吸收塔的相關(guān)設(shè)計計算

1、密瑾剃亂夫皆 畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙煙氣脫硫工藝主要設(shè)備吸收塔設(shè)計和選型(2) 噴淋塔吸收區(qū)高度設(shè)計(二)對丁噴淋塔，液氣比范圍在8L/m 3-25 L/m 3之間5，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知液氣比選擇12.2 L/m 3是最佳的數(shù)值。逆流式吸收塔的煙氣速度一般在 2.5-5m/s范圍內(nèi)56,本設(shè)計方案選擇煙氣速 度為 3.5m/s。濕法脫硫反應(yīng)是在氣體、液體、固體三相中進(jìn)行的，反應(yīng)條件比較理想，在脫 硫效率為90%以上時(本設(shè)計反案尾5%)，鈉硫比(Na/S)一般略微大丁 1,本次 選擇的鈉硫比(Na/S)為1.02。(3) 噴淋塔吸收區(qū)高度的計算含有二氧化硫的煙氣通過噴淋塔將此過程中塔內(nèi)總的二氧

2、化硫吸收量平均到 吸收區(qū)高度內(nèi)的塔內(nèi)容積中，即為吸收塔的平均容積負(fù)荷平均容積吸收率，以表小°首先給出定義，噴淋塔內(nèi)總的二氧化硫吸收量除丁吸收容積，得到單位時間 單位體積內(nèi)的二氧化硫吸收量Q C匚=Q= K。V h其中 C為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)口煙氣的質(zhì)量濃度，kg/m3叮為給定的二氧化硫吸收率，%;本設(shè)計方案為95%h為吸收塔內(nèi)吸收區(qū)高度，mK0為常數(shù)，其數(shù)值取決丁煙氣流速 u(m/s)和操作溫度(C);K0=3600uX 273/(273+t)按照排放標(biāo)準(zhǔn)，要求脫硫效率少 95%。二氧化硫質(zhì)量濃度應(yīng)該低 580mg/m3(標(biāo)狀態(tài))二的單位換算成kg/( m2.s),可以寫成64273，一、

3、3600 X * u * y / h22.4 273 t在噴淋塔操作溫度100+50 =75C下、煙氣流速為u=3.5m/s、脫硫效率聽=0.95 2前面已經(jīng)求得原來煙氣二氧化硫SO2質(zhì)量濃度為 a (mg/m3)且a=0.650X密金瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙103mg/m3而原來煙氣的流量（200 °C時）為標(biāo)況20x 103（m3/h）（設(shè)為Va）換算成工況25360m3/h 時已經(jīng)求得 Va=2X 103 m3/h=5.6 m3/s故在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下、單位時間內(nèi)每立方米煙氣中含有二氧化硫質(zhì)量為mSO=5.6X 650mg/m3 =3640mg=3.64gVSq=乂22.4 L

4、/mol =1.3L/s=0.0013 m3/s64g / mol則根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)比值相等故y1=0.0013 100% =0.023%5.6乂 煙氣流速 u=3.5m/s, y1 =0.023%,聽=0.95,75 C總結(jié)已經(jīng)有的經(jīng)驗，容積吸收率范圍在5.5-6.5 Kg/ （m3 s）之間7，取匚=6 kg/（m3 s）代入（7）式可得八642736=（36003.5 0.00023 0.95）/h22.4 273 75故吸收區(qū)高度h=6.17/6 1.03m（4）噴淋塔除霧區(qū)高度（h3）設(shè)計（含除霧器的計算和選型）吸收塔均應(yīng)裝備除霧器，在正常運(yùn)行狀

5、態(tài)下除霧器出口煙氣中的霧滴濃度應(yīng) 該不大丁 75mg/m3 9。除霧器一般設(shè)置在吸收塔頂部（低流速煙氣垂直布置）或出口煙道（高流速 煙氣水平布置），通常為二級除霧器。除霧器設(shè)置沖洗水，間歇沖洗沖洗除霧器。 濕法煙氣脫硫采用的主要是折流板除霧器，其次是旋流板除霧器。 除霧器的選型折流板除霧器折流板除霧器是利用液滴與某種固體表面相撞擊而將液滴凝 聚并捕集的，氣體通過曲折的擋板，流線多次偏轉(zhuǎn)，液滴則由丁慣性而撞擊在擋 板被捕集下來。通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為20-30mm,對丁垂直安置，氣體平均流速為2- 3m/s；對丁水平放置，氣體流速一般為 610m/s。氣 體流速過高會引起二次火帶。

6、旋流板除霧器氣流在穿過除霧器板片間隙時變成旋轉(zhuǎn)氣流，其中的液滴在密球瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙慣性作用下以一定的仰角射出作螺旋運(yùn)動而被甩向外側(cè)，匯集流到溢流槽內(nèi)，達(dá)到除霧的目的，除霧率可達(dá)90% 99%。噴淋塔除霧區(qū)分成兩段，每層噴淋塔除霧器上下各設(shè)有沖洗噴嘴。最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層（3-3.5） m,距離最上層沖洗噴嘴（3.4-32） m。 除霧器的主要設(shè)計指標(biāo)a. 沖洗覆蓋率：沖洗覆蓋率是指沖洗水對除霧器斷面的覆蓋程度。沖洗覆蓋 率一般可以選在100 %300 %之間。沖洗覆蓋率%=nTh2tg2 口A*100%式中 n為噴嘴數(shù)量，20個;a為噴射擴(kuò)散角，90A為除霧器有效通流面

