- Trattamento dei gas di scarico
- Trattamento dei fanghi
- Trattamento dell'acqua
- Sistema di purificazione dell'acqua portatile tipo box - RO
- Sistema di osmosi inversa in acciaio inossidabile
- Sistemi di trattamento dell'acqua in container
- Sistema di desalinizzazione dell'acqua di mare
- Sistemi di trattamento delle acque UF
- Sistemi di trattamento dell'acqua NF
- Sistemi di trattamento delle acque EDI ecc.
- Linea di riempimento acqua per bottiglie/secchi/sacchetti
- Sistema di trattamento delle acque reflue MBR
- Trattamento completo dell'acqua
010203
Desolforazione dei gas di combustione
Introduzione al progetto
Vantaggi tecnici delle torri di desolforazione a spruzzo:
1. La progettazione tecnica dell'integrazione di eliminazione dei fumi, desolforazione, rimozione dell'azoto, rimozione delle polveri e disidratazione è completata contemporaneamente. La struttura è semplice e compatta, il processo è ragionevole, l'interno non è facile da scalare e tappare e il gas di combustione non trasporta acqua;
2. Il tasso di utilizzo effettivo dell'area all'interno dell'apparecchiatura è progettato al 100% e la fuliggine viene completamente disciolta in una soluzione di acqua alcalina durante l'intero processo di purificazione per ottenere un efficiente effetto di trasferimento di massa;
3. Applicazione di un design di atomizzazione a spruzzo esterno ad alta efficienza, design interno dell'apparecchiatura senza parti soggette a usura, per garantire la desolforazione e la rimozione della polvere più efficienti; Formare il processo di trasferimento di massa più sufficiente di gas di combustione e soluzione alcalina per garantire la desolforazione e la rimozione della polvere più efficienti;
5. Progettazione fluida del canale dei gas di scarico all'interno dell'apparecchiatura, direzione dei gas di scarico senza angolo morto, riduzione della resistenza termica dei gas di scarico, garanzia dell'effetto nelle condizioni di progettazione, non influisce sul funzionamento delle caldaie e di altre apparecchiature di combustione;
Tipico tipo di torre di assorbimento per desolforazione
Il sistema a torre di assorbimento è il componente principale del sistema di desolforazione dei fumi a umido. A seconda delle diverse funzioni, la torre di assorbimento è suddivisa dall'alto verso il basso in un'area di disappannamento (area gas), un'area di assorbimento a spruzzo di atomizzazione (area di miscelazione gas-liquido) e un'area di ossidazione (area liquido). Le principali reazioni chimiche, come la rimozione di S02 dai fumi e l'ossidazione del solfito di calcio, il prodotto di desolforazione, vengono completate nella torre di assorbimento.
Le principali apparecchiature installate all'interno della torre di assorbimento, dal basso verso l'alto, comprendono generalmente apparecchiature di miscelazione dei fanghi, una rete di tubazioni per la distribuzione dell'aria ossidata, un dispositivo di distribuzione dei gas di combustione all'ingresso della torre di assorbimento, un dispositivo di spruzzatura dei fanghi, un dispositivo di rimozione della nebbia e un sistema di lavaggio dell'acqua, ecc.
La torre di assorbimento per la desolforazione a umido ha molti tipi di struttura, a seconda della diversa modalità di contatto gas-liquido; la torre di desolforazione può essere suddivisa in torre di spruzzatura, torre a bolle, torre a colonna liquida e torre di riempimento, ecc., tra cui la torre di spruzzatura presenta i vantaggi di elevata efficienza, bassa resistenza, elevata disponibilità, ed è il tipo di torre leader nel processo di desolforazione a umido di calcare e gesso.
1. Torre di spruzzatura
La torre di nebulizzazione, nota anche come scrubber a spruzzo, è il tipo di torre dominante nei dispositivi FGD a umido, solitamente predisposta per contatto in controcorrente tra gas di scarico e fanghi. Diversi strati di ugelli sono disposti sulla parte superiore della torre di assorbimento e il fango desolforante forma una nebbia liquida attraverso l'ugello atomizzatore. Quando i gas di scarico e la nebbia di fanghi sono completamente a contatto nella direzione opposta, l'SO2 viene assorbito. La maggior parte delle impurità come CI, F- e polvere presenti nei gas di scarico vengono rimosse anche nella torre di assorbimento. Il fango di assorbimento contenente gesso, polvere e impurità viene parzialmente scaricato nel sistema di disidratazione del gesso. Il fango calcareo viene pompato tramite circolazione verso gli ugelli dello strato di nebulizzazione disposti a diverse altezze nella torre. Gli ugelli sono realizzati in materiali resistenti all'usura. Il fango viene spruzzato dall'ugello per formare piccole goccioline disperse che cadono verso il basso. Contemporaneamente, i gas di combustione fluiscono controcorrente, durante il quale il gas e il liquido entrano in contatto completo e lavano l'anidride carbonica.
