù)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(tài)的霧狀。故其霧化狀態(tài)好壞與否,直接決定脫硫吸收反應(yīng)效果。高效霧化噴頭科學(xué)合理的設(shè)計,可使脫硫液在給定尺寸的管道上能達(dá)到最大流量值,從而使噴出的脫硫液達(dá)到高效霧化效果。由于具有暢通的通道設(shè)計,因而最大程度上減少了噴嘴的阻塞現(xiàn)象。為防腐蝕,其材質(zhì)均采用不銹鋼。其耐腐性、成霧性、防堵性已被眾多用戶所認(rèn)可。它不僅適用于空塔噴淋脫硫設(shè)備,更實用于化工工藝氣的洗氣、除塵、降溫等設(shè)備。

高效霧化噴頭的主要技術(shù)參數(shù):(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(yīng)用于空塔噴淋脫硫的技術(shù)背景

空塔噴淋技術(shù)很早就被運用在化肥行業(yè)的脫硫領(lǐng)域,但當(dāng)時由于受塔內(nèi)噴頭的霧化技術(shù)及設(shè)計安裝的合理性而未能達(dá)到預(yù)期的效果,導(dǎo)致該技術(shù)沒有被繼續(xù)推廣。而許多企業(yè)的預(yù)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(nèi)氣液接觸不徹底,預(yù)脫硫塔始終未能更好地發(fā)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(guān)鍵的因素,其次就是噴頭安裝的合理布局。該工藝技術(shù)的難題主要是:噴頭的霧化效果,噴頭在塔內(nèi)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(jìn)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(shù)在濕法脫硫中得到成功應(yīng)用。

4空塔噴淋脫硫的技術(shù)特點

(1)投資小,運用于新塔設(shè)計可節(jié)省約30-50%的一次性投資。

(2)徹底解決了堵塔問題。

(3)新塔設(shè)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(qiáng),特別是用于多級脫硫效果更顯著。

(6)空塔噴淋技術(shù)同加壓無填料脫硫塔內(nèi)件有機(jī)結(jié)合在一起,效果尤為顯著。

5高效霧化噴頭在濕法脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用

5.1 在常壓脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用

在廣西某公司預(yù)脫硫系統(tǒng)應(yīng)用

(1)工藝參數(shù)

半水煤氣處理量:125000Nm3/h

半水煤氣氣體成分:H2S≤7g/Nm3

脫硫系統(tǒng)出口H2S:80-100mg/Nm3

(2)主要流程

流程:由氣柜來半水煤氣經(jīng)電除塵和風(fēng)機(jī)后進(jìn)入予脫塔,然后分別進(jìn)入三臺填料脫硫塔,再經(jīng)洗滌罐進(jìn)入后工段。

5.2在加壓脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用

在廣西2.0MPa變換氣脫硫塔應(yīng)用

(1)主要設(shè)計工藝參數(shù)

設(shè)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(jié)構(gòu)形式

根據(jù)工藝參數(shù)實際情況,本變脫塔在設(shè)計上仍采用QYD內(nèi)件技術(shù)與空塔噴淋技術(shù)相結(jié)合的無填料塔結(jié)構(gòu)形式。塔內(nèi)上中部設(shè)置四層QYD內(nèi)件,塔下部設(shè)置16只DSP型高效霧化噴頭。單只噴頭過液量為20Nm3/h。

6結(jié)語

高效霧化噴頭在濕法脫硫系統(tǒng)脫硫塔的成功應(yīng)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(nèi)填料的大幅度減少,再加上噴淋空塔也擔(dān)負(fù)了一定的降溫除塵作用,這樣就可有效的避免填料產(chǎn)生堵塔。且噴淋空塔具有較高的脫硫效率,工業(yè)化實踐證明,僅噴淋空塔的脫硫效率就高達(dá)約60%。因此,在常壓脫硫系統(tǒng)中,對于單塔配置的企業(yè),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(yè),可將前邊的填料塔改為噴淋空塔,作為預(yù)脫硫塔;對于使用高硫煤的企業(yè),可在首級脫硫中采用噴淋空塔技術(shù)。而在加壓脫硫系統(tǒng)中,采用高效霧化噴頭同內(nèi)件相結(jié)合的無填料脫硫塔技術(shù)具有脫硫效率高,投資少,塔阻力小,不堵塔的優(yōu)點。

總之,濕法脫硫系統(tǒng)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(fù)荷,更有效的防止了堵塔,從而使脫硫系統(tǒng)達(dá)到長周期穩(wěn)定運行。

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