7、積,15 m2h為沖洗噴嘴距除霧器表面的垂直距離,0.05m-,2. 2n h tg200.052 12sew所以 沖洗覆蓋率%=:100% =K100% =203%A15b. 除霧器沖洗周期：沖洗周期是指除霧器每次沖洗的時間間隔。由丁除霧器沖洗期間會導(dǎo)致煙氣帶水量加大。所以沖洗不宜過丁頻繁，但也不能間隔太長，否則易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，除霧器的沖洗周期主要根據(jù)煙氣特征及吸收劑確定。c. 除霧效率。指除霧器在單位時間內(nèi)捕集到的液滴質(zhì)量與進(jìn)入除霧器液滴質(zhì)量的比值。影響除霧效率的因素很多，主要包括:煙氣流速、通過除霧器斷面氣流 分布的均勻性、葉片結(jié)構(gòu)、葉片之間的距離及除霧器布置形式等。d. 系統(tǒng)壓力降。指

8、煙氣通過除霧器通道時所產(chǎn)生的壓力損失，系統(tǒng)壓力降越大，能耗就越高。除霧系統(tǒng)壓降的大小主要與煙氣流速、葉片結(jié)構(gòu)、葉片間距及 煙氣帶水負(fù)荷等因素有關(guān)。當(dāng)除霧器葉片上結(jié)垢嚴(yán)重時系統(tǒng)壓力降會明顯提高,所以通過監(jiān)測壓力降的變化有助把握系統(tǒng)的狀行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行處理。e. 煙氣流速。通過除霧器斷面的煙氣流速過高或過低都不利丁除霧器的正常運(yùn)行，煙氣流速過高易造成煙氣二次帶水，從而降低除霧效率，同時流速高系統(tǒng)阻 力大，能耗高。通過除霧器斷面的流速過低，不利丁氣液分離，同樣不利丁提高除霧 效率。設(shè)計煙氣流速應(yīng)接近丁臨界流速。根據(jù)不同除霧器葉片結(jié)構(gòu)及布置形式，設(shè)計流速一般選定在3.55.5m/ s之間。

9、本方案的煙氣設(shè)計流速為 6.9m/s。f. 除霧器葉片間距。除霧器葉片間距的選取對保證除霧效率 ，維持除霧系統(tǒng)穩(wěn) 定運(yùn)行至關(guān)重要。葉片間距大，除霧效率低，煙氣帶水嚴(yán)重，易造成風(fēng)機(jī)故障， 導(dǎo)致整個系統(tǒng)非正常停運(yùn)。葉片間距選取過小，除加大能耗外，沖洗的效果也有所 下降，葉片上易結(jié)垢、堵塞，最終也會造成系統(tǒng)停運(yùn)。葉片間距一般設(shè)計在20窿瑾剃亂夫皆 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙95mm。目前脫硫系統(tǒng)中最常用的除霧器葉片間距大多在3050mm。g. 除霧器沖洗水壓。除霧器水壓一般根據(jù)沖洗噴嘴的特征及噴嘴與除霧器之間的距離等因素確定，噴嘴與除霧器之間距離一般小丁1m，沖洗水壓低時，沖洗效果差，沖洗水壓過高則易增加

10、煙氣帶水，同時降低葉片使用壽命。h. 除霧器沖洗水量。選擇除霧器沖水量除了需滿足除霧器自身的要求外，還需考慮系統(tǒng)水平衡的要求，有些條件下需采用大水量短時間沖洗，有時則采用小水 量長時間沖洗，具體沖水量需由工況條件確定，一般情況下除霧器斷面上瞬時沖洗 耗水量約為1-4m3/m2.h 除霧器的最終設(shè)計參數(shù)本設(shè)計中設(shè)定最下層沖洗噴嘴距最上層噴淋層 3m。距離最上層沖洗噴嘴3.5m。1）數(shù)量：1套x 1units=套2）類型：V型級數(shù)：2級3）作用：除去吸收塔出口煙氣中的水滴，以便減少煙囪出煙口灰塵量。4）選材：夕卜殼：碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片；除霧元件：阻燃聚丙烯材料（PP）;沖洗管道：FRP;沖洗噴嘴：P

11、P。表4除霧器進(jìn)出口煙氣條件基丁鍋爐 100%BMCR工況進(jìn)行設(shè)計除霧器進(jìn)口煙氣量50溫度C煙氣壓力mmAq113(1.11kPaG)93(0.91kPaG)霧滴含量mg/m3N（D）< 755）霧滴去除率：99.75% 為達(dá)到除霧器出口煙氣霧滴含量小丁75mg/Nm3 （T態(tài)），除霧器的霧滴去除率需要達(dá)到 99.75%以上。6）除霧器內(nèi)煙氣流速：6.9m/sa. 重散布速度大直徑的霧滴顆?？梢酝ㄟ^除霧器元件慣性作用產(chǎn)生顆粒問碰撞從而去除霧 滴。（平均顆粒直徑大小為100200 l m）。因此，煙氣流速越高，霧滴去除率越高。但是，被去除的霧滴會重新散布，而 降低霧滴去除效率。這就是霧滴重

12、散布速度的概念。b. 通過除霧器的煙氣流速為了使除霧器的霧滴去除率達(dá)到 99.75%以上，根據(jù)吸收塔出口端（即除霧器 入口端）霧滴顆粒直徑的實際分布狀況，直徑大丁 17 H m的霧滴顆粒必須100%瑟球瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 完全去除。綜上所述，除霧區(qū)的最終高度確定為 3.5m,即h3=3.5m（5）噴淋塔漿液池高度設(shè)計（設(shè)高度為 h2）漿液池容量Vi按照液氣比L/G和漿液停留時間來確定，計算式子如下：Vi =' Vn tiG其中 L/G為液氣比,12.2L/m3Vn為煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)濕態(tài)容積，VN=Vg=39.40m3/sTi=2-6 min8，取 ti=2.8min=168s由