La teoria dell'assorbimento di anidride solforosa in una torre di assorbimento si propone di studiare il processo di trasferimento di massa e il processo di assorbimento chimico della fase gas-liquido in una piccola area, in base alle diverse modalità di contatto gas-liquido. Include principalmente la teoria del film, la teoria dell'osmosi e la teoria del rinnovamento superficiale.
La torre di nebulizzazione mostrata in figura è dotata di uno strato di vassoio in lega. Questa tecnologia, progettata dall'azienda B&W, può migliorare l'efficienza di trasferimento di massa delle due fasi gas-liquido e ridurre efficacemente il rapporto liquido-gas. Tuttavia, la resistenza ai fumi del vassoio è elevata (la resistenza di uno strato di vassoio è di circa 500 Pa) e il vantaggio competitivo è limitato prima dell'introduzione della norma nazionale sulle emissioni ultra-basse. Viene utilizzata solo per progetti con elevata concentrazione di SO2 ed elevata efficienza di desolforazione all'ingresso della torre di desolforazione. Negli ultimi anni, con la continua promozione della trasformazione a emissioni ultra-basse, alcuni progetti hanno adottato la tecnologia a doppio pallet al fine di ridurre le modifiche alla torre di assorbimento esistente e raggiungere l'efficienza di desolforazione relativamente elevata senza aumentare il rapporto liquido-gas.
Il principio del vassoio per migliorare l'efficienza di desolforazione è che uno strato di fanghiglia può essere mantenuto sulla piastra di miglioramento del flusso condiviso, che può fluire uniformemente lungo i fori per formare un certo grado di pellicola liquida, in modo che la fanghiglia sia distribuita uniformemente. La pellicola liquida aumenta il tempo di contatto tra gas di combustione e fanghiglia nella torre di assorbimento. Quando i gas di combustione attraversano il vassoio, il contatto gas-liquido è completo e il flusso turbolento sopra il vassoio è intenso, il che rafforza il trasferimento di massa da SO2 a fanghiglia. Lo strato di schiuma di fanghiglia formato espande la superficie di contatto gas-liquido, migliora il tasso di utilizzo dell'assorbitore e può ridurre efficacemente il rapporto liquido-gas e la quantità di fanghiglia nebulizzata in circolazione. Tuttavia, rispetto alla torre vuota, lo svantaggio della torre di assorbimento con installazione a vassoio è che la resistenza della torre di assorbimento è relativamente elevata e il consumo energetico del ventilatore booster è elevato.
L'effetto di omogeneizzazione del flusso d'aria del doppio vassoio consiste nel fatto che, una volta entrati nella torre di assorbimento, i fumi attraversano prima il vassoio nella torre e regolano l'omogeneizzazione della fase gas-liquido con il film liquido sul vassoio. Il contatto ottimale tra il gas e il fango può essere ottenuto su tutta l'altezza dell'area di assorbimento. Rispetto al singolo vassoio, il doppio vassoio presenta uno strato di film liquido in più, lo scambio gas-liquido è più efficace, la distribuzione della fase gassosa è migliore e l'effetto di de-sinergica è più evidente.
