- Oczyszczanie gazów odlotowych
- Oczyszczanie osadów
- Uzdatnianie wody
- Przenośna oczyszczalnia wody typu RO System
- System odwróconej osmozy ze stali nierdzewnej
- Kontenerowe systemy uzdatniania wody
- System odsalania wody morskiej
- Systemy uzdatniania wody UF
- Systemy uzdatniania wody NF
- Systemy uzdatniania wody EDI itp.
- Linia do napełniania butelek/wiader/torebek wodą
- System oczyszczania ścieków MBR
- Kompleksowe uzdatnianie wody
010203
Odsiarczanie spalin
Wprowadzenie do projektu
Zalety techniczne wież natryskowych odsiarczających:
1. Projekt techniczny obejmujący integrację systemów oddymiania, odsiarczania, usuwania azotu, usuwania pyłu i odwadniania został ukończony w tym samym czasie. Konstrukcja jest prosta i zwarta, proces jest racjonalny, wnętrze nie jest łatwe do skalowania i zatykania, a spaliny nie przenoszą wody.
2. Efektywny współczynnik wykorzystania powierzchni wewnątrz urządzenia został zaprojektowany w 100%, a sadza jest całkowicie rozpuszczana w alkalicznym roztworze wodnym w całym procesie oczyszczania, aby uzyskać efektywny efekt przenoszenia masy;
3. Zastosowanie wysokowydajnej konstrukcji zewnętrznego rozpylacza rozpryskowego, konstrukcji wewnętrznej urządzenia pozbawionej części ulegających zużyciu, w celu zapewnienia najskuteczniejszego odsiarczania i usuwania pyłu; stworzenie najskuteczniejszego procesu wymiany masy spalin i roztworu alkalicznego w celu zapewnienia najskuteczniejszego odsiarczania i usuwania pyłu;
5. Gładka konstrukcja kanału spalin wewnątrz urządzenia, kierunek spalin bez martwego kąta, zmniejszenie oporu cieplnego spalin, zapewnienie efektu w warunkach projektowych, brak wpływu na działanie kotłów i innych urządzeń spalających;
Typowy typ wieży absorpcyjnej odsiarczającej
System wieży absorpcyjnej jest kluczowym elementem mokrego systemu odsiarczania spalin. Ze względu na różne funkcje, wieża absorpcyjna dzieli się od góry do dołu na strefę odmgławiania (strefa gazowa), strefę absorpcji rozpylania (strefa mieszania gazu z cieczą) oraz strefę utleniania (strefa cieczowa). Główne reakcje chemiczne, takie jak usuwanie SO2 ze spalin i utlenianie siarczynu wapnia, produktu odsiarczania, zachodzą w wieży absorpcyjnej.
Główny sprzęt zainstalowany wewnątrz wieży absorpcyjnej od dołu do góry obejmuje zazwyczaj urządzenia do mieszania zawiesiny, sieć rurociągów rozprowadzających utlenione powietrze, urządzenie do rozprowadzania spalin przy wejściu do wieży absorpcyjnej, urządzenie do rozpylania zawiesiny, urządzenie do usuwania mgły oraz system płukania wodą itp.
Mokra wieża absorpcyjna do odsiarczania ma wiele rodzajów konstrukcji, w zależności od trybu kontaktu gazu z cieczą. Wieżę odsiarczającą można podzielić na wieżę natryskową, wieżę pęcherzykową, wieżę kolumnową i wieżę wypełniającą itp., przy czym wieża natryskowa ma zalety wysokiej wydajności, niskiego oporu, wysokiej dostępności i jest wiodącym typem wieży w procesie mokrego odsiarczania wapienia i gipsu.