13、上式可得噴淋塔漿液池體積一._ _ _ _ _ _ _ _ _3V!=（L/G） X VnX t!=i2.20X 39.40X i68=80.02 m3選取漿液池內(nèi)徑等丁吸收區(qū)內(nèi)徑，內(nèi)徑D2= Di=3.8m而 Vi=0.25 X 3.i4X D2 X D2 X h2=0.25X 3.i4X 3.8X 3.8X h2所以h2=7.06m（6）噴淋塔煙氣進(jìn)口高度設(shè)計（設(shè)高度為 h4）根據(jù)工藝要求，進(jìn)出口流速（一般為i2m/s-30m/s）確定進(jìn)出口面積，一般希望進(jìn)氣在塔內(nèi)能夠分布均勻，且煙道呈正方形，故高度尺寸取得較小，但寬度不 宜過大，否則影響穩(wěn)定性.因此取進(jìn)口煙氣流速為20m/s，而煙氣流量

14、為36.30 m3/s,可得 h：m2 25m/s = 36.30m3/s所以h4=i.20m2X i.20=2.40m（包括進(jìn)口煙氣和凈化煙氣進(jìn)出口煙道高度）綜上所述，噴淋塔的總高（設(shè)為H,單位m）等丁噴淋塔的漿液池高度h2 （單位 m）、噴淋塔吸收區(qū)高度h （單位m）和噴淋塔的除霧區(qū)高度h3 （單位m）相加起來 的數(shù)值。此外，還要將噴淋塔煙氣進(jìn)口高度 h4 （單位m）計算在內(nèi)因此噴淋塔最終的高度為H= h+h2+h3+ h4=i8.47+7.06+3.50+2.40=3i.43m取圓整值 32m4.i.i.2噴淋塔的直徑設(shè)計根據(jù)鍋爐排放的煙氣，計算運(yùn)行工況下的塔內(nèi)煙氣體積流量，此時要考慮以

15、 下幾種引起煙氣體體積流量變化的情況：塔內(nèi)操作溫度低丁進(jìn)口煙氣溫度，煙氣容積變??；漿液在塔內(nèi)蒸發(fā)水分以及塔下部送入空氣的剩余氮氣使得煙氣體積流 量增大。噴淋塔內(nèi)徑在煙氣流速和平均實際總煙氣量確定的情況下才能算出來， 剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙而以往的計算都只有考慮煙道氣進(jìn)入脫硫塔的流量， 為了更加準(zhǔn)確，本方案將漿 液蒸發(fā)水分V2 (m3/s)和氧化風(fēng)機(jī)鼓入空氣氧化后剩余空氣流量 V3 (m3/s)均計算 在內(nèi)，以上均表示換算成標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)狀態(tài)時候的流量。(1) 吸收塔進(jìn)口煙氣量Va (m3/s)計算該數(shù)值已經(jīng)由設(shè)計任務(wù)書中給出，煙氣進(jìn)口量為：36.30(m3/s)然而，該計算數(shù)值實質(zhì)上僅僅指煙氣在

16、噴淋塔進(jìn)口處的體積流量， 而在噴淋塔 內(nèi)延期溫度會隨著停留時間的增大而降低，根據(jù) PVT氣體狀態(tài)方程，要算出瞬 間數(shù)值是不可能的，因此只能算出在噴淋塔內(nèi)平均溫度下的煙氣平均體積流量。(2) 蒸發(fā)水分流量V2 (m3/s)的計算煙氣在噴淋塔內(nèi)被漿液直接淋洗，溫度降低，吸收液蒸發(fā)，煙氣流速迅速達(dá)到 飽和狀態(tài)，煙氣水分由6%增至13%，則增加水分的體積流量 V2 (m3/s)為：V2=0.07X 36.30(m3/s)=2.541(m3/s)(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)(3) 氧化空氣剩余氮氣量V3 (m3/s)在噴淋塔內(nèi)部漿液池中鼓入空氣，使得業(yè)硫酸鈣氧化成硫酸鈣，這部分空氣對 丁噴淋塔內(nèi)氣體流速的影響是不能夠

17、忽略的，因此應(yīng)該將這部分空氣計算在內(nèi)。假設(shè)空氣通過氧化風(fēng)機(jī)進(jìn)入噴淋塔后， 當(dāng)中的氧氣完全用丁氧化業(yè)硫酸鈣，即 最終這部分空氣僅僅剩下氮氣、惰性氣體組分和水汽。理論上氧化1摩爾業(yè)硫酸 鈣需要0.5摩爾的氧氣。(假設(shè)空氣中每千克含有0.23千克的氧氣)乂 Vso2=0.15 m3/s質(zhì)量流率G SO2=0.15 1000 X22.464g / s=0.42857kg/s： 0.43 kg/s根據(jù)物料守藺，總共需要的氧氣質(zhì)量流量Go2=0.43X0.5kg/s=0.214Kg/s該質(zhì)量流量的氧氣總共需要的空氣流量為G空氣=Go2/0.23=0.932 Kg/s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣密度為1.293kg/

18、m3 2故 V 空氣=0.932/1.293(m3/s)=0.72 (m3/s)V3=(1-0.23) X V 空氣=0.77X 0.72 m3/s=0.56 m3/s綜上所述，噴淋塔內(nèi)實際運(yùn)行條件下塔內(nèi)氣體流量一一一 一 一_3 一 _3Vg=Va+V2+V3=36.30+2.54+0.56(m3/s)=39.40(m3/s)(4)噴淋塔直徑的計算假設(shè)噴淋塔截面為圓形，將上述的因素考慮進(jìn)去以后，可以得到實際運(yùn)行狀 態(tài)下煙氣體積流量Vg,從而選取煙速U,則塔徑計算公式為：其中：Vg為實際運(yùn)行狀態(tài)下煙氣體積流量，39.40 m3/su為煙氣速度，3.5m/s39.40 =3.786m 3.8m