Il vassoio in lega della torre di assorbimento ha le seguenti funzioni:
(1) Distribuzione uniforme del flusso d'aria. I fumi entrano dall'ingresso della torre di assorbimento e formano una zona vorticosa. La portata dei fumi diminuisce dopo aver attraversato il vassoio in lega dal basso verso l'alto e attraversa uniformemente l'area di nebulizzazione della torre di assorbimento. Maggiore è il diametro della torre di nebulizzazione, maggiore è l'importanza di mantenere una distribuzione uniforme mediante mezzi meccanici. Se non si utilizza questo tipo di vassoio, i fumi in ogni area della torre di assorbimento risulteranno irregolari, ovvero alcune aree con assorbente saranno insufficienti e altre con assorbente eccessivo, il che è particolarmente importante per la desolforazione di unità di grandi dimensioni. Il confronto tra la distribuzione della velocità del flusso dei fumi nella sezione della torre di assorbimento prima e dopo l'aggiunta del vassoio in lega è mostrato in figura. La figura (a) mostra la distribuzione del campo di flusso dei fumi nella torre vuota quando entrano nella torre di assorbimento e raggiungono lo strato di nebulizzazione, il che dimostra che il flusso di polarizzazione è molto significativo. La Figura (b) mostra la distribuzione del campo di flusso dei fumi nella torre a piatto quando entrano nella torre di assorbimento e raggiungono lo strato di nebulizzazione. I fumi attraversano il piatto e sono costretti a distribuirsi uniformemente, adattandosi meglio alla distribuzione della fanghiglia nello strato di nebulizzazione.
(2) Distribuire uniformemente il liquame. Uno strato di liquame viene mantenuto sul vassoio e scorre uniformemente lungo i fori per distribuirlo uniformemente.
(3) Rafforzare la desolforazione e migliorare il tasso di utilizzo dell'assorbente. L'effetto di strozzamento e spruzzatura del foro del vassoio aumenta la velocità di trasferimento di massa di SO2 alle goccioline di fanghi nei gas di combustione. Lo strato di schiuma di una certa altezza formato sul vassoio prolunga inoltre il tempo di residenza del fanghi e aumenta l'area di contatto gas-liquido.
Durante il passaggio del gas, il contatto gas-liquido può svolgere un ruolo nell'assorbimento di parte dei componenti inquinanti, riducendo efficacemente il rapporto liquido-gas, migliorando il tasso di utilizzo degli assorbenti e riducendo la portata e il consumo energetico della pompa di circolazione dei fanghi. Lo studio dimostra che il vassoio monostrato può migliorare l'effetto di trasferimento di massa di circa il 50% e ridurre il rapporto liquido-gas del 15%~30%.
(4) Torre di assorbimento bassa. Un buon effetto di assorbimento può ridurre il rapporto liquido-gas e lo strato di spruzzo, riducendo così l'altezza della torre di assorbimento. Una torre di assorbimento bassa riduce l'area anticorrosione, rendendola leggera, riducendo l'investimento complessivo nel sistema di assorbimento e i costi di esercizio e manutenzione.
(5) Nessuna formazione di calcare. Il vassoio è realizzato in lega di acciaio, resistente e ha le caratteristiche di autopulizia e forte effetto schiuma, può rimuovere ulteriormente le particelle solide, lavaggio intenso della poltiglia in modo che il vassoio non si depositi calcare.
(6) Manutenzione agevole. Il vassoio può essere utilizzato come piattaforma di installazione temporanea nella fase di installazione della torre di assorbimento e come piattaforma di manutenzione per lo strato di nebulizzazione e il dispositivo di rimozione delle nubi dopo la sua messa in funzione. Può essere riparato direttamente senza svuotare il fango nella torre e senza impalcature, con un risparmio di tempo e fatica.
(7) Risparmio energetico. Oltre alle caratteristiche sopra menzionate, il vantaggio principale del vassoio poroso è il notevole risparmio di energia elettrica. Il rapporto liquido-gas inferiore e la minore altezza dell'assorbitore riducono notevolmente la potenza della pompa di circolazione e il risparmio energetico può compensare l'aumento di potenza della ventola causato dalla resistenza del vassoio.
(1) Distribuzione uniforme del flusso d'aria. Dopo aver posizionato il vassoio, la portata del gas nella torre di assorbimento è ben distribuita e la maggior parte della portata del gas rientra nell'intervallo di portata media.
(2) La velocità di dissoluzione del calcare è aumentata significativamente. Il valore del pH della sospensione sul vassoio è inferiore di oltre il 20% rispetto al valore del pH nel serbatoio di reazione e la velocità di dissoluzione del calcare è direttamente proporzionale alla concentrazione di ioni idrogeno idratati nella sospensione [H"]. L'[H+] a pH 4,0 è 31 volte superiore a quello dell'[H"] a pH 5,5, quindi è più facile sciogliere il calcare sul vassoio.