1. Wieża natryskowa
Wieża natryskowa, znana również jako skruber natryskowy, jest dominującym typem wieży w mokrym urządzeniu FGD, zazwyczaj działającym w przeciwprądzie między spalinami a szlamem. W górnej części wieży absorpcyjnej rozmieszczonych jest kilka warstw dysz, a szlam odsiarczający tworzy ciekłą mgłę poprzez dyszę rozpylającą. Gdy spaliny i mgła szlamu mają pełny kontakt w odwrotnym kierunku, SO2 jest absorbowany. Większość zanieczyszczeń, takich jak CI, F- i pył ze spalin, jest również usuwana w wieży absorpcyjnej. Szlam absorbujący zawierający gips, pył i zanieczyszczenia jest częściowo odprowadzany do systemu odwadniania gipsu. Szlam wapienny jest pompowany cyrkulacyjnie do dysz warstwy natryskowej rozmieszczonych na różnych wysokościach w wieży. Dysze wykonane są z materiałów odpornych na zużycie. Szlam jest rozpylany w dół z dyszy, tworząc rozproszone małe krople, które opadają. Jednocześnie spaliny płyną w górę pod prąd, podczas gdy gaz i ciecz w pełni się stykają, wypłukując dwutlenek węgla.
Teoria absorpcji dwutlenku siarki w wieży absorpcyjnej polega na badaniu procesu przenoszenia masy i absorpcji chemicznej fazy gazowo-cieczowej na małym obszarze, w zależności od sposobu kontaktu gaz-ciecz. Obejmuje ona głównie teorię filmu, teorię osmozy i teorię odnowy powierzchni.
Wieża natryskowa przedstawiona na rysunku jest wyposażona w półkę z warstwą stopu. Technologia ta, opracowana przez firmę B&W, może zwiększyć wydajność wymiany masy dwóch faz gaz-ciecz i skutecznie obniżyć stosunek ciecz-gaz. Jednakże, opór spalin półki jest duży (opór warstwy półki wynosi około 500 Pa), a przewaga konkurencyjna jest ograniczona przed wprowadzeniem krajowych ultra-niskich emisji. Jest ona stosowana tylko w projektach o wysokim stężeniu SOz i wysokiej wydajności odsiarczania na wejściu do wieży odsiarczającej. W ostatnich latach, wraz z ciągłym promowaniem transformacji ultra-niskoemisyjnej, niektóre projekty przyjęły technologię podwójnej palety, aby ograniczyć zmiany w istniejącej wieży absorpcyjnej i osiągnąć stosunkowo wysoką wydajność odsiarczania bez zwiększania stosunku ciecz-gaz.
Zasada działania tacy, która poprawia wydajność odsiarczania, polega na utrzymywaniu warstwy szlamu na płycie zwiększającej przepływ współdzielony. Płyn ten może równomiernie przepływać wzdłuż otworów, tworząc pewien stopień filmu cieczowego, dzięki czemu szlam jest równomiernie rozprowadzany. Film cieczowy wydłuża czas kontaktu spalin z szlamem w wieży absorpcyjnej. Podczas przepływu spalin przez tacę, kontakt gaz-ciecz jest pełny, a przepływ turbulentny nad tacą jest intensywny, co wzmacnia wymianę masy z SO2 do szlamu. Utworzona warstwa piany szlamowej zwiększa powierzchnię kontaktu gaz-ciecz, poprawia stopień wykorzystania absorbera i może skutecznie zmniejszyć stosunek ciecz-gaz oraz ilość rozpylonej cyrkulującej zawiesiny. Jednakże, w porównaniu z pustą wieżą, wadą wieży absorpcyjnej z tacą jest stosunkowo wysoki opór wieży absorpcyjnej i wysokie zużycie energii przez wentylator wspomagający.
Efekt homogenizacji przepływu powietrza w podwójnej półce polega na tym, że po wejściu spalin do wieży absorpcyjnej, spaliny najpierw przechodzą przez półkę w wieży, regulując homogenizację fazy gazowo-cieczowej za pomocą filmu ciekłego na półce. Optymalny kontakt między gazem a zawiesiną można uzyskać na całej wysokości obszaru absorpcji. W porównaniu z pojedynczą półką, podwójna półka ma o jedną warstwę filmu ciekłego więcej, co zapewnia bardziej wydajną wymianę gazowo-cieczową, lepszy rozkład fazy gazowej i wyraźniejszy efekt desynergii.