19、3.14x3.5 阿：u因此噴淋塔的內(nèi)徑為Di= 2 xj-± =2X I 4.1.2吸收塔噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(噴嘴的選擇配置)在滿足吸收二氧化硫所需表面積的同時，應(yīng)該盡量把噴淋造成的壓力損失降 低到最小，噴嘴是凈化裝置的最關(guān)鍵部分，必須滿足以下條件：(1) 能產(chǎn)生實心錐體形狀，噴射區(qū)為圓形，噴射角度為60-120;(2) 噴嘴內(nèi)液體流道大而暢通，具有防止堵塞的功能；(3) 采用特殊的合金材料制作，具有良好的防腐性能和耐磨性能；(4) 噴嘴體積小，安裝活洗方便；(5) 噴霧液滴大小均勻，比表面積大而乂不容易引起帶水；霧化噴嘴的功能是將大量的石灰石漿液轉(zhuǎn)化為能夠提供足夠接觸面積的霧 化小液

20、滴以有效脫除煙氣中二氧化硫。濕法脫硫采用的噴嘴一般為離心壓力霧化 噴嘴，可粗略分為旋轉(zhuǎn)型和離心型。常用的有空心錐切線型、實心錐切線型、雙 空心錐切線型、實心錐型、螺旋型等 5種。噴嘴布置分成2-6層，一般情況下為4層；層數(shù)的安排可以根據(jù)脫硫效率的 具體要求來增減。底負(fù)荷時可以停止使用某一層，層間距0.8-2米，離心式噴嘴1.7米。實際上從漿液池液面到除霧器，整個高度都在進(jìn)行吸收反應(yīng)。因而實際 吸收區(qū)高度要比h高6-8米。本方案采用4層噴嘴，層間距為1.5米。每臺吸收塔再循環(huán)泵均對應(yīng)一個噴 淋層，噴淋層上安裝空心錐噴嘴，其作用是將石灰石/石膏漿液霧化。漿液由吸收塔再循環(huán)泵輸送到噴嘴，噴入煙氣中。

21、噴淋系統(tǒng)能使?jié){液在吸收塔內(nèi)均勻分布， 流經(jīng)每個噴淋層的流量相等。一個噴淋層由帶連接支管的母管制漿液分布管道和 噴嘴組成，噴淋組件及噴嘴的布置成均勻覆蓋吸收塔的橫截面，并達(dá)到要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收漿液與煙氣充分接觸，從而保證在適當(dāng)?shù)囊?氣比(L/G)下可靠地實現(xiàn)至少95%的脫硫效率，且在吸收塔的內(nèi)表面不產(chǎn)生結(jié)垢。噴嘴系統(tǒng) 管道采用FRP玻璃鋼，噴嘴采用SIC,是一種脆性材料，但是特別耐磨，而且抗 化學(xué)腐蝕，可以長期運(yùn)行而無腐蝕、無磨損、無石膏結(jié)垢以及堵塞等問題。4.1.2.1噴嘴布置設(shè)計原理(1) 噴管管數(shù)的確定根據(jù)單層漿體總流量Q l和單個噴嘴流量Qs,可得單層噴嘴個數(shù)nQl = 480

22、.68/4=120.17(L/s)而單個噴嘴流量為Qs=0.75L/sN=Ql /Qs密球瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙?zhí)晷辗蚪援厴I(yè)設(shè)計(論文)用紙所以 N=120.17/0.75=160.22 取整數(shù)值 161 個單噴管最大流量兀Qmax,s =D maxV4單噴淋層主噴管數(shù)N = int式中 Dm ax為單噴淋管可選最大管徑，0.04m；V為噴淋管內(nèi)最大流速，6m/so所以Qm asx 工 Dm aV =0.25X 3.14X 0.04X 0.04X 6=7.536L/S 4N = i n t-Qm a s1=int(120.17/7.536)+1=16(2) 各噴管間距的確定根據(jù)脫硫塔直

23、徑、噴嘴個數(shù)等參數(shù)，各噴管之間間距:式中LspDimNspDim為脫硫塔內(nèi)徑Nsp為噴嘴間距(3) 各支噴管直徑的確定根據(jù)布置在主管、各支管的噴嘴個數(shù)以及單噴嘴流量，可以確定主管各段、 各支管噴管直徑4QiDi 一、V式中Qi為節(jié)點i處漿體流量，m3/s； Di為節(jié)點i處噴管直徑，m。(4) 噴淋層在塔內(nèi)覆蓋率的確定噴淋層在脫硫塔內(nèi)覆蓋率為：=也 100A則:AEFF20100 =2 =176%二 0.25 3.82式中Aeff為單層噴嘴在脫硫塔內(nèi)的有效覆蓋面積，20m2A為脫硫塔面積，11.3m2計算主要包括噴淋層內(nèi)主噴管數(shù)、各支噴管的管徑及流速、噴嘴在塔內(nèi)位置 等的計算及設(shè)計。根據(jù)上述設(shè)計

24、方法、結(jié)合實際經(jīng)驗，確定噴淋層內(nèi)各噴管直徑、 各個噴嘴位置等幾何參數(shù)。在確定噴嘴布置設(shè)計中，需要確定噴嘴在塔內(nèi)的位置坐標(biāo)在確定各支噴管直 徑時，要根據(jù)廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)管徑來選取。 在確定各個支噴管直徑后，還要根據(jù) 廠家提供的噴嘴與各主、支噴管之間間距要求，對初步噴嘴位置進(jìn)行調(diào)整，以避 免噴出的液滴與噴管發(fā)生噴射碰撞。在噴嘴布置完成后，需要確定噴淋層在塔內(nèi)的履蓋率以及多層覆蓋狀況，驗 證噴嘴布置的合理性。4.1.2.2進(jìn)行噴嘴在塔內(nèi)布置設(shè)計中應(yīng)該注意以下問題：(1) 選擇合理的噴嘴覆蓋高度，通常根據(jù)噴嘴特性及兩層噴淋之間距離來確 定。(2) 選擇合理的單層噴嘴個數(shù)。一般來說，噴嘴個數(shù)根據(jù)工藝計算來

