碳化硅脱硫喷嘴布置设计原理
下面为大家来介绍一下碳化硅脱硫喷嘴布置设计原理:
(1)喷管管数的确定
根据单层浆体总流量Q1和单个喷嘴流量QS,可得单层喷嘴个数n Q1=480.68/4=120.17(L/s)
而单个喷嘴流量为 QS=0.75L/s
N=Q1/QS
所以 N=120.17/0.75=160.22 取整数值161个
单喷管zui大流量
Qmax,s=(π/4 )* Dmax *V
主管管数
N=int(Q1/Qmax,s)+1
Dmax 单喷淋管可选zui大管径, 0.04m:
V 为喷淋管内zui大流速, 6m/s
Qmax,s=(π/4 )* Dmax *V=0.25*3.14*0.04*0.04*6=7.536L/s
N=int(Q1/Qmax,s)+1=int(120.17/7.536)+1=16
(2)各喷管间距的确定
根据脱硫塔直径、喷嘴个数等参数,各喷管之间间距:
Lsp=Dim/Nsp
式中 Dim为脱硫塔内径
Nsp为喷u字间距
(3)各支喷管直径的确定
根据布置在主管、各支管的喷嘴个数以及单喷嘴流量,可以确定主管各段、各支管喷管管径
Di=√4Qi/πV
式中Qi为节点i处浆体流量,舌形脱硫喷嘴,m3/s;Di为节点i处喷管直径,m。
(4)喷淋层在塔内覆盖率的确定
喷淋层在脱硫塔内覆盖率为:
α=(AEFF/A)*100
则α=(AEFF/A)*100=20/(π*0.25*3.82)=176%
式中 AEFF为单层喷嘴在脱硫塔内的有效覆盖面积,20m2
A为脱硫塔面积,11.3m2
计算主要包括喷淋层内主管管数、各支喷管的管径及流速、喷嘴在塔内位置等的计算与设计。根据上述设计方法、结合实际经验,确定喷淋层内各喷管直径、各个喷嘴位置等几何参数。
在确定喷嘴布置设计中,需要确定喷嘴在塔内的位置坐标在确定各支喷管直径时,要根据厂家提供的标准管径来选取。在确定各个支喷管直径后,还要根据厂家提供的喷嘴与各主、支喷管之间间距要求,对初步喷嘴位置进行调整,以避免喷出的液滴与喷管发生喷射碰撞。
在喷嘴布置完成后,需要确定喷淋层在塔内的覆盖率以及多层覆盖状况,验证喷嘴布置的合理性。
脱硫脱硝(知识普及)
当今国内外广泛使用的脱硫脱硝一体化技术主要是湿式烟气脱硫和选择性催化还原或选择性非催化还原技术脱硝组合。湿式烟气脱硫常用的是采用石灰或石灰石的钙法,脱硫效率大于90%,扇形脱硫喷嘴,其缺点是工程庞大,初投资和运行费用高,且容易形成二次污染。选择性催化还原脱硝反应温度为250~450℃时,脱硝率可达70%~90%。该技术成熟可靠,在**范围尤其是发达国家应用广泛,但该工艺设备投资大,需预热处理烟气,催化剂昂贵且使用寿命短,同时存在氨泄漏、设备易腐蚀等问题。选择性非催化还原温度区域为870~1200℃,脱硝率小于50%。缺点是工艺设备投资大,需预热处理烟气,设备易腐蚀等问题。
燃煤电厂的烟气和燃煤联合循环中燃气(供燃气轮机燃用)都有一项共同任务,脱硫喷嘴,即脱硫除硝(当然还有除尘)。电厂排出的不经脱硫除硝的烟气直接污染大气环境,而联合循环的燃气不经净化处理则会祸害燃气轮机的热端部件.其排气也会污染环境。
国内外对电厂烟气和联合循环中燃气净化处理技术和装置进行了大量开发研究反应用。在这些技术方案和装置中大量使用了喷嘴,下面仅结合喷嘴简要介绍一下。燃煤电厂和其他燃煤设备排出的烟气中SO2及NOX对所在地区或城市危害较大,锥形脱硫喷嘴,主要是酸雨。电厂烟气脱硫有干法和湿法之分:干法也需要将脱硫剂石灰浆液经旋转喷雾与S02反应生成固态灰渣,然后经除尘排出;湿法则是采用(0.0l~0.05)g/L溶解度的石灰石水,再加些其他化学溶液,经布置在吸收塔中的大量喷嘴对烟气进行喷淋洗涤。为了达到良好的吸收效果,吸收塔设计成逆流式,石灰石水通过循环泵送往在塔中不同高度空问布置的喷淋层喷嘴,液雾从喷嘴向下喷出以对逆流而上的烟气进行喷淋洗涤。喷嘴必须由耐磨、耐腐蚀、耐温材料制成,如碳化硅(N—SiC)陶瓷。喷嘴布置成其喷雾能将整个吸收塔横面覆盖住.脱硫装置其他部分不再介绍(此公众号有相关专业文章)。
燃煤联合循环(如IGCC、PFBC—CC)系统中气化炉产生的燃气(煤气)脱硫方法与电厂烟气脱硫方法相似,一般在流化床中燃用水煤浆,常在其中掺烟入脱硫剂(白云石和石灰石),在经喷嘴喷人炉中燃烧制取煤气。该煤气已除去人部分硫,然后再经除硫装置,使其98%以上H2S除去,得到洁净煤气供入燃机燃烧室。
至于烟气和煤气除硝(即减少NOX),多数采用低NOX燃烧技术和装置降低NOx排量。不够彻底时,可在烟气中喷人氪等进一步将NOx还原成N2。