旋流板塔濕法脫硫除塵技術(shù)
旋流板塔的主要特點
* 傳質(zhì)、傳熱效果好，氣相單板效率（EMV）可達(dá)50%；多塊旋流塔板的脫硫效率可達(dá)90%以上
* 防堵性能好、操作彈性寬、適用范圍廣、操作管理方便
* 氣液負(fù)荷高，霧沫夾帶少
* 塔板壓降低，系統(tǒng)阻力小；運行費用低
* 除塵性能好，可達(dá)98%以上
以旋流板塔作為吸收塔以應(yīng)用于各種煙氣脫硫技術(shù)中，例如：雙堿法、氧化鎂法、簡易石灰/石膏法、簡易煙氣脫硫除塵一體化工藝等。
旋流板塔工作原理
旋流板塔工作時，煙氣由塔底從切向高速進(jìn)入，在塔板葉片的導(dǎo)向作用下旋轉(zhuǎn)上升。逐板下流的液體在塔板上被煙氣噴成霧滴狀，使氣液間有很大的接觸面積。液滴在氣流的帶動下旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力強化氣液間的接觸，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，經(jīng)過溢流裝置流到下一層塔板上，再次被氣流霧化而進(jìn)行氣液接觸。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2等酸性氣體被堿性液體吸收的效果好；旋流板塔同時具有很好的除塵性能，氣體中的塵粒在旋流塔板上被水霧粘附，并受離心力作用甩到塔壁而除去，從而具有較高的除塵除霧效率。本公司設(shè)計的特殊組合式除霧裝置，將進(jìn)一步保證高效的除霧性能，以避免風(fēng)機帶水問題。
旋流板塔濕法脫硫反應(yīng)原理
濕法煙氣脫硫是應(yīng)用最為廣泛的脫硫技術(shù)，濕法煙氣脫硫的基本過程是用含脫硫劑的溶液或漿液在旋流塔板中洗滌煙氣，使煙氣中的二氧化硫在旋流板塔內(nèi)較好傳質(zhì)條件下，與脫硫液進(jìn)行較為充分的吸收反應(yīng)，從而大大降低煙氣中的二氧化硫濃度，達(dá)到脫硫目的。濕法煙氣脫硫可以達(dá)到較高的脫硫效率，工程投資和運行費用都較低，管理和維護也較為方便。濕法脫硫的主要缺點是凈化煙氣的溫度較低，應(yīng)進(jìn)行凈化煙氣的再加熱，以防露點腐蝕并有利于煙氣排放后的煙氣抬升。
石灰石是最早作為煙氣脫硫的吸收劑之一，由于石灰和石灰石的價格低廉、取料廣泛，使得石灰/石灰石法的運行費用在各種脫硫方法中相對低而應(yīng)用最廣泛。石灰/石灰石漿液在旋流板塔中洗滌煙氣的總的反應(yīng)是SO2和Ca(OH)2或CaCO3起作用，生成亞硫酸鈣，其一部分氧化成硫酸鈣。為了進(jìn)一步的脫硫渣的處理，我們采用強制氧化生產(chǎn)石膏的工藝。
雙堿法煙氣脫硫技術(shù)早已在日本和美國的大型工業(yè)裝置上成功應(yīng)用。該法流程特點為先用可溶性的鈉堿吸收液在吸收塔內(nèi)進(jìn)行脫硫，然后在塔外再用石灰乳或石灰石粉對鈉基吸收液進(jìn)行再生，在我們的工藝中電石渣常被用來替代石灰進(jìn)行再生。再生液繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)脫硫。雙減法有如下優(yōu)點：塔內(nèi)鈉基清液作為吸收液，大大降低了結(jié)垢機率；鈉基吸收二氧化硫速率高，在較低的液氣比下可得到較高的脫硫率，同時還可大大提高石灰的利用率。反應(yīng)主要方程式如下：
吸收過程：
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑
2NaOH + SO2→ Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
再生過程：
2NaHSO3 + Ca(OH)2→ Na2SO3 + CaSO3 ↓+ 2H2O
Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3↓
旋流板塔發(fā)展歷程
旋流板塔自1974年首次用于衢州化工公司碳銨干燥尾氣回收氨以來，已廣泛用作中小氮肥廠的半水煤氣脫硫(H2S)塔、飽和熱水塔，除塵、冷卻、冷凝塔等，也用于環(huán)保行業(yè)脫除煙氣和廢氣中的飛灰、SO2、NOx、H2S 及鉛、汞蒸汽等，取得了巨大的環(huán)境效益和社會效益，獲得1978年全國科學(xué)大會獎和1984年國家發(fā)明獎。至90年代，在國家自然科學(xué)基金和省自然科學(xué)基金（各二次）的資助下，以譚天恩教授為首的研究小組又對旋流塔板上的氣液運動、傳質(zhì)效率、放大效應(yīng)等進(jìn)行了深入的研究，又獲得化工部1993年科技進(jìn)步二等獎、國家教委1996年科技進(jìn)步三等獎、1999年浙江省環(huán)境保護科技進(jìn)步二等獎。
從80年代前期開始，旋流板塔開始用于小型鍋爐的煙氣脫硫研究，在實驗室的基礎(chǔ)上對同時脫硫、除塵、除霧相關(guān)的工程性問題進(jìn)行了深入研究。旋流板塔石灰/ 石灰石法、以及雙堿法、電石渣和廢堿液脫硫技術(shù)作為實用可靠的脫硫除塵技術(shù)，具有投資和運行費用低、操作彈性大、管理和維護方便等特點，現(xiàn)已逐漸推廣應(yīng)用于電力、化工、礦冶、輕工等行業(yè)的煙氣脫硫除塵和其它工業(yè)廢氣治理。在“九五”期間，浙江大學(xué)環(huán)境工程研究所承接了國家“九五”重點科技攻關(guān)項目，對旋流板塔脫流除塵一體化技術(shù)進(jìn)行了工藝優(yōu)化、設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化、防腐耐磨材料、成套化、系列化等方面的研究在工業(yè)應(yīng)用上獲得了巨大的成功。
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