隨著(zhu)國(guo)家環(huan)保形勢的(de)日益嚴峻，環(huan)保法(fa)規的(de)不斷完善，超低排(pai)放成為大多數新建脫(tuo)(tuo)硫(liu)項目(mu)的(de)要求，即(ji)脫(tuo)(tuo)硫(liu)系統(tong)出口二(er)氧(yang)化硫(liu)含量需達到(dao)35mg/Nm3以(yi)下。根據國(guo)內燃煤電廠使用的(de)普遍煤質(zhi)，一般脫(tuo)(tuo)硫(liu)系統(tong)進口按(an)照1500~2000mg/Nm3原始二(er)氧(yang)化硫(liu)濃度考慮，脫(tuo)(tuo)硫(liu)率需要達到(dao)98%以(yi)上。

目(mu)前，從(cong)原材料的經濟性考慮，目(mu)前國內脫硫還是以(yi)(yi)(yi)鈣(gai)法濕(shi)法為主流。限于(yu)石灰石本身(shen)的反(fan)(fan)應(ying)活性以(yi)(yi)(yi)及吸(xi)收(shou)反(fan)(fan)應(ying)的塔(ta)板(ban)理論，鈣(gai)法脫硫在(zai)達到效率(lv)95%以(yi)(yi)(yi)后，脫硫效率(lv)繼續(xu)增(zeng)加(jia)所(suo)需要的液氣比也會大(da)大(da)增(zeng)加(jia)，從(cong)而帶(dai)來初始投資的大(da)大(da)增(zeng)加(jia)，以(yi)(yi)(yi)及后期運行費(fei)用(yong)(yong)及維護費(fei)用(yong)(yong)的大(da)大(da)增(zeng)加(jia)。

為了保(bao)證較高的脫(tuo)硫效率，近(jin)幾(ji)年出現許多諸如單(dan)塔雙循環和(he)(he)雙塔循環等各種優(you)化(hua)工(gong)藝，但是(shi)(shi)無可避(bi)免帶來較多的投(tou)(tou)資(zi)(zi)成本增(zeng)(zeng)加(jia)、占地面積(ji)增(zeng)(zeng)大(da)、電(dian)耗增(zeng)(zeng)大(da)等不利影(ying)響(xiang)，如何在傳統脫(tuo)硫工(gong)藝設(she)計中(zhong)進行(xing)必要的優(you)化(hua)，盡量(liang)不增(zeng)(zeng)加(jia)大(da)的投(tou)(tou)資(zi)(zi)和(he)(he)用電(dian)設(she)備(bei)，是(shi)(shi)諸多行(xing)業(ye)設(she)計者(zhe)一直在努力(li)思(si)考的方(fang)向，筆(bi)者(zhe)從(cong)多年一線設(she)計及調試(shi)的經(jing)驗出發，做了一些總(zong)結(jie)和(he)(he)歸納。

脫硫反(fan)應(ying)本質上是酸堿中和反(fan)應(ying)，酸堿反(fan)應(ying)的(de)速率(lv)除了物(wu)料本身的(de)反(fan)應(ying)活性外，其他主要參考因素是反(fan)應(ying)時間(jian)和接觸效率(lv)。不管采取何種設計優化，要么是增大(da)反(fan)應(ying)停留時間(jian)，要么是增大(da)氣液接觸效率(lv)。

1、脫硫塔(ta)進口煙氣改為切向進入。煙(yan)氣(qi)徑向進入(ru)脫(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)后(hou)，會直(zhi)接接觸對(dui)面塔(ta)(ta)壁(bi)后(hou)直(zhi)線上升，煙(yan)氣(qi)有(you)效行程(cheng)為(wei)脫(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)進口(kou)到最上層(ceng)噴(pen)(pen)淋距(ju)離，一(yi)般按照(zhao)四層(ceng)噴(pen)(pen)淋考慮，最大(da)行程(cheng)為(wei)8m（一(yi)般單層(ceng)噴(pen)(pen)淋間距(ju)為(wei)1.8~2m）。若煙(yan)氣(qi)以一(yi)定夾角切向進入(ru)脫(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)，則(ze)會沿著塔(ta)(ta)壁(bi)螺旋上升，煙(yan)氣(qi)有(you)效行程(cheng)大(da)大(da)增(zeng)加，類似于傳(chuan)統水膜除塵的煙(yan)氣(qi)進塔(ta)(ta)方式。若采(cai)用75°夾角進入(ru)，一(yi)般煙(yan)氣(qi)行程(cheng)可增(zeng)大(da)15%~20%，也就相當于反(fan)應停(ting)留時間增(zeng)大(da)了15%~20%。