(3) Il tempo di contatto tra fumi e fanghi è notevolmente aumentato. Il tempo di contatto tra fumi e fanghi nella tradizionale torre vuota è di circa 3,5 s. Poiché il vassoio può mantenere il film liquido di altezza costante, il tempo di residenza dei fumi nella torre di assorbimento aumenta e il tempo di ritenzione del fanghi su un singolo vassoio è di 1,8 s. Per la torre di assorbimento a doppio vassoio, il tempo di ritenzione del fanghi sul vassoio è di circa 3,5 s e il tempo di contatto con i fumi è 1 volta più lungo rispetto a quello della torre vuota.
(4) Manutenzione agevole. L'installazione del vassoio può semplificare il funzionamento e la manutenzione della torre di assorbimento. Durante la manutenzione delle parti interne della torre, non è necessario drenare tutto il fango presente nella torre, ma è sufficiente installare una piattaforma di manutenzione temporanea al suo interno. Il personale addetto alla manutenzione può effettuare la manutenzione e la sostituzione delle parti interne della torre appoggiandosi sul vassoio in lega, riducendo i tempi di manutenzione durante il funzionamento.
Nella torre di nebulizzazione, l'ugello è necessario per ridurre il più possibile la perdita di pressione a condizione di soddisfare la finezza di atomizzazione, e la nebbia liquida può coprire l'intera sezione della torre di assorbimento per ottenere stabilità e uniformità di assorbimento. Nel serbatoio di ossidazione, alla base della torre, l'aria viene pompata da uno speciale ventilatore di ossidazione. Allo stesso tempo, l'agitatore disposto simmetricamente sulla parete della torre può da un lato impedire la precipitazione dei fanghi e dall'altro favorire l'effetto di distribuzione uniforme dell'aria ossidata. L'eliminatore di nebbia è posizionato sulla sommità della torre di assorbimento per rimuovere le piccole goccioline trasportate dai gas di scarico.
Nello sviluppo della tecnologia di desolforazione dei gas di combustione, la torre di nebulizzazione è il primo dispositivo di reazione di desolforazione. Il suo vantaggio è la possibilità di formare un'ampia area di contatto gas-liquido e il rapporto liquido-gas del sistema è ridotto. Tuttavia, per garantire un buon effetto, lo spruzzo di fanghi forma goccioline minuscole e uniformi; la pompa di circolazione deve fornire una pressione sufficiente e le dimensioni delle particelle di desolforante nel fanghi non devono essere troppo grandi, altrimenti l'ugello potrebbe bloccarsi facilmente. Ciò richiede che il desolforatore raggiunga una certa granularità (circa 250 mesh) durante il processo di macinazione. Pertanto, il dispositivo richiede requisiti elevati per il processo di macinazione del desolforatore e per le prestazioni della pompa di circolazione.
Attualmente, gran parte degli impianti di desolforazione in funzione nel mondo è costituita da questo tipo di torre di nebulizzazione. Considerando l'effettivo funzionamento degli ultimi 10 anni, questa tecnologia di processo è la più matura e una manutenzione regolare può garantire il funzionamento stabile del dispositivo. Questo tipo di torre di reattore è utilizzato anche in molte unità di desolforazione di grandi centrali elettriche introdotte in Cina. La torre di assorbimento a nebulizzazione è un'apparecchiatura a torre che integra il lavaggio di SO2, l'assorbimento, l'ossidazione e la cristallizzazione del gesso nei gas di combustione. Questo tipo di torre è ampiamente utilizzato negli impianti di desolforazione dei gas di combustione.
Il condotto di ingresso della torre di nebulizzazione in controcorrente è solitamente posizionato tra il livello del liquido nel serbatoio di reazione e la parte inferiore della zona di assorbimento del corpo della torre, che si trova all'interfaccia tra i fumi ad alta temperatura e la fanghiglia in caduta per la prima volta, comunemente nota come "interfaccia secco-umido". Quando i fumi entrano nella torre di assorbimento, sono saturi adiabaticamente e si forma un ampio gradiente di temperatura lungo il condotto di ingresso e l'interfaccia tra secco e umido. In quest'area, la temperatura dei fumi solitamente scende rapidamente da 120~150 °C a circa 50 °C. A causa dell'azione vorticosa o della distribuzione non uniforme dei fumi in ingresso, la fanghiglia in caduta verrà convogliata nel condotto di ingresso e l'acqua evaporerà dopo che la fanghiglia entrerà in contatto con la piastra di parete calda del condotto, formando così depositi solidi. Il continuo accumulo di materiale solido riduce la sezione di flusso dei fumi in ingresso, aumenta la resistenza del sistema di evacuazione fumi, con conseguente aumento della potenza del ventilatore a tiraggio indotto e, nei casi più gravi, l'unità funzionerà a carico ridotto o sarà costretta ad arrestarsi. L'ambiente dei fumi in ingresso determina che questa sia una delle aree più gravemente corrose nel sistema di desolforazione dei fumi a umido.
