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脫硫塔出口溫度對半干濕法煙氣脫硫率的影響

脫硫塔出口煙氣溫度對脫硫率的影響,又可表示為近絕熱飽和溫度差對脫硫率的影響。在半干法煙氣脫硫防腐工藝中,一定濕度和溫度的未飽和煙氣進入脫硫塔,與霧化輪或噴嘴噴入的石灰漿液液滴相接觸,因煙氣尚未飽和,水分便不斷向煙氣中汽化。假設脫硫塔保溫良好,既無熱損失,也不從外界補充熱量。水分汽化所需的潛熱只能來自煙氣的顯熱,致使煙氣的溫度逐漸下降,煙氣濕度不斷增高。與水汽化等量的熱又以潛熱形式帶回煙氣中,因此煙氣的熱焓不變。另外,整個過程進行的時間也非常短,因此該過程可看成是煙氣系統的絕熱降溫過程。如果給水量充足,當煙氣達到飽和時,煙氣的溫度就不再下降,此相對穩定狀態的溫度便稱為煙氣的絕熱飽和溫度。

在所有的半干法煙氣脫硫防腐工藝中都有一個重要的運行工藝參數——近絕熱飽和溫度差,近絕熱飽和溫度差為脫硫塔出口煙氣溫度與煙氣絕熱飽和溫度之差,這個參數用于衡量煙氣接近絕熱飽和溫度的程度(即煙氣接近飽和狀態的程度),分析吸收塔內工況及與脫硫率的關系,是運行參數之一。       

在運行的過程中,AAST的確定直接影響脫硫率和裝置的運行穩定性,主要體現在以下方面:

①如果吸收塔出口煙氣平均溫度控制得越接近絕熱飽和溫度,即AAST越小,表明出口煙氣溫度越低,煙氣濕度越大,石灰漿滴的蒸發速率降低,液滴的停留時間延長,完成液滴干燥以達到允許殘余水分含量的時間就越長,吸收劑可維持較長的濕態時間,也就是增加了氣液反應的時間,由于S02與脫硫劑的反應條件主要受液相傳質控制,氣液反應時間的增加就可期望達到更高的脫硫率。

②對于氣固脫硫反應階段,脫硫劑上吸附的水分對促進S02的吸附和反應起著關鍵性的作用。AAST越低,煙氣濕度越大,剩余脫硫劑內部所含的水分越高,脫硫效果就越好。有研究表明水分存在可使鈣基吸收劑反應活性增加,當鈣基吸收劑中的水分超越某個臨界值后,其反應機理相對于干燥狀態已發生了明顯變化。此時已經不是完整意義上的氣固反應,而是轉變為在液相中的離子反應。在液相中反應比固相中反應速度和反應面積要大得多,因此,除塵器中脫硫率也會提高。

③AAST不能太低,否則會帶來一系列的經濟性和運行可靠性等問題,主要是堵塞和腐蝕嚴重,系統成本增加,并且不利于檢修和維護。

a·系統堵塞問題:AAST越低,石灰漿液中的水分需要的干燥時間越長,要求的脫硫塔高度(或直徑)也就越大,增加了投資成本。如果脫硫塔的尺寸保持不變,水分在離開脫硫塔時仍然沒有完全蒸發,將導致石灰漿液附著在脫硫塔和除塵器上,造成脫硫塔粘壁和除塵器堵塞,整個煙氣系統阻力增大,系統運行可靠性降低,尤其是脫硫吸收劑和脫硫產物的混合物與水分結合后,形成類似水泥的物質,使脫硫塔和除塵器(特別是布袋除塵器)堵塞后的檢修維護(如清灰)工作很不易進行,給運行工作人員造成額外的工作負擔;另外,灰渣輸送系統也易堵塞,難于正常運行。

b.腐蝕問題:由于脫硫塔出口溫度接近絕熱飽和溫度,將出現結露現象,引起后面設備部件的腐蝕,降低設備和部件的使用壽命,使整個系統防腐要求增高。



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