25、確定。(3) 當(dāng)噴嘴覆蓋高度確定以后，就可以計算單個噴嘴的覆蓋面積，A。=兀H 2tg 2僅I ($為噴霧角)2則 A0=兀H2tg2 2 i=3.14X 1X 1=3.14m2(4) 當(dāng)在脫硫塔內(nèi)布置噴嘴時，選擇合適的噴嘴之間的距離。通常根據(jù)噴嘴 個數(shù)和脫硫塔直徑來選擇噴嘴問距，并要與連接噴嘴的噴管布置方案整體考慮。(5) 選擇合理的經(jīng)濟(jì)流速，并根據(jù)噴管產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)來確定石灰石漿液母管和 支管直徑。(6) 當(dāng)檢驗噴淋層在脫硫塔覆蓋率時，不僅要考慮噴嘴液流與母管、支管和 支撐的碰撞對覆蓋率的影響，還要考慮所有噴嘴在脫硫塔內(nèi)覆蓋均勻度。4.1.3吸收塔底部攪拌器及相關(guān)配置在吸收塔底部，石灰石漿液經(jīng)

26、過脫硫過程之后，變成了 CaSO3和CaSO3 1/2 H2O，此時為了使氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣能夠充分地和CaSO3和CaSO3 1/2 H2O接觸，以便充分氧化，需要 CaSO3和CaSO3 1/2 H2O的混合溶液內(nèi)部顆粒分布 均勻，在這種情況下，需要使用攪拌器來使溶液懸浮顆粒均勻混合，同時增大和空氣接觸的面積。由丁底部溶液是固體懸浮溶液，根據(jù)密剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙不同攪拌過程的攪拌器型式推薦表 2-51攪拌器型式適用條件表2-61攪拌器型式使用范圍表2-71在吸收塔漿液池的下部，沿塔徑向布置四臺側(cè)進(jìn)式攪拌器，其作用是使?jié){液 的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時分散氧化空氣。攪拌器安裝有軸承罩

27、、主軸、攪拌 葉片、機(jī)械密封。攪拌器葉片安裝在吸收塔降池內(nèi)，與水平線約為10度傾角、與中心線約為-7度傾角。攪拌槳型式為三葉螺旋槳，軸的密封形式為機(jī)械密封。在吸收塔旁有人工沖洗設(shè)施，提供安裝和檢修所需要的吊耳、吊環(huán)及其他專 用滑輪。采用低速攪拌器，有效防止?jié){液沉降。吸收塔攪拌器的攪拌葉片和主軸 的材質(zhì)為合金鋼。在運(yùn)行時嚴(yán)禁觸摸傳動部件及拆下保護(hù)罩。向吸收塔加注漿液時，攪拌器必須不停地運(yùn)行。葉片和葉輪的材料等級是 ANSI/ASTMA176 80a,攪拌器軸為固定結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn) 速適當(dāng)控制，不超過攪拌機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速。所有接觸被攪拌流體的攪拌器部件，必 須選用適應(yīng)被攪拌流體的特性的材料，包括具有耐磨損和腐

28、蝕的性能。4.1.4吸收塔材料的選擇因為脫硫塔承受壓力不大，而且16MnR鋼材綜合力學(xué)性能、焊接性能以及低 溫韌性、冷沖壓以及切削性能比較好，低溫沖擊韌性也比較優(yōu)越，價格低廉，應(yīng) 用比較廣泛。故塔壁面由16MnR鋼材制造，為了節(jié)約材料和防止腐蝕，內(nèi)襯橡 膠板防腐層，其煙氣入口部分內(nèi)襯玻璃鱗片加耐酸瓷磚。4.1.5吸收塔壁厚的計算（包括計算壁厚和最小壁厚）4.1.5.1吸收塔計算壁厚的計算由丁操作壓力不大，假設(shè)計算壁厚小丁 16毫米，根據(jù)附表九316MnR鋼板在 操作溫度下的許用應(yīng)力為；t=170Mpa。對丁漿液池部分由丁漿液會對塔壁產(chǎn)生壓力，因此計算時還要這部分壓力考慮 在內(nèi)，同時假設(shè)塔內(nèi)的計

29、算壓力取 0.202 MPa （2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）Pc =0.202+&h （ P 為漿液密度 1257kg/m3, g=9.81m/s2,h 漿液池高度 7.06m）所以 Pc =0.202+ Dgh=0.202 1 06+1257 X 9.81 X 7.06=0.292X 106 Pa=0.292MPa乂根據(jù)式4-53可知:吸收塔（噴淋塔）的計算壁厚公式為：PcDi S= （mm）2 邛八Pc其中：Pc計算壓力，對丁漿液池以上部分取二倍大氣壓，0.202 MPaPc =0.292MPaDi圓筒或者球殼內(nèi)徑，為3800mm中 焊接接頭系數(shù),取 中=1； C壁厚附加量，取C=1.00mm

30、C2腐蝕裕量,mm ; Ci鋼板厚度負(fù)偏差,mm對丁噴淋塔頂部以下漿液池以上的部分（簡稱上部分）0.202 3800cFCDi0.202 3800767.6S=2.259mm2；：-Pc2 170 1 -0.202 339.8根據(jù)取腐蝕裕量C2=1.00mm3,根據(jù)表4-73可得C1=0.25mm貝 U C1 + C2=0.25+1=1.25mm2.259+C=2.259+1.25=3.509mm圓整后取 Sn=4.00mm因此脫硫塔上部分應(yīng)該選用的壁厚為 4.00mm的16MnR鋼材，與上面的假設(shè)相符 4.0mm < 16.00mm對丁噴淋塔漿液池部分（簡稱下部分）2同、- Pc0.2