2、增加煙氣(qi)托盤。托盤(pan)一(yi)般由不銹鋼制成，主要由多(duo)孔板和支撐結構構成，噴淋(lin)漿(jiang)液(ye)遇到(dao)托盤(pan)時，在托盤(pan)表(biao)面形(xing)成一(yi)層致(zhi)密(mi)漿(jiang)液(ye)水(shui)膜，煙(yan)氣通過時，相當(dang)于經歷(li)了一(yi)個短暫(zan)的(de)鼓(gu)泡脫(tuo)硫層，基本(ben)上(shang)所有的(de)二(er)氧化(hua)硫分子均與漿(jiang)液(ye)有充分接觸，根據經驗來說，一(yi)般一(yi)層脫(tuo)硫相當(dang)于一(yi)層噴淋(lin)層的(de)實際脫(tuo)硫效果，即常規脫(tuo)硫設(she)計(ji)液(ye)氣比為20的(de)話，增加一(yi)層托盤(pan)，可(ke)以將設(she)計(ji)液(ye)氣比降低到(dao)15左(zuo)右(you)，脫(tuo)硫效果基本(ben)相同。

3、調整循環泵揚程。一般脫硫系統中，噴淋(lin)層(ceng)設置在(zai)10~18m之間，以18m的噴淋(lin)層(ceng)為例，建(jian)議循環泵揚程在(zai)26m以上，這(zhe)樣可(ke)以經過(guo)管路損(sun)失(shi)后(hou)，到達每一個噴頭的壓力達到0.5bar以上，從而保(bao)證整個塔內所有噴嘴(zui)的設計(ji)霧(wu)化(hua)效(xiao)果，不至于出現因為尾端部分噴嘴(zui)的霧(wu)化(hua)效(xiao)果不佳(jia)給整體噴淋(lin)效(xiao)果帶來的損(sun)失(shi)。

4、優(you)化(hua)噴淋(lin)層布置。除了必要的(de)(de)(de)(de)流體計算(suan)，塔(ta)內噴(pen)淋(lin)主管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)逐(zhu)步(bu)縮徑之外，需(xu)要特別注意的(de)(de)(de)(de)是，噴(pen)淋(lin)支管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)設計一定要避開噴(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)支架(jia)(jia)梁(liang)(liang)，一般(ban)需(xu)要所有的(de)(de)(de)(de)噴(pen)淋(lin)支管(guan)(guan)均下(xia)降20~30cm后再安裝噴(pen)頭(tou)(具體下(xia)降高度根據噴(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)支架(jia)(jia)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)大(da)小決定)，這樣除了可有效表面噴(pen)淋(lin)直接(jie)噴(pen)到(dao)梁(liang)(liang)上導致梁(liang)(liang)下(xia)出(chu)現局部(bu)漿液“真空”外，也可以(yi)防止(zhi)漿液對噴(pen)淋(lin)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)刷，造成(cheng)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕。

5、在(zai)脫(tuo)硫塔(ta)進(jin)口設置降溫(wen)噴(pen)淋裝置。一般(ban)(ban)傳統設(she)計中(zhong)(zhong)，在濕法脫(tuo)硫(liu)煙氣(qi)(qi)(qi)進(jin)口(kou)設(she)置(zhi)緊(jin)急(ji)事(shi)故噴(pen)淋(lin)(lin)，是為了(le)(le)在脫(tuo)硫(liu)系統煙溫(wen)(wen)報(bao)警時(shi)，利用消防水進(jin)行緊(jin)急(ji)噴(pen)淋(lin)(lin)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)，保護塔內(nei)的玻璃鋼(gang)噴(pen)淋(lin)(lin)層(ceng)和(he)PP除霧(wu)器。脫(tuo)硫(liu)塔進(jin)口(kou)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)一般(ban)(ban)在130℃左右，進(jin)入塔內(nei)和(he)漿(jiang)液接(jie)觸時(shi)，會(hui)(hui)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)到100℃以下(xia)，隨著煙氣(qi)(qi)(qi)逐漸上升(sheng)以及和(he)漿(jiang)液的不斷接(jie)觸，最終出口(kou)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)在60~70℃。實際上，煙氣(qi)(qi)(qi)由130℃降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)到70℃的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，雖然(ran)很塊(kuai)，但不可能瞬時(shi)完(wan)成。根據塔內(nei)平(ping)(ping)均氣(qi)(qi)(qi)速(su)(su)3~3.5m/s，即(ji)使此(ci)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)只需要(yao)(yao)0.5~s時(shi)間，也(ye)表明在達(da)到設(she)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)之前，煙氣(qi)(qi)(qi)已(yi)經經過(guo)(guo)了(le)(le)2~3.5m的行程(cheng)(cheng)(cheng)。而此(ci)行程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，煙氣(qi)(qi)(qi)因為溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)較(jiao)高，實際體積較(jiao)大，此(ci)時(shi)，氣(qi)(qi)(qi)速(su)(su)會(hui)(hui)超過(guo)(guo)設(she)定(ding)氣(qi)(qi)(qi)速(su)(su)。即(ji)在煙氣(qi)(qi)(qi)未(wei)降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)至平(ping)(ping)均溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)之前，煙氣(qi)(qi)(qi)實際流速(su)(su)會(hui)(hui)大于設(she)定(ding)流速(su)(su)。很顯然(ran)，煙氣(qi)(qi)(qi)進(jin)口(kou)至第(di)一層(ceng)噴(pen)淋(lin)(lin)層(ceng)頂(ding)端(duan)，是漿(jiang)液密(mi)度(du)(du)(du)最大的時(shi)候（因為有多(duo)層(ceng)噴(pen)淋(lin)(lin)的漿(jiang)液累加），此(ci)區域為脫(tuo)硫(liu)效率(lv)成敗關鍵區域。如果在煙氣(qi)(qi)(qi)接(jie)觸漿(jiang)液之前，煙氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)已(yi)經有顯著降(jiang)(jiang)低，將大大增加此(ci)區域的實際脫(tuo)硫(liu)效果。所以，在煙氣(qi)(qi)(qi)進(jin)塔之初(chu)，增加一些降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)措施(shi)，會(hui)(hui)從很大程(cheng)(cheng)(cheng)度(du)(du)(du)上改善此(ci)問題。當然(ran)，增加降(jiang)(jiang)溫(wen)(wen)噴(pen)淋(lin)(lin)后(hou)需要(yao)(yao)重點考(kao)慮脫(tuo)硫(liu)系統的水平(ping)(ping)衡問題。