Taca ze stopu wieży absorpcyjnej spełnia następujące funkcje:
(1) Równomierny rozkład przepływu powietrza. Spaliny wpływają przez wlot do wieży absorpcyjnej i tworzą strefę wirową. Natężenie przepływu spalin maleje po przejściu przez półkę stopową od dołu do góry i równomiernie przechodzi przez obszar natryskowy wieży absorpcyjnej. Im większa średnica wieży natryskowej, tym ważniejsze jest mechaniczne utrzymanie równomiernego rozkładu. Brak tego rodzaju półki spowoduje nierównomierny przepływ spalin w każdym obszarze wieży absorpcyjnej, tzn. w niektórych obszarach absorbent będzie niewystarczający, a w niektórych nadmiarowy, co jest szczególnie ważne w przypadku odsiarczania dużych jednostek. Porównanie rozkładu prędkości przepływu spalin w sekcji wieży absorpcyjnej przed i po dodaniu półki stopowej przedstawiono na rysunku. Rysunek (a) przedstawia rozkład pola przepływu spalin w pustej wieży, gdy wchodzą one do wieży absorpcyjnej i docierają do warstwy natryskowej, co wskazuje na bardzo duży przepływ wstępujący. Rysunek (b) przedstawia rozkład pola przepływu spalin w wieży półkowej, gdy wchodzą one do wieży absorpcyjnej i docierają do warstwy natryskowej. Spaliny przepływają przez półkę i są zmuszane do równomiernego rozprowadzenia, co pozwala na lepsze dopasowanie rozkładu zawiesiny w warstwie natryskowej.
(2) Równomierne rozprowadzenie zawiesiny. Warstwa zawiesiny utrzymywana jest na tacy i spływa równomiernie wzdłuż otworów, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie zawiesiny.
(3) Wzmocnienie odsiarczania i poprawa stopnia wykorzystania absorbentu. Dławienie i rozpylanie przez otwór w tacy zwiększa prędkość przenoszenia masy SO2 do kropelek zawiesiny w spalinach. Warstwa piany o określonej wysokości utworzona na tacy wydłuża również czas przebywania zawiesiny i zwiększa powierzchnię kontaktu gaz-ciecz.
Podczas przepływu gazu, kontakt gaz-ciecz może odgrywać rolę w absorpcji części składników zanieczyszczeń, co pozwala skutecznie zmniejszyć stosunek ciecz-gaz, poprawić stopień wykorzystania absorbentów oraz zmniejszyć przepływ i zużycie energii przez pompę obiegową. Badania pokazują, że jednowarstwowa taca może poprawić efekt przenoszenia masy o około 50% i zmniejszyć stosunek ciecz-gaz o 15–30%.
(4) Wieża absorpcyjna o niskiej absorpcji. Dobra absorpcja może zmniejszyć stosunek cieczy do gazu i warstwę natryskową, co pozwala na zmniejszenie wysokości wieży absorpcyjnej. Wieża absorpcyjna o niskiej absorpcji charakteryzuje się małą powierzchnią antykorozyjną i niską wagą, co przekłada się na niższe koszty inwestycji w cały system absorpcyjny oraz niższe koszty eksploatacji i konserwacji.
(5) Brak osadzania się kamienia. Tacka wykonana jest ze stali stopowej, jest wytrzymała i ma właściwości samoczyszczące oraz silne działanie pieniące. Dodatkowo usuwa cząstki stałe, a intensywne mycie szlamu zapobiega osadzaniu się kamienia.
(6) Wygodna konserwacja. Taca może służyć jako tymczasowa platforma montażowa na etapie instalacji wieży absorpcyjnej, a także jako platforma konserwacyjna dla warstwy natryskowej i systemu usuwania chmur po jej uruchomieniu. Można ją bezpośrednio naprawić bez opróżniania gnojowicy z wieży i bez rusztowania, co oszczędza czas i wysiłek.
(7) Oszczędność energii. Oprócz powyższych cech, największą zaletą tacy porowatej jest duża oszczędność energii elektrycznej. Niższy stosunek cieczy do gazu i niższa wysokość absorbera znacznie zmniejszają moc pompy obiegowej, a efekt oszczędności energii może zrekompensować wzrost mocy wentylatora spowodowany oporem tacy.