L'accumulo prolungato di gesso all'interfaccia secco-umido comporterà un aumento della resistenza del sistema di ventilazione e scarico fumi dell'unità. La struttura del cappuccio schermante viene utilizzata per spingere l'interfaccia umido-secco nella torre e farla uscire dalla parete del condotto di aspirazione, in modo da impedire il deposito eccessivo di solidi nel condotto di aspirazione; in alternativa, è possibile realizzare un condotto di aspirazione orizzontale con pendenza nella torre e la parte finale collegata alla torre in modo da formare una sezione a secchio quadrato.
I materiali strutturali della sezione di transizione della flangia di ingresso sono solitamente selezionati come leghe ad alto tenore di nichel con elevata resistenza alle alte temperature, elevata resistenza a cloruri e gas, resistenza alla corrosione a basso pH, resistenza alla corrosione puntiforme e resistenza alla corrosione interstiziale in presenza di sedimenti, come le leghe C-276 e C-59. Quando la temperatura del condotto di scarico della torre di assorbimento scende a circa 100 °C, è possibile utilizzare anche la resina a scaglie di vetro resistente alle alte temperature, a basso costo, per la protezione dalla corrosione.
La torre di desolforazione a spruzzo è la direzione di sviluppo delle torri di desolforazione in patria e all'estero, e occupa una posizione dominante nel settore FGD a umido con calcare e gesso. La torre di desolforazione ha una struttura semplice, un'elevata adattabilità al tipo di carbone e alle variazioni di carico della caldaia, una desolforazione efficace e una facile regolazione, una manutenzione agevole e non soggetta a incrostazioni o inceppamenti.
2. Torre di spruzzatura a bolle
Il JBR (reattore a bolle a getto) appartiene ai reattori a bolle. L'area centrale del reattore è il reattore a ebollizione a getto. Il reattore è spesso disposto dopo il collettore di polveri della caldaia e i gas di scarico vengono pompati verticalmente nella fanghiglia del desolforatore direttamente sottostante attraverso speciali apparecchiature di distribuzione del gas. In questo processo, l'ossigeno disciolto nei gas di scarico reagisce con la fanghiglia a contatto diretto per generare solfito di calcio. L'aria ossidata entra dal fondo del reattore a bolle e viene distribuita uniformemente nella fanghiglia attraverso il tubo di distribuzione per ossidare il solfito di calcio in solfato di calcio. Questo processo richiede meno polvere nei gas di scarico e può funzionare bene e ottenere una maggiore efficienza di desolforazione in condizioni di elevata concentrazione di polvere.
Il suo interno è diviso in due parti in base alla funzione: zona di gorgogliamento (zona di bolle a getto) e zona di reazione.
La zona di gorgogliamento (zona di espulsione delle bolle) è uno strato continuo di bolle composto da un gran numero di bolle che si formano e si rompono continuamente. La zona di gorgogliamento è dotata di un tubo di espulsione del gas, e il gas di combustione originale entra al di sotto del livello del liquido di impasto attraverso il tubo di espulsione a una certa velocità, mescolandosi intensamente con l'impasto e producendo un gran numero di bolle al suo interno. Quindi, per effetto della spinta idrostatica, zigzaga verso l'alto e si disperde bruscamente, formando così uno strato di bolle. In questo processo, il gas e il liquido vengono completamente a contatto e l'SO2 presente nel gas di combustione viene assorbito e reagisce generando solfito di calcio. Anche le ceneri volanti presenti nel gas di combustione vengono rimosse dopo il contatto con il film liquido. Le bolle nella zona di gorgogliamento vengono generate e rotte in grandi quantità e rapidamente, rafforzando ulteriormente la capacità di contatto gas-liquido, generando così costantemente nuova area di contatto, trasferendo al contempo i reagenti dalla zona di gorgogliamento alla zona di reazione e creando un nuovo contatto dell'assorbitore con il gas di combustione.