31、92 3800=絲 3.31mm2 170 1 - 0.292339.7根據(jù)取腐蝕裕量C2=1.00mm3,根據(jù)表4-73可得C=0.5mm則C1+ C2=0.5+1=1.5mm3.31+C=3.31+1.5=4.81mm圓整后取 Sn =5mm4.1.5.2吸收塔（噴淋塔）計算壁厚的液壓試驗校核上部分：L = R（Di +&）（設(shè)計試驗溫度為200度，則3=170Mpa）二170MpaPT =1.25X PX7 = 1.250.202Mpap-=0.253Mpa。丫170MpaSe =Sn -C=4-1.25=2.75mmD i =3800mm故qt = 一（。+Se） =0.253

32、x （3800+2.75）/2X2.75=174.93Mpa175Mpa2Se而 0.9中 a s （。0.2） =0.9X 1 X 274=246.6Mp因此oT = .（ +&）=175MPa0.9小。s（%2）=246.6Mpa所以液壓試驗強(qiáng)度符窿4玄金瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙合要求L5 八 T PT(Di S'e)，、卜部分：。1 =,< 0.9中 CT s(CTo2)2Se'P' T =1.25X P' X 以=1.15 x 0.292Mpa x 170Mpa =0.365Mpa；170MpaS' e=S' n-C=

33、5-1.5=3.5mmDi=3800mm故 jT = PT(Di+Se) “.365x (3800+3.5)/ (2X 3.5) =201Mpa2S e而 0.8中。s(00.2)=O.8X 1 X274=219.2MPa因此 = PT(Di +Se) =201MPa0.9中 a s(02)=219.2Mpa所以液壓試驗強(qiáng)度 2S e.符合要求綜上所述，設(shè)計的材料選擇，壁厚計算數(shù)值和試驗強(qiáng)度均符合實際操作要求。4.1.5.3吸收塔最小壁厚的計算根據(jù)相關(guān)規(guī)定，塔殼圓筒不包括腐蝕裕度的最小厚度，對丁碳鋼和低合金鋼 制造的塔設(shè)備為0.2%的塔徑20,而且不小丁 4mm。而噴淋塔的內(nèi)徑為3800mm,

34、所以最小壁厚 Smin =0.2%x 3800=7.6mm根據(jù)取腐蝕裕量C2=1.00mm3,根據(jù)表4-73可得C1=0.8mm貝 UC1+C2=0.8+1=1.8mm7.6+C=7.6+1.8=9.4mm 圓整后取 Sn=10mm綜合以上計算壁厚和最小壁厚的結(jié)果，最終臺噴淋塔的壁厚為10mm4.1.6吸收塔封頭選擇計算考慮到封頭與筒體采用雙面焊接的焊接方法進(jìn)行焊接， 根據(jù)力學(xué)有關(guān) 知識， 為了不使應(yīng)力集中破壞設(shè)備，決定兩端封頭采用淺碟形封頭，根據(jù)相關(guān)知識，在 淺碟形封頭內(nèi)部：(1)球面部分半徑Rj不得大丁筒體內(nèi)徑Ri< Di,故Ri< Di,一般取Ri=0.9Di(2)折邊半徑r

35、在任何情況下不得小丁筒體內(nèi)徑 Di的10%即380mm,而且不應(yīng)該小丁 3倍的封頭名義壁厚Sn （封頭）。因此 r > 3 Sn 且 r > 10% Di=380mm淺碟形封頭的尺寸是：Di=3800 mm； Ri=0.9Di=3420mm； r 取 400mm則 淺碟形封頭的形狀系數(shù) M=】*（3+J）=0.25X （3+J3420）4 '. r".400，而 JR = ；342=2.92取件=3.00 （根據(jù)表 4-123） r . 400. rPc=0.292Mpa材料選用 16MnR 鋼材，故 ”t=170Mpa,中=1,取 C2=2.00mm淺碟形封頭的

36、計算壁厚S=4oMPcR）5P （根據(jù)式4-233）1.5 0.292 34201497.96所以 S=mm =mm = 4.41mm2 170 1 -0.5 0.292339.8S+ C2=6.41mm,根據(jù)表 4-73，負(fù)偏差 C=0.5mm,C= C1+C2=2+0.5=2.5mm4。暖 Mpa（根據(jù)式 4-253）S+ C1+C2=4.41+2.5=6.91mm 圓整后取 Sn=7.00mm此時淺碟形封頭的最大允許工作壓力Pw=MR,2 170 4.52二Se= 0.298MPa 0.202MPaPw eMR 0.5Se 1.5 3420 0.5 4.5故脫硫塔的淺碟形封頭設(shè)計強(qiáng)度不夠

37、。為了運(yùn)行安全，應(yīng)該增加壁厚，選擇 封頭的壁厚和筒體壁厚一致，則封頭壁厚為 10mm.此時淺碟形封頭的最大允許工作壓力P w' = 2Q*Se, Mpa（根據(jù)式4-253）MR 0.5SeP w' =J-=2 170 7.5=55 =0.496MPa 0.202MPaMR 0.5Se 1.5 3420 0.5 7.5 5130 3.75故強(qiáng)度符合要求，因此淺碟形封頭的壁厚為10mm。下端碟形封頭與塔體采用焊接的方式,上端碟形封頭與塔體采用法蘭盤的連 接方式。4.1.7吸收塔裙式支座選擇計算立式容器的支座主要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四種。中籬剃姓夫皆畢業(yè)設(shè)計（論