(1) Równomierny rozkład przepływu powietrza. Po ustawieniu tacy, natężenie przepływu gazu do wieży absorpcyjnej jest dobrze rozłożone, a większość natężenia przepływu gazu mieści się w zakresie średniego natężenia przepływu.
(2) Szybkość rozpuszczania wapienia znacznie wzrosła. Wartość pH zawiesiny na tacy jest o ponad 20% niższa niż wartość pH w zbiorniku reakcyjnym, a szybkość rozpuszczania wapienia jest wprost proporcjonalna do stężenia uwodnionych jonów wodorowych w zawiesinie [H₂O₂]. Stężenie [H+] przy pH 4,0 jest 31 razy większe niż [H₂O ...
(3) Czas kontaktu spalin z zawiesiną ulega znacznemu wydłużeniu. W tradycyjnej pustej wieży czas kontaktu spalin z zawiesiną wynosi około 3,5 s. Ponieważ półka może utrzymać stałą wysokość warstwy cieczy, czas przebywania spalin w wieży absorpcyjnej ulega wydłużeniu, a czas retencji zawiesiny na pojedynczej półce wynosi 1,8 s. W przypadku wieży absorpcyjnej z dwiema półkami czas retencji zawiesiny na półce wynosi około 3,5 s, a czas kontaktu spalin z zawiesiną jest 1 raz dłuższy niż w pustej wieży.
(4) Wygodna konserwacja. Ustawienie tacy ułatwia obsługę i konserwację wieży absorpcyjnej. Podczas konserwacji wewnętrznych części wieży nie jest konieczne spuszczanie całej zawiesiny, a jedynie ustawienie tymczasowej platformy konserwacyjnej w wieży. Personel obsługi i konserwacji może konserwować i wymieniać wewnętrzne części wieży, stojąc na tacy stopu, co skraca czas konserwacji podczas pracy.
W wieży natryskowej dysza musi maksymalnie redukować straty ciśnienia, pod warunkiem spełnienia wymagań dotyczących rozpylania, a mgła cieczy może pokrywać całą sekcję wieży absorpcyjnej, zapewniając stabilność i równomierność absorpcji. Do zbiornika utleniającego, znajdującego się na dole wieży, powietrze jest pompowane przez specjalny wentylator utleniający. Jednocześnie mieszadło, symetrycznie umieszczone na ścianie wieży, z jednej strony zapobiega wytrącaniu się szlamu, a z drugiej wspomaga równomierny rozkład utlenionego powietrza. Eliminator mgły jest umieszczony na szczycie wieży absorpcyjnej, aby usuwać drobne krople unoszone przez spaliny.
W rozwoju technologii odsiarczania spalin, wieża natryskowa jest najwcześniejszym urządzeniem do odsiarczania. Jej zaletą jest możliwość utworzenia dużej powierzchni kontaktu gaz-ciecz, a stosunek cieczy do gazu w systemie jest niewielki. Aby jednak zapewnić dobry efekt, rozpylona zawiesina tworzy równomierne, drobne kropelki, pompa obiegowa musi zapewnić odpowiednie ciśnienie. Rozmiar cząstek odsiarczacza w zawiesinie nie może być zbyt duży, w przeciwnym razie dysza łatwo się zatyka. Wymaga to, aby odsiarczacz osiągnął określoną granulację (około 250 mesh) w procesie mielenia. W związku z tym urządzenie stawia wysokie wymagania dotyczące procesu mielenia odsiarczacza i wydajności pompy obiegowej.
Obecnie znaczną część instalacji odsiarczania spalin na świecie stanowią tego typu wieże natryskowe. Z doświadczenia z ostatnich 10 lat wynika, że ta technologia jest najbardziej zaawansowana, a regularna konserwacja zapewnia stabilną pracę urządzenia. Tego typu wieże reaktorowe są również wykorzystywane w wielu instalacjach odsiarczania spalin dużych elektrowni w Chinach. Wieża absorpcyjna natryskowa to urządzenie wieżowe integrujące płukanie SO2, absorpcję, utlenianie i krystalizację gipsu w spalinach. Ten typ wieży jest szeroko stosowany w instalacjach odsiarczania spalin.