La zona di reazione si trova al di sotto della zona di gorgogliamento e la fanghiglia calcarea viene immessa direttamente nella zona di reazione. L'aria ossidata entra dal fondo della zona di reazione e viene distribuita uniformemente nella fanghiglia attraverso il tubo di distribuzione per ossidare il solfito di calcio in solfato di calcio. Dopo il trattamento, i gas di scarico netti salgono dalla fanghiglia e vengono scaricati nel camino. Nella zona di reazione, grazie al gorgogliamento dell'aria e all'agitazione meccanica (alcune torri di gorgogliamento sono dotate di dispositivi di agitazione verticale), il gas e il liquido vengono completamente miscelati. La circolazione del liquido causata dalle bolle nella zona di gorgogliamento della torre di gorgogliamento sostituisce il ruolo della pompa di circolazione della fanghiglia nel processo tradizionale.
3. Torre a colonna di spruzzo liquido
La torre a colonna di liquido è del tipo a torre vuota e il corpo della torre è costituito da una struttura quadrata in acciaio. La torre a colonna di liquido adotta una configurazione di controllo madre a strato singolo e il tubo di calcestruzzo spruzzato è disposto nella parte inferiore del corpo della torre. La pompa di circolazione invia la sospensione assorbente al tubo di calcestruzzo spruzzato e quindi la disperde in ciascuna diramazione parallela per spruzzarla verso l'alto, formando una colonna di liquido che copre l'intera sezione trasversale della torre di desolforazione. I gas di combustione entrano nella torre radialmente dalla parte inferiore della torre di desolforazione e attraversano la colonna di liquido verso l'alto. Nel processo di risalita, i gas di combustione entrano prima in contatto con la colonna di sospensione iniettata verso l'alto a valle. Una volta che la colonna di sospensione raggiunge il punto più alto, si disperde e forma goccioline uniformi che cadono all'indietro e entrano nuovamente in contatto con i gas di combustione dall'alto verso il basso controcorrente. Forma uno strato di goccioline ad alta densità, migliora la miscelazione tra gas di combustione e liquido di assorbimento, rende efficiente il contatto bifase tra gas e liquido, accelera la reazione di assorbimento di SO2.
Nell'area di assorbimento dell'intera torre di desolforazione, la colonna di liquido viene spruzzata verso l'alto e cade liberamente, la frammentazione e la condensazione delle goccioline di liquido si verificano costantemente e vengono generate costantemente nuove superfici. L'area di assorbimento della torre a colonna di liquido è più alta di quella della torre di spruzzatura, il che compensa l'influenza della bassa portata dei fumi e prolunga il tempo di residenza del fango nell'area di assorbimento.
Le goccioline di liquido nella colonna di liquido presentano un elevato grado di turbolenza e non vi è alcuna interfaccia di contatto evidente tra l'intreccio di gas e liquido. "L'interfaccia di contatto gas-liquido viene costantemente aggiornata nel processo di dispersione, collisione e frammentazione delle goccioline assorbenti, il che può favorire notevolmente l'assorbimento di SO2.
Le caratteristiche della torre a colonna liquida sono: struttura semplice, meno componenti interni; non vi è alcun requisito per il contenuto di polvere nei gas di scarico e il processo stesso ha una capacità di trattamento delle polveri relativamente elevata; l'ugello ha un'ampia apertura, che non è facile da bloccare, e l'area di assorbimento è una torre vuota per ridurre il rischio di incrostazioni, quindi i requisiti per gli impianti di preparazione del calcare non sono molto elevati. Inoltre, se la pompa di circolazione del fango utilizza una pompa a conversione di frequenza, il risparmio energetico allo stesso tempo può rendere il sistema con una migliore capacità di regolazione del carico: quando il carico della caldaia cambia, cambia solo l'altezza di iniezione della colonna liquida, può modificare di conseguenza la potenza del sistema di desolforazione.
(1) Altezza ridotta della torre di assorbimento. Grazie al doppio contatto tra la torre di assorbimento e il gas del canale, l'altezza della torre a colonna liquida è molto inferiore a quella della torre a flusso unidirezionale convenzionale, in particolare per il carbone a medio e alto tenore di zolfo; la semplice e ragionevole tubazione in calcestruzzo spruzzato monostrato della torre a colonna liquida evita la complessa disposizione multistrato e a strati della torre di spruzzatura e riduce notevolmente l'altezza complessiva della torre di assorbimento.