38、文）用紙小型直立容器米用前二種支座，局大的塔設(shè)備則米用裙式支座。本設(shè)計中，吸收塔（噴淋塔）內(nèi)徑為 3800mm,而吸收塔（噴淋塔）的高度為 32m,根據(jù)服表4-93可知，選用的裙座規(guī)格為：裙座圈厚度Ss = 8.2mm;基礎(chǔ)環(huán)厚度S= 15.5mm地腳螺栓個數(shù)20個，公稱直徑M27裙座的材料選用Q238-AR鋼材，塔體與裙座采用對接焊接，塔體接頭焊接系 巾=1 ,裙座的壁厚取12mm,裙座的壁厚附加量取C=2mm。4.1.8吸收塔配套結(jié)構(gòu)的選擇（1）吸收塔（噴淋塔）進(jìn)料漿液管道和配套閥門的設(shè)計選擇設(shè)計時應(yīng)該充分考慮到石灰石漿液對管道系統(tǒng)的腐蝕與磨損， 一般應(yīng)該選用襯 膠管道或者玻璃鋼管道。管道

39、內(nèi)介質(zhì)流速的選擇既要 考慮到應(yīng)該避免漿液沉淀， 同時乂要考慮到管道的磨損和屹立損失減少到最小 9。而且漿液管道上的閥門應(yīng) 該選用蝶閥，盡量少采用調(diào)節(jié)閥門。閥門的流通直徑與管道一致 9。（2） 吸收塔（噴淋塔）配套結(jié)構(gòu)的選擇（人孔選擇）塔設(shè)備內(nèi)徑大丁 2500mm,封頭和筒體都應(yīng)該開設(shè)人孔，室外露天設(shè)備，考慮 活洗，檢修方便，一般選用公稱直徑 450mm或者500mm的人孔；常壓大型設(shè) 備，貯槽則選用公稱直徑為 500mm或者600mm的人孔。綜上所述，本設(shè)計方案中的吸收塔應(yīng)該選用公稱直徑為500mm的人孔。dwX SDDiBbBiB2HiH2螺栓直徑長度530 X 66205853001410

40、1216090M16 X 54.2吸收塔最終參數(shù)的確定（1）吸收塔（噴淋塔）數(shù)量：1套X 1 units=1套（2）類型：管道內(nèi)置型吸收塔（噴淋塔）（3）作用：煙氣中的二氧化硫氣體由吸收塔（噴淋塔）的漿液吸收并去除，為 了使得煙氣和漿液充分接觸，應(yīng)該合理地設(shè)計吸收塔（噴淋塔）內(nèi)的除霧器、噴 嘴、攪拌器。4.2.1設(shè)計條件（1）煙氣條件 吸收塔（噴淋塔）進(jìn)出口煙氣設(shè)計條件基丁鍋爐 100% BMCR工 況。進(jìn)口出口備注煙氣量（m 3/s）33.60（標(biāo)況）39.40（標(biāo)況）人氣壓:101325Pa溫度（C）10050SO2 濃度（mg/11800啊況）590（標(biāo)況）設(shè)計工況壓力進(jìn)口 /出口平均值

41、：0.202Mpa（2atm）瑟4玄立瑾副亂夫皆畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙噴淋區(qū)6000出口煙道1200進(jìn)口煙道1200反應(yīng)池71004.2.2.5選材及防腐塔本體：碳鋼16MnR鋼材塔內(nèi)部螺栓、螺母類：6%Mo不銹鋼材料塔內(nèi)壁：襯里施工前經(jīng)表面預(yù)處理，噴砂除銹，內(nèi)襯材料為丁基橡膠板塔內(nèi)件支撐：碳鋼襯丁基橡膠丁基橡膠是由異丁烯中混以1.5%4.5%的異戌二烯具有化學(xué)穩(wěn)定性好、對 臭氧、酸堿的耐腐蝕能力強(qiáng)、無吸水性等優(yōu)良性能。丁基橡膠經(jīng)改性后有鹵化丁 基橡膠，包括氯化丁基橡膠和漠化丁基橡膠，基本特性有：(1) 具有優(yōu)良的耐水氣滲透性能、耐漿液磨損性能、耐腐蝕性特別是耐 F-性、 耐SO2、耐CL-性及

42、耐熱性等。結(jié)合脫硫工程漿液介質(zhì)條件，通常來說厚度為4mm 即可，在磨損嚴(yán)重的部位襯2層4mm 丁基橡膠。(2) 氣體透過性小，氣密性好回彈性小，在較寬溫度范圍內(nèi)(3050 C)均不大20% ,因而具有吸收振動和沖擊能量的特性。(3) 耐熱老化性優(yōu)良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和對化學(xué)穩(wěn)定性以 及耐電暈性能與電絕緣性好。(4) 耐水性好、水滲透率極低，因而適丁做絕緣材料。缺點是硫化速度慢、粘 合性和自粘性差、與金屆粘合性不好、與不飽和橡膠相容性差，不能并用。4.2.3吸收塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核4.2.3.1強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核條件(1) 塔體內(nèi)徑Di=3800mm，塔高度32000mm,裙座高度

43、3060 mm,計算壓力 0.292MPa設(shè)計溫度 200 C。(2) 設(shè)置地區(qū)：基本風(fēng)壓350N/m2，地震防烈度8度，場地土地類：B類。(3) 沿塔高開設(shè)3個人孔，相應(yīng)在人孔處安裝圓形平臺 3個，平臺寬度 B=900mm，高度為 1000 mm。(4) 塔外設(shè)置保溫層厚度為100 mm,密度300kg/m3.(5) 塔體與封頭選用16MnR鋼材，其。=170MPat_5二=170MPa,二 S =345MPa,Et =1.9 105MPa(6) 裙座材料選用Q238-AR(7) 塔體與裙座對接焊接，塔體焊接系數(shù)-=1(8) 塔體與封頭壁厚附加量取 C=2.00 mm,裙座壁厚附加量取 C=