Wlot komina przeciwprądowej wieży natryskowej jest zazwyczaj umieszczony między poziomem cieczy w zbiorniku reakcyjnym a dolną częścią strefy absorpcyjnej korpusu wieży, która po raz pierwszy znajduje się na granicy faz między spalinami o wysokiej temperaturze a opadającą zawiesiną, powszechnie znanej jako „granica faz sucha-mokra”. Gdy spaliny wpływają do wieży absorpcyjnej, są adiabatycznie nasycane, a wzdłuż wlotu spalin i granicy faz sucha-mokra tworzy się duży gradient temperatury. W tym obszarze temperatura spalin zazwyczaj gwałtownie spada ze 120-150°C do około 50°C. Z powodu działania wirowego lub nierównomiernego rozprowadzenia spalin wlotowych, opadająca zawiesina jest wprowadzana do wlotu komina, a woda odparowuje po zetknięciu się zawiesiny z gorącą płytą ścienną przewodu kominowego, tworząc w ten sposób osady stałe. Ciągłe gromadzenie się zanieczyszczeń stałych zmniejsza powierzchnię przepływu spalin wlotowych, zwiększa opór systemu dymowego, co skutkuje gwałtownym wzrostem obciążenia wentylatora ciągu indukowanego, a w poważnych przypadkach urządzenie będzie pracować z mniejszym obciążeniem lub zostanie zmuszone do zatrzymania. Środowisko spalin wlotowych sprawia, że jest to jeden z najbardziej skorodowanych obszarów w mokrym systemie odsiarczania spalin.
Długotrwałe gromadzenie się gipsu na styku suchego i mokrego powietrza prowadzi do wzrostu oporu systemu wentylacji i odprowadzania dymu. Konstrukcja osłony służy do wpychania styku mokrego i suchego powietrza do wieży i wyprowadzania go ze ściany wlotu spalin, zapobiegając w ten sposób osadzaniu się nadmiernej ilości ciał stałych w wlocie spalin. Można również wykonać poziomy wlot spalin ze spadkiem do wieży, a jego końcową część połączyć z wieżą, tworząc kwadratowy kształt wiadra.
Materiały konstrukcyjne sekcji przejściowej kołnierza wlotowego są zazwyczaj wybierane jako materiały ze stopów niklu o wysokiej odporności termicznej, odporności na wysokie stężenie chlorków i gazów, odporności na korozję przy niskim pH, odporności na korozję punktową i wżerową pod osadami, takie jak stopy C-276 i C-59. Gdy temperatura spalin na wlocie wieży absorpcyjnej spadnie do około 100°C, do ochrony antykorozyjnej można również zastosować niedrogą, odporną na wysokie temperatury żywicę szklaną.
Wieża natryskowa to kierunek rozwoju wież odsiarczających w kraju i za granicą, zajmujący dominującą pozycję w mokrych instalacjach odsiarczania spalin wapienno-gipsowych. Wieża odsiarczająca charakteryzuje się prostą konstrukcją, dużą adaptowalnością do rodzaju węgla i zmian obciążenia kotła, skutecznym odsiarczaniem, łatwością regulacji, wygodną konserwacją oraz odpornością na osadzanie się kamienia i zatykanie.
2. Wieża do natryskiwania baniek mydlanych
JBR (reaktor strumieniowy typu bubbt) należy do reaktorów pęcherzykowych. Rdzeniem reaktora jest reaktor strumieniowo-wrzący. Reaktor jest często umieszczany za odpylaczem kotła, a spaliny są pompowane pionowo do szlamu odsiarczającego bezpośrednio poniżej, za pomocą specjalnego urządzenia do dystrybucji gazu. W tym procesie SO2 w spalinach reaguje z szlamem, pozostając w pełnym kontakcie, tworząc siarczyn wapnia. Utlenione powietrze dostaje się od dołu reaktora pęcherzykowego i jest równomiernie rozprowadzane do szlamu przez rurę rozdzielczą, utleniając siarczyn wapnia do siarczanu wapnia. Proces ten charakteryzuje się niższymi wymaganiami dotyczącymi zawartości pyłu w spalinach i może działać prawidłowo, zapewniając wyższą wydajność odsiarczania w warunkach wysokiego stężenia pyłu.
