液(ye)(ye)(ye)氣(qi)(qi)比是脫硫(liu)(liu)(liu)漿液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)循(xun)環(huan)量(liang)(liang)與處理煙氣(qi)(qi)體積(ji)流量(liang)(liang)之比。在濕法脫硫(liu)(liu)(liu)系統中,液(ye)(ye)(ye)氣(qi)(qi)比是影(ying)響脫硫(liu)(liu)(liu)效率的(de)(de)一(yi)個重(zhong)要參數,液(ye)(ye)(ye)氣(qi)(qi)比過小會(hui)使(shi)系統脫硫(liu)(liu)(liu)效率下(xia)降;液(ye)(ye)(ye)氣(qi)(qi)比過大(da),不僅使(shi)脫硫(liu)(liu)(liu)漿液(ye)(ye)(ye)循(xun)環(huan)量(liang)(liang)消耗增大(da),還會(hui)使(shi)煙氣(qi)(qi)帶(dai)水增多而增加(jia)系統的(de)(de)水耗,并(bing)造成(cheng)煙道腐蝕。本(ben)文(wen)對影(ying)響液(ye)(ye)(ye)氣(qi)(qi)比的(de)(de)各主要因素進行了分(fen)析,為(wei)同類濕法脫硫(liu)(liu)(liu)系統的(de)(de)設(she)計及設(she)備(bei)選型(xing)等提供參考。

1 影響液氣比的因素分析

濕法脫硫系統中影響液氣比的因素主要有吸收塔入口SO2濃度、SO2的脫(tuo)除(chu)率、噴淋(lin)層數、噴淋(lin)層間距、煙(yan)氣(qi)流速、煙(yan)氣(qi)溫度(du)等。

1.1 入口SO2濃度

吸收塔入口SO2濃度是影響脫硫系統液氣比的主要因素。在其他條件相同的情況下,燃煤硫分與吸收塔入口SO2濃度成正比(bi)。隨(sui)著燃(ran)煤硫(liu)分(fen)的增(zeng)大,脫硫(liu)系(xi)統液氣比(bi)增(zeng)加,但是液氣比(bi)增(zeng)加的幅度會逐漸減小(xiao)。

1.2 脫硫效率

當吸收塔入口SO2濃度一定時,決定脫硫系統液氣比的最主要因素是SO2的脫除效率。如果要求達到的SO2脫除效率增加,則需要增加氣液接觸機率,液氣比就必須增大。但當脫硫效率增加到一定程度后,單從增加液氣比來提高脫硫效率,效果已不是非常明顯,反而會增加巨大的動力消耗。實際上, SO2與吸收漿液(ye)有一個氣液(ye)平衡,液(ye)氣比超(chao)過一定范(fan)圍后,脫硫率將不再增加(jia)。

1.3 煙氣溫度

脫硫系統實際運行過程中,機組負荷變化比較頻繁,脫硫系統進口煙溫也會隨之波動。理論上,進入吸收塔的煙氣溫度越低,脫硫系統水耗越低,液氣比也將越低;同時,進入吸收塔的煙氣溫度越低,越有利于SO2氣體溶于漿液,形成HSO-3。在脫硫效率不變(bian)的(de)情況下,液氣比隨(sui)著吸收塔煙氣溫度的(de)降低而降低。

1.4 噴淋層數及間距

從目前國內已建脫硫(liu)裝置來看(kan),噴淋層數多為2～4層。噴淋層數與液氣比(bi)對照(zhao)見表(biao)1。

表1 噴淋層數與液氣比的對照(zhao)

從表1可以看出,隨著噴淋(lin)層(ceng)(ceng)(ceng)數的增加,液氣(qi)比逐漸(jian)減小,并(bing)且減小的幅度越來越小;當噴淋(lin)層(ceng)(ceng)(ceng)為1層(ceng)(ceng)(ceng)時,液氣(qi)比增加顯著,這也是各脫硫(liu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)沒有選擇1層(ceng)(ceng)(ceng)噴淋(lin)層(ceng)(ceng)(ceng)的主要原因(yin)。例(li)如,國電(dian)菏澤發電(dian)廠三期2×300MW機組煙(yan)氣(qi)脫硫(liu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)噴淋(lin)層(ceng)(ceng)(ceng)為3層(ceng)(ceng)(ceng),山東(dong)魏橋鋁電(dian)有限公(gong)司(si)氧(yang)化鋁配套第一(yi)汽(qi)站8× 240 t/h鍋爐脫硫(liu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)噴淋(lin)層(ceng)(ceng)(ceng)為4層(ceng)(ceng)(ceng)。

噴淋層間距對液氣比的影響較小,總的趨勢是隨著噴淋層間距的增加,液氣比逐漸降低(詳見表2)。當噴淋層間距由1m增加到2.4m時,液氣比由10.91L/m3降到8.32L/m3。

表2 液氣比與噴淋層間距關系

1.5 煙氣流速

根據雙膜(mo)理論,提高(gao)煙氣流速可提高(gao)氣、液(ye)(ye)兩相的(de)湍動,降低(di)煙氣與液(ye)(ye)滴(di)間的(de)膜(mo)厚(hou)度,增(zeng)加液(ye)(ye)滴(di)下降過程中的(de)振(zhen)動和內部循環,提高(gao)傳質(zhi)系數,降低(di)了(le)液(ye)(ye)氣比(bi)。另(ling)外,隨著煙氣流速的(de)增(zeng)加,噴淋液(ye)(ye)滴(di)的(de)下降速度將相對(dui)降低(di),使單位(wei)體積內持漿量增(zeng)大(da),增(zeng)大(da)了(le)傳質(zhi)面積,降低(di)了(le)液(ye)(ye)氣比(bi)。煙氣流速與液(ye)(ye)氣比(bi)的(de)關系見圖1。