44、2.00 mm。4.2.3.2塔設(shè)備質(zhì)量載荷計算(1) 塔體圓筒、封頭、裙座質(zhì)量 m01圓筒質(zhì)量 m1 =596 31.43 = 18732.3kg封頭質(zhì)量 m2 =600 2 = 1200kg裙座質(zhì)量 典=596 3.06= 1823.76kgm01 =m m2 m3 = 21756kg其中 塔體高度為31.43米，查得DN3800 mm,壁厚10 mm的圓筒每米質(zhì)量為 596kg;查得DN3800 mm,壁厚10 mm的封頭每米質(zhì)量為 600kg;裙座高度3060 mm。(2) 塔內(nèi)件質(zhì)量，取 mm a = m 0m +m +m)3 + ma0tm/v + me = 402276kgm()

45、2 = 100kg1(3) 保溫層質(zhì)量 m03 =一町(Dj +2Sn +2&)2 (Dj +2Sn)2H0P2+2m034m03 =1 3.14(3800 2 0.01 2 0.1)(3800 2 0.01)2 31.43 300 2(1.54-1.18) 300 4=11836.7kg其中m03'封頭保溫層質(zhì)量1oo 1(4) 平臺扶梯質(zhì) m04 = n(Di 十2Sn 十25 十2B)2 (Dj +2Sn + 乜)2nq0+qF H F42m04 =1 二(3800 2 0.01 2 0.1 2 0.9)2 (3800 2 0.01 2 0.1)21 3 .50 40 3

46、442=8659.5 kg(5) 操作時物料質(zhì)量m°5=1兀dWR +1兀Dj2h°p2+Vf R44/剃姓夫皆畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙m05 =1 3.14 382 7.06 1257 1 3.14 3.82 (31.43 -7.06) 1.01 Vf 言44=100874 kg其中hw為石灰質(zhì)漿液局度，7.06mh0除漿液區(qū)外的塔高,31.43-7.06m杵石灰石漿液密度，1257 kg/m3,100 50,、侈空氣在 一2 =75 C時候的密度，31.01kg/m(6)附件質(zhì)量ma，按照經(jīng)驗值取ma=0.25m01 =0.25 21576 =5439kg1(7) 充水質(zhì)量

47、 mw =兀 Di2H0P+2Vf P412 -mw = 3 . 1 432.843 1.43100 02 1=3586311(kg 0卜面將塔分成K段，計算卜列各質(zhì)量載荷表6吸收塔各計算段的質(zhì)量塔段0-11-22-33-44-55-塔頂合計人孔與平臺數(shù)量0001203塔板數(shù)0000000m01621.61243435162166216310821576m020010404012100m03338676236633803380169011836m043978272282252551958659m051213129688214832148316089100874m；160300112016201

48、3478925439式45870276457949399493987708358631me0000000m011581901511435130478130478109692402276各塔段最小質(zhì)量1158.62297全塔操作質(zhì)量全塔最小質(zhì)量水壓試驗最大質(zhì)量n = m0i m02 F03 島 ma m = 402276kg mu = m0i 0.2m02 m°3 m)4 ma me = 47710kgmmax =m°i m02 m°3 m04 ma mw me = 402276kg4.2.3.3風(fēng)載荷計算P = Kq if il Di $ ( )N其中Ki體型系數(shù)

49、，對丁圓筒取Ki =0.7; K2i塔設(shè)備各段風(fēng)振系數(shù)， , . "一一當(dāng)塔局 20米時K2i=1.7;當(dāng)塔局 20米時K2i=1+計算fiq0為10米塔高處的基本風(fēng)壓值，350 N / m2，見表8-43fi為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，見表8-53;；為脈動增大系數(shù)，見表8-63;乂為第i段脈動增大影響系數(shù)，見表8-73;%為第i段振型系數(shù)，根據(jù)N/m2與u查表8-83;ht為塔器第i段頂截面距離地面的高度，m ;li為同一直徑兩相鄰計算截面間的距離,藩球瑾剃亂夫皆畢業(yè)設(shè)計(論文)用紙Dei為塔器各段有效直徑，mm;當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線成180°時，Dei =Doi +28si+

50、K3十K4+do+26psDoi為塔各計算段的外徑，mm; &為塔器第i段的保溫層厚度，mm;2、 AK3 =400mm; L= （A投影面積，1。操作平臺所在計算段長度）表7風(fēng)載荷各項數(shù)值算段liq。K1iziiK2ifhi臺 數(shù)半1100050370.720.0750.0362.701.640.102200050370.720.3750.0362.701.720.303700050370.720.100.1362.701.001.01041000050370.790.500.3362.701.251.02151000050370.850.650.6362.941.421.03265

51、00050370.850.001.0362.382.451.530K4DeiP05102033805302001005102046402 525727774703 536038063100520201220密 4玄金*剃亂夫皆 畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙表 8-3 3查得 Tg =0.3 （B 類場土近震）；表 8-23查得 amax=0.45口1=（些）0%0.45 而 1=9。.3*35。七必175 350002.5=3.3U109N mm'所以 M =1.25 M = 1.25X3.34M109N mm = 4.17 乂 109 N mm576、35000 軟 1。七 1.28sT1,

52、1.9 105 8.2 3800o_-1a以所9 / 0180 .牛5.120-0截面h1- 1截面h2- 2截面h=0 mm=1000 mm=3000 mm等直徑等壁厚的塔H /Di =9.21小丁 15,但是塔高度大丁 20 m,所以按照下列方法計算地震彎矩耕=土2¥8=°-3 4. 6MPa0-0截面M EMCz&mgH =旦0.5><0.12 302276X9.81= 3.7M09N mm 3535所以M，0 = 1. 2M E0'= 1.25k3.79乂109=4.73 x109N mm1-1截面mE1 = "m% (10H 3-514 H h2 4h ) 3.5E 175H2.5=8 0.5 0.12 400276 9.81 (10 350003.14 350002.5 1000 4 10003.5) 175 350009 -=3.64 10 N mm1 A199所以 Me =1.25 Me =1.25 乂3.64乂10 N mm = 4.55X10 N mm2-2截面,2 -2M e8C PHn g3 52 53 5z 1 羅(10H 3-514H h2 4