Wnętrze podzielone jest na dwie części w zależności od pełnionej funkcji: strefę bulgotania (strefę bąbelków strumieniowych) i strefę reakcji.
Strefa pęcherzykowa (strefa pęcherzyków wyrzutowych) to ciągła warstwa pęcherzyków złożona z dużej liczby pęcherzyków, które nieustannie się formują i pękają. Strefa pęcherzykowa jest wyposażona w rurę strumieniową, a pierwotne spaliny przedostają się przez nią z określoną prędkością poniżej poziomu cieczy szlamowej, intensywnie mieszając się z zawiesiną i wytwarzając w jej wnętrzu dużą liczbę pęcherzyków. Następnie, pod wpływem siły wyporu, zygzakiem wznoszą się i gwałtownie rozpraszają, tworząc warstwę pęcherzyków. W tym procesie gaz i ciecz stykają się ze sobą, a SO2 w spalinach jest absorbowany i poddawany reakcji, tworząc siarczyn wapnia. Popiół lotny w spalinach jest również usuwany po kontakcie z warstwą cieczy. W strefie pęcherzykowej powstają i pękają duże ilości pęcherzyków, które szybko się rozpadają, co dodatkowo wzmacnia kontakt gaz-ciecz, a tym samym stale generuje nowe powierzchnie kontaktowe, jednocześnie przenosząc reagenty ze strefy pęcherzykowej do strefy reakcji i zapewniając świeży kontakt absorbera ze spalinami.
Strefa reakcji znajduje się poniżej strefy bąbelkowania, a szlam wapienny jest bezpośrednio podawany do strefy reakcji. Utlenione powietrze dostaje się od dołu strefy reakcji i jest równomiernie rozprowadzane do szlamu przez rurę rozdzielczą, utleniając siarczyn wapnia do siarczanu wapnia. Po oczyszczeniu, czysty gaz spalinowy unosi się z szlamu w postaci pęcherzyków i jest odprowadzany do komina. W strefie reakcji, dzięki bąbelkom powietrza i mieszaniu mechanicznemu (niektóre wieże bąbelkowe są wyposażone w pionowe urządzenia mieszające), gaz i ciecz są całkowicie wymieszane. Cyrkulacja cieczy, wywołana bąbelkami w strefie bąbelkowania w wieży bąbelkowej, zastępuje rolę pompy cyrkulacyjnej szlamu w tradycyjnym procesie.
3. Wieża kolumny rozpylającej ciecz
Wieża z kolumną cieczową jest typu pustego, a jej korpus ma kwadratową konstrukcję stalową. Wieża z kolumną cieczową wykorzystuje jednowarstwową konfigurację sterowania, a rura z torkretem znajduje się u dołu korpusu wieży. Pompa obiegowa przesyła zawiesinę absorbującą do rury z torkretem, a następnie rozprowadza ją do każdego równoległego odgałęzienia, rozpylając ją w górę, tworząc kolumnę cieczy pokrywającą cały przekrój poprzeczny wieży odsiarczającej. Spaliny wchodzą do wieży promieniowo od dolnej części wieży odsiarczającej i przepływają przez kolumnę cieczy ku górze. Podczas wznoszenia spaliny najpierw stykają się z kolumną zawiesiny wtryskiwaną ku górze. Po osiągnięciu najwyższego punktu kolumna zawiesiny rozprasza się i tworzy jednorodne krople opadające do tyłu i ponownie stykające się ze spalinami z góry do dołu w przeciwprądzie. Tworzą one warstwę kropli o wysokiej gęstości, poprawiają mieszanie spalin z cieczą absorpcyjną, zapewniają efektywny kontakt między fazami gazu i cieczy, przyspieszają reakcję absorpcji SO2.