(2) Piccolo volume del serbatoio di ossidazione. La concentrazione della sospensione nella torre della colonna liquida è generalmente del 30%, maggiore di circa il 20% della torre di spruzzatura, e il volume richiesto dal serbatoio di ossidazione è molto inferiore.
(3) Basso consumo energetico. Poiché il tubo di spruzzatura è disposto nella parte inferiore della torre di assorbimento e l'ugello e l'ugello sono disposti a un livello basso, l'ugello a flusso assiale cavo di grande diametro non necessita di contropressione, a differenza dell'ugello della torre di spruzzatura tradizionale, il fango pieno necessita di una pressione sufficientemente elevata, la prevalenza della pompa di circolazione è notevolmente ridotta, quindi il consumo energetico della pompa di circolazione della torre di assorbimento è relativamente basso.
(4) Basso costo. Il tubo di spruzzatura adotta un controllo femmina e una o più pompe di circolazione possono essere installate in base alle esigenze. Lo stesso modello di pompe di circolazione può ridurre notevolmente i costi, dai pezzi di ricambio al funzionamento e alla manutenzione.
(5) Serie a due stadi, collegamento compatto, elevata efficienza di desolforazione.
(6) La torre di assorbimento ha una struttura semplice e di facile manutenzione; l'ugello della torre di assorbimento adotta una struttura cava, che non si inceppa facilmente. Gli ugelli sono disposti a griglia, a strato singolo.
(7) L'ugello non ha contropressione e la prevalenza della pompa di circolazione è bassa. Basso consumo energetico, bassa resistenza nella torre. Nella torre è presente un solo strato di colonna liquida e un solo ugello, e la prevalenza della pompa di circolazione del liquame è bassa, con un consumo energetico ridotto.
(8) Le due fasi gas-liquido nella colonna liquida entrano ripetutamente in contatto e il trasferimento di massa è sufficiente, il che può garantire un'elevata efficienza di desolforazione.
(9) Poiché il sistema di circolazione dei fanghi della torre di assorbimento adotta il controllo femmina e la portata del tubo femmina è limitata in una certa misura, la progettazione corrispondente del numero di pompe per fanghi in circolazione e della portata dovrebbe soddisfare l'intervallo di variazione del carico unitario e funzionare con risparmio energetico.
(10) La torre della colonna liquida adotta una forma rettangolare e il sistema dell'aria ossidata deve essere ottimizzato dai dati di prova del campo di flusso nella vasca di fanghi della torre di assorbimento per garantire una distribuzione uniforme dell'aria ossidata.
La concentrazione di gesso nella colonna liquida è più elevata, fino al 28%~32%, superiore a quella della colonna a spruzzo. Pertanto, la sospensione di gesso nella colonna può essere inviata direttamente alla macchina di disidratazione senza l'ausilio del ciclone, e il gesso verrà generato dopo il trattamento di disidratazione. Quando il ciclone per la sospensione di gesso non è impostato, anche il ciclone delle acque reflue può non essere impostato e le acque reflue di desolforazione vengono scaricate dal filtrato.
4. Torre di desolforazione della griglia
La torre di riempimento originale della torre di desolforazione è la TBC (Turbulent Bed Contactor), che utilizza sfere di polietilene o di schiuma come riempimento, impilate in un anello. A causa dell'usura, della corrosione e della resistenza al calore, il riempimento viene spesso danneggiato e blocca la tubazione di trasporto del fango, impedendo al sistema di funzionare stabilmente per lungo tempo. Negli ultimi anni, la torre di riempimento per la desolforazione a umido adotta una griglia speciale come riempitivo, per questo motivo questa torre è anche chiamata "torre a griglia", e il riempimento standard viene scaricato ordinatamente.
In una tipica torre di assorbimento con griglia a valle, il dispositivo di spruzzatura sulla sommità della torre spruzza la sospensione di desolforazione in modo uniforme sulla parte superiore della griglia, per poi gocciolarla sulla superficie della griglia dalla sommità della torre e fluire gradualmente verso il basso, formando una pellicola liquida relativamente stabile. Il gas cade attraverso l'intercapedine tra i riempitivi e il liquido per un contatto continuo a valle, l'anidride solforosa viene costantemente disciolta e assorbita, i gas di scarico trattati passano attraverso il serbatoio di ossidazione sul fondo della torre e quindi entrano nell'eliminatore di nebbia.
La torre a griglia richiede che la sospensione di desolforazione sia distribuita uniformemente sul riempitivo e che il processo a film cadente sulla superficie della griglia sia continuo e uniforme. La griglia deve avere un'ampia superficie specifica, un elevato rapporto di vuoti, un'elevata resistenza alla corrosione, una buona robustezza e una buona bagnabilità; il prezzo non può essere eccessivo. Come le torri a spruzzo, anche le torri a griglia richiedono che i desolforatori abbiano una certa granularità (circa 250 mesh). Nell'applicazione attuale, il problema delle incrostazioni e dell'intasamento del riempitivo non è stato completamente risolto e il sistema richiede un'elevata capacità di autocontrollo per garantire che l'intera reazione avvenga nello stato appropriato, in modo da ridurre al minimo il rischio di incrostazioni.
Principio di selezione della torre di assorbimento
(1) Dal punto di vista degli utenti, è necessario raggiungere la massima efficienza possibile e un funzionamento semplice a costi contenuti.
(2) La progettazione della torre di assorbimento soddisfa i requisiti di trasferimento di massa della reazione di desolforazione, il che favorisce l'inibizione delle reazioni collaterali (assorbimento di anidride carbonica) e la riduzione della pompa. Il consumo energetico dell'agitatore, ecc., favorisce il controllo del sistema (inclusi il valore del pH, il rapporto liquido-gas, la regolazione del rapporto calcio-zolfo), per garantire il valore di progetto (efficienza di desolforazione, tasso di utilizzo del calcio, tasso di ossidazione).
(3) Le tecnologie delle torri di nebulizzazione e delle torri a griglia sono relativamente mature, ma presentano requisiti più elevati per ugelli e riempitivi, altrimenti il sistema è facile da scalare e intasare. Relativamente parlando, il nuovo reattore JBR e la nuova torre a colonna di liquido sono progettati per evitare il verificarsi di situazioni simili, e il livello di controllo del sistema e i requisiti per le particelle desolforanti sono relativamente ridotti. Inoltre, la torre a colonna di liquido stessa ha anche l'effetto di rimozione delle polveri, particolarmente adatta per la desolforazione di gas di combustione con elevata concentrazione di polveri, e ha dimostrato i vantaggi di elevata efficienza, anti-incrostazione e facile controllo in applicazioni ingegneristiche pratiche.
(4) I progressi della teoria delle reazioni gas-liquido e dei reattori forniscono indicazioni per lo sviluppo del reattore di desolforazione. Lo sviluppo della torre di assorbimento per la desolforazione, dalla torre di spruzzatura alla torre a griglia, alla torre di ebollizione a getto e alla torre a colonna liquida, riflette pienamente la teoria delle reazioni di trasferimento di massa gas-liquido e i vari progressi tecnologici ingegneristici corrispondenti.
Requisiti di layout e processo della torre di assorbimento
La desolforazione a umido di calcare e gesso è adatta per unità con potenza superiore a 200 MW, quindi quando si utilizza questo processo su unità di piccole e medie dimensioni, è possibile adottare due solchi e una torre o tre solchi e una torre e il passaggio tra ciascuna unità avviene tramite la porta di deflusso dei gas di combustione.
Il corpo della torre di assorbimento è realizzato in acciaio, che costituisce l'attrezzatura principale del dispositivo di desolforazione, comprese le parti integrate, la trave di supporto inferiore, la piastra di fondo, la piastra di parete, il supporto intermedio e la parte superiore della torre. Svolge due funzioni: una è quella di rimuovere l'anidride solforosa dai gas di scarico e l'altra è quella di trasformare i deprodotti in prodotti di gesso qualificati.
Poiché il corpo della torre è a diretto contatto con la fanghiglia acida debole, è necessario adottare misure anticorrosione. Generalmente, per il rivestimento anticorrosione si utilizzano rivestimenti in gomma, scaglie di vetro o acciaio resistente alla corrosione. Quando la temperatura dei fumi è superiore a 175 °C, lo strato anticorrosione e le apparecchiature della torre di assorbimento potrebbero danneggiarsi. Il dispositivo FGD è dotato di uno spray antinfortunistico per raffreddare i fumi, proteggere la torre di assorbimento e le altre apparecchiature e garantire il funzionamento sicuro della caldaia.
descrizione2