圖3 煙氣流速與(yu)液(ye)氣比關系曲線

2 液氣比影響參數的確定

通過以上的分析可以看出:吸收塔入口SO2濃度、脫硫效率、煙氣溫度等是確定液氣比的前提條件。而合理的液氣比可以通過方案設計、選型等途徑選擇優化的噴淋層數、噴淋層間距、煙氣流速等參數。根據煙氣中SO2的(de)(de)含(han)量(liang)及(ji)運(yun)行負荷變化,確定合理噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)數(shu)量(liang)。為(wei)了確保(bao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv),噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)一般設2層(ceng)(ceng)、3層(ceng)(ceng)或4層(ceng)(ceng),噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)數(shu)過少則(ze)達不到效(xiao)率(lv)要(yao)求,過多雖(sui)可(ke)以(yi)(yi)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv),但已不明顯,且煙(yan)氣系(xi)統(tong)(tong)阻(zu)力增(zeng)加(jia),反而(er)得不償(chang)失。根據脫(tuo)硫(liu)系(xi)統(tong)(tong)實際(ji)運(yun)行工況(kuang)可(ke)以(yi)(yi)選擇投運(yun)不同的(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)數(shu),以(yi)(yi)滿(man)足(zu)需要(yao)達到的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)。與(yu)噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)數(shu)的(de)(de)設置及(ji)運(yun)行不同的(de)(de)是,噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)及(ji)煙(yan)氣流(liu)速的(de)(de)選擇一旦(dan)確定并且在脫(tuo)硫(liu)系(xi)統(tong)(tong)施(shi)工完成后(hou)無法(fa)通過以(yi)(yi)后(hou)的(de)(de)運(yun)行來(lai)調節(jie)。液(ye)氣比隨著噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)的(de)(de)增(zeng)加(jia)而(er)降低,從這個角(jiao)度出(chu)發,噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)越大越好,但是噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)增(zeng)大后(hou),塔高(gao)隨之增(zeng)高(gao),出(chu)口煙(yan)道也相(xiang)應的(de)(de)增(zeng)高(gao),投資增(zeng)大。噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)也不能太小(xiao),否則(ze)會影響噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)嘴的(de)(de)噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)覆蓋率(lv)。根據不同的(de)(de)脫(tuo)硫(liu)系(xi)統(tong)(tong),噴(pen)(pen)(pen)(pen)(pen)淋(lin)層(ceng)(ceng)間(jian)距(ju)(ju)一般選擇1.2～2.5m。

在實際工程中,煙(yan)氣(qi)(qi)流速的(de)(de)增加無疑(yi)會(hui)使脫硫(liu)塔的(de)(de)塔徑變小,脫硫(liu)塔的(de)(de)阻力有所增加,風機的(de)(de)能(neng)耗增大,液氣(qi)(qi)比的(de)(de)降低(di)可減少脫硫(liu)塔的(de)(de)投(tou)資(zi)和(he)循環泵的(de)(de)投(tou)資(zi)運行(xing)費用(yong),總的(de)(de)投(tou)資(zi)運行(xing)費用(yong)降低(di)了(le)。但煙(yan)氣(qi)(qi)流速過高,噴淋層噴出的(de)(de)霧滴將(jiang)為煙(yan)氣(qi)(qi)所攜帶,增加除霧器的(de)(de)負荷,影響除霧器的(de)(de)性能(neng),甚至會(hui)產出二次夾(jia)帶。目(mu)前,將(jiang)脫硫(liu)塔內煙(yan)氣(qi)(qi)流速控制在3.0～4.0m/s是(shi)較為合理的(de)(de)。

3 結語

討論了(le)液氣(qi)(qi)比的(de)(de)影響因素及(ji)各相關影響參(can)數(shu)的(de)(de)選擇(ze),對(dui)于確定合理的(de)(de)液氣(qi)(qi)比及(ji)控(kong)制工程造價具有一定的(de)(de)參(can)考意義。在脫(tuo)(tuo)硫(liu)系統實(shi)際運(yun)行(xing)中,應隨(sui)時注意鍋爐(lu)負荷增大使煙氣(qi)(qi)量(liang)增加,以及(ji)由(you)于循環泵葉輪磨損使脫(tuo)(tuo)硫(liu)液循環量(liang)不足所產(chan)生的(de)(de)液氣(qi)(qi)比下(xia)降(jiang)而影響脫(tuo)(tuo)硫(liu)率。

山東(dong)新澤(ze)儀器專業(ye)生產的(de)煙(yan)氣連續排(pai)放監(jian)(jian)測(ce)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)由粉(fen)塵監(jian)(jian)測(ce)子(zi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、氣態污染物監(jian)(jian)測(ce)子(zi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)（SO2，NOX,O2）、煙(yan)氣參數(shu)監(jian)(jian)測(ce)子(zi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(溫度(du)(du)，壓力，流速(su))、系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)控制及(ji)數(shu)據(ju)(ju)采集處(chu)理子(zi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)四個基本系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)組成。可監(jian)(jian)測(ce)氣體中的(de)SO2、NOx、O2、粉(fen)塵、溫度(du)(du)、壓力、流速(su)、煙(yan)氣含濕量等參數(shu)（以及(ji)CO,濕度(du)(du)，氟化物等等）。可將(jiang)數(shu)據(ju)(ju)遠傳至(zhi)各(ge)級環保部門。