6、設置(zhi)多段變徑。脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)的(de)(de)直(zhi)徑由煙(yan)氣(qi)(qi)量和設(she)(she)計氣(qi)(qi)速決定(ding)。理論上(shang)(shang)，氣(qi)(qi)速的(de)(de)降低等(deng)同于(yu)(yu)脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)高度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加，從而增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)反(fan)(fan)應時間，有(you)利于(yu)(yu)脫(tuo)(tuo)硫(liu)反(fan)(fan)應的(de)(de)進行(xing)。但脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)直(zhi)徑加大(da)(da)，一(yi)(yi)方面增(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)(le)投資成本，另一(yi)(yi)方面也(ye)會帶(dai)來(lai)煙(yan)氣(qi)(qi)阻力增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)等(deng)不(bu)利影響。故綜合考慮(lv)，可以(yi)(yi)設(she)(she)置(zhi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)為三段變(bian)徑塔(ta)(ta)，以(yi)(yi)100000Nm3/h煙(yan)氣(qi)(qi)量為例，氣(qi)(qi)速3~3.5m時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)直(zhi)徑在(zai)(zai)(zai)4m左右，為了(le)(le)平(ping)衡(heng)脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)高度(du)(du)和直(zhi)徑的(de)(de)關系，筆者(zhe)在(zai)(zai)(zai)設(she)(she)計時，底部(bu)漿液池設(she)(she)計直(zhi)徑6.5m，中部(bu)噴(pen)淋(lin)區域設(she)(she)計直(zhi)徑5m，噴(pen)淋(lin)區域上(shang)(shang)方除(chu)霧(wu)區域設(she)(she)計直(zhi)徑3.8m。這樣，漿液池變(bian)大(da)(da)，保(bao)(bao)證(zheng)了(le)(le)煙(yan)氣(qi)(qi)進口高度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)6m左右，降低了(le)(le)吸收(shou)塔(ta)(ta)總高度(du)(du)，此(ci)高度(du)(du)可以(yi)(yi)利用在(zai)(zai)(zai)中間實(shi)際(ji)噴(pen)淋(lin)脫(tuo)(tuo)硫(liu)區域。脫(tuo)(tuo)硫(liu)區域實(shi)際(ji)氣(qi)(qi)速在(zai)(zai)(zai)3m以(yi)(yi)下，保(bao)(bao)證(zheng)了(le)(le)充足的(de)(de)反(fan)(fan)應時間，也(ye)不(bu)至于(yu)(yu)整個脫(tuo)(tuo)硫(liu)塔(ta)(ta)直(zhi)徑過大(da)(da)導致煙(yan)氣(qi)(qi)阻力大(da)(da)大(da)(da)增(zeng)(zeng)(zeng)加。頂部(bu)除(chu)霧(wu)區域3.8m的(de)(de)直(zhi)徑可以(yi)(yi)保(bao)(bao)證(zheng)實(shi)際(ji)氣(qi)(qi)速在(zai)(zai)(zai)4m/s以(yi)(yi)下，足以(yi)(yi)滿(man)足除(chu)霧(wu)器除(chu)霧(wu)性能對于(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)(qi)實(shi)際(ji)流速的(de)(de)需要。

綜上，在不增加系(xi)統電耗的(de)(de)(de)前(qian)提下，在設(she)計中(zhong)盡量采取一(yi)些較小的(de)(de)(de)局部優(you)化，在原始二氧化硫含量不是特別高的(de)(de)(de)情況下，常規的(de)(de)(de)單塔脫硫亦可滿足(zu)目(mu)前(qian)超低排放的(de)(de)(de)需要，從而給很多中(zhong)小企(qi)業(ye)節約大量投資成(cheng)本(ben)，達到(dao)良好的(de)(de)(de)經濟和社(she)會效益(yi)。