W strefie absorpcji całej wieży odsiarczającej, kolumna cieczy jest rozpylana w górę i swobodnie opada, a rozdrobnienie i kondensacja kropel cieczy zachodzą nieustannie, a nowe powierzchnie są stale generowane. Powierzchnia absorpcji kolumny cieczy w wieży jest większa niż w wieży natryskowej, co kompensuje wpływ niskiego natężenia przepływu spalin i wydłuża czas przebywania szlamu w strefie absorpcji.
Krople cieczy w kolumnie cieczy charakteryzują się wysokim stopniem turbulencji i nie ma wyraźnej granicy styku między gazem a przeplatającą się cieczą. „Granica styku gaz-ciecz jest stale aktualizowana w procesie rozpraszania, zderzeń i fragmentacji kropelek absorbentu, co może znacznie wspomagać absorpcję SO2.
Kolumna cieczowa charakteryzuje się prostą konstrukcją i mniejszą liczbą elementów wewnętrznych. Nie ma wymagań dotyczących zawartości pyłu w spalinach, a sam proces charakteryzuje się stosunkowo wysoką wydajnością oczyszczania pyłu. Dysza ma duży otwór, który nie jest łatwy do zablokowania, a obszar absorpcji jest pusty w wieży, co zmniejsza ryzyko osadzania się kamienia, co sprawia, że wymagania stawiane zakładom przeróbki wapienia nie są zbyt wysokie. Dodatkowo, jeśli pompa cyrkulacyjna szlamu jest pompą o zmiennej częstotliwości, oszczędność energii może jednocześnie poprawić zdolność systemu do regulacji obciążenia – gdy zmienia się obciążenie kotła, wystarczy zmienić wysokość wtrysku cieczy, co pozwala na odpowiednią regulację wydajności systemu odsiarczania.
(1) Niska wysokość wieży absorpcyjnej. Dzięki podwójnemu kontaktowi między wieżą absorpcyjną a gazem spalinowym, wysokość wieży z kolumną cieczową jest znacznie niższa niż w przypadku konwencjonalnej wieży z przepływem jednokierunkowym, szczególnie w przypadku węgla o średniej i wysokiej zawartości siarki. Rozsądny i prosty, jednowarstwowy rurociąg z betonu natryskowego wieży z kolumną cieczową eliminuje wielowarstwowy i skomplikowany układ warstw natryskowych wieży natryskowej i znacznie zmniejsza całkowitą wysokość wieży absorpcyjnej.
(2) Mała objętość zbiornika utleniającego. Stężenie zawiesiny w kolumnie cieczowej wynosi zazwyczaj 30%, co jest wartością większą niż około 20% w kolumnie natryskowej, a objętość wymagana przez zbiornik utleniający jest znacznie mniejsza.
(3) Niskie zużycie energii. Ponieważ rura natryskowa znajduje się u dołu wieży absorpcyjnej, a dysza i dysza są umieszczone nisko, dysza o dużej średnicy i przepływie osiowym nie wymaga przeciwciśnienia. W przeciwieństwie do tradycyjnej dyszy wieży natryskowej, pełna zawiesina wymaga odpowiednio wysokiego ciśnienia. Wysokość podnoszenia pompy obiegowej jest znacznie zmniejszona, co przekłada się na stosunkowo niskie zużycie energii przez pompę obiegową wieży absorpcyjnej.
(4) Niski koszt. Rura natryskowa jest wyposażona w sterowanie żeńskie, a w zależności od potrzeb można skonfigurować jedną lub więcej pomp obiegowych. Ten sam model pomp obiegowych może znacznie obniżyć koszty części zamiennych, eksploatacji i konserwacji.
(5) Seria dwustopniowa, kompaktowe połączenie, wysoka wydajność odsiarczania.
(6) Wieża absorpcyjna ma prostą konstrukcję i jest łatwa w utrzymaniu. Dysza wieży absorpcyjnej ma pustą strukturę, która nie zatyka się łatwo. Dysze są ułożone w siatkę, tworząc pojedynczą warstwę.
(7) Dysza nie ma ciśnienia zwrotnego, a wysokość podnoszenia pompy obiegowej jest niska. Niskie zużycie energii i niski opór w wieży. W wieży znajduje się tylko jedna warstwa kolumny cieczy i dysza, a wysokość podnoszenia pompy obiegowej szlamu jest niska, a zużycie energii niewielkie.
(8) Dwie fazy gaz-ciecz w kolumnie cieczowej wielokrotnie się ze sobą kontaktują, a przenoszenie masy jest wystarczające, co może zapewnić wysoką wydajność odsiarczania.
(9) Ponieważ układ cyrkulacji szlamu w wieży absorpcyjnej wykorzystuje sterowanie żeńskie, a natężenie przepływu rury żeńskiej jest ograniczone do pewnego stopnia, dopasowana konstrukcja liczby pomp cyrkulacyjnych szlamu i natężenia przepływu powinna odpowiadać zakresowi zmienności obciążenia jednostki i działać energooszczędnie.
(10) Wieża z kolumną cieczową przyjmuje kształt prostokątny, a układ utlenionego powietrza należy zoptymalizować na podstawie danych testowych pola przepływu w basenie z zawiesiną wieży absorpcyjnej, aby zapewnić równomierny rozkład utlenionego powietrza.
Stężenie zawiesiny gipsowej w technologii kolumn cieczowych jest wyższe, sięgając 28%–32%, czyli więcej niż w technologii kolumn natryskowych. Dzięki temu zawiesina gipsowa w kolumnie może być kierowana bezpośrednio do urządzenia odwadniającego bez cyklonu, a gips powstaje po procesie odwodnienia. Gdy cyklon zawiesiny gipsowej nie jest nastawiony, cyklon ścieków może nie być nastawiony, a ścieki z odsiarczania są odprowadzane z filtratu.
4. Wieża odsiarczająca kratkę
Oryginalna wieża wypełniająca w wieży odsiarczającej to TBC (kontaktor z turbulentnym złożem), wykorzystująca kulki polietylenowe lub piankowe jako wypełnienie, ułożone w pierścień. Z powodu zużycia, korozji i odporności na ciepło, wypełnienie często ulega uszkodzeniu i blokuje rurociąg transportujący szlam, co uniemożliwia stabilną pracę systemu przez długi czas. W ostatnich latach wieża wypełniająca do mokrego odsiarczania wykorzystuje specjalną kratę jako wypełniacz, dlatego wieża ta jest również nazywana kratownicą (gridtower), a zwykły wypełniacz jest odprowadzany w sposób uporządkowany.
W typowej wieży absorpcyjnej z kratką wylotową, urządzenie rozpylające na szczycie wieży równomiernie rozpyla zawiesinę odsiarczającą na kratkę, a następnie rozpyla ją na powierzchnię kratki od góry wieży i stopniowo spływa w dół, tworząc stosunkowo stabilną warstwę cieczy. Gaz opada przez szczelinę między wypełniaczami a cieczą, zapewniając ciągły kontakt z częścią wylotową. Dwutlenek siarki jest stale rozpuszczany i absorbowany. Oczyszczone spaliny przepływają przez zbiornik utleniający na dole wieży, a następnie trafiają do eliminatora mgły.
Wieża kratowa wymaga równomiernego rozprowadzenia zawiesiny odsiarczającej na wypełniaczu, a proces opadania filmu na powierzchnię kraty musi przebiegać w sposób ciągły i równomierny. Kratka musi charakteryzować się dużą powierzchnią właściwą, wysokim współczynnikiem porowatości, wysoką odpornością na korozję, dobrą wytrzymałością i dobrą zwilżalnością, a jej cena nie może być zbyt wysoka. Podobnie jak wieże natryskowe, wieże kratowe również wymagają odsiarczaczy o określonej granulacji (około 250 mesh). W obecnym zastosowaniu problem osadzania się kamienia i zatykania wypełniacza nie został całkowicie rozwiązany, a system wymaga wysokiej zdolności samokontroli, aby zapewnić prawidłowy przebieg całej reakