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脱硫塔出口温度对半干湿法烟气脱硫率的影响

脱硫塔出口烟气温度对脱硫率的影响,又可表示为近绝热饱和温度差对脱硫率的影响。在半干法烟气脱硫防腐工艺中,一定湿度和温度的未饱和烟气进入脱硫塔,与雾化轮或喷嘴喷入的石灰浆液液滴相接触,因烟气尚未饱和,水分便不断向烟气中汽化。假设脱硫塔保温良好,既无热损失,也不从外界补充热量。水分汽化所需的潜热只能来自烟气的显热,致使烟气的温度逐渐下降,烟气湿度不断增高。与水汽化等量的热又以潜热形式带回烟气中,因此烟气的热焓不变。另外,整个过程进行的时间也非常短,因此该过程可看成是烟气系统的绝热降温过程。如果给水量充足,当烟气达到饱和时,烟气的温度就不再下降,此相对稳定状态的温度便称为烟气的绝热饱和温度。

在所有的半干法烟气脱硫防腐工艺中都有一个重要的运行工艺参数——近绝热饱和温度差,近绝热饱和温度差为脱硫塔出口烟气温度与烟气绝热饱和温度之差,这个参数用于衡量烟气接近绝热饱和温度的程度(即烟气接近饱和状态的程度),分析吸收塔内工况及与脱硫率的关系,是运行参数之一。       

在运行的过程中,AAST的确定直接影响脱硫率和装置的运行稳定性,主要体现在以下方面:

①如果吸收塔出口烟气平均温度控制得越接近绝热饱和温度,即AAST越小,表明出口烟气温度越低,烟气湿度越大,石灰浆滴的蒸发速率降低,液滴的停留时间延长,完成液滴干燥以达到允许残余水分含量的时间就越长,吸收剂可维持较长的湿态时间,也就是增加了气液反应的时间,由于S02与脱硫剂的反应条件主要受液相传质控制,气液反应时间的增加就可期望达到更高的脱硫率。

②对于气固脱硫反应阶段,脱硫剂上吸附的水分对促进S02的吸附和反应起着关键性的作用。AAST越低,烟气湿度越大,剩余脱硫剂内部所含的水分越高,脱硫效果就越好。有研究表明水分存在可使钙基吸收剂反应活性增加,当钙基吸收剂中的水分超越某个临界值后,其反应机理相对于干燥状态已发生了明显变化。此时已经不是完整意义上的气固反应,而是转变为在液相中的离子反应。在液相中反应比固相中反应速度和反应面积要大得多,因此,除尘器中脱硫率也会提高。

③AAST不能太低,否则会带来一系列的经济性和运行可靠性等问题,主要是堵塞和腐蚀严重,系统成本增加,并且不利于检修和维护。

a·系统堵塞问题:AAST越低,石灰浆液中的水分需要的干燥时间越长,要求的脱硫塔高度(或直径)也就越大,增加了投资成本。如果脱硫塔的尺寸保持不变,水分在离开脱硫塔时仍然没有完全蒸发,将导致石灰浆液附着在脱硫塔和除尘器上,造成脱硫塔粘壁和除尘器堵塞,整个烟气系统阻力增大,系统运行可靠性降低,尤其是脱硫吸收剂和脱硫产物的混合物与水分结合后,形成类似水泥的物质,使脱硫塔和除尘器(特别是布袋除尘器)堵塞后的检修维护(如清灰)工作很不易进行,给运行工作人员造成额外的工作负担;另外,灰渣输送系统也易堵塞,难于正常运行。

b.腐蚀问题:由于脱硫塔出口温度接近绝热饱和温度,将出现结露现象,引起后面设备部件的腐蚀,降低设备和部件的使用寿命,使整个系统防腐要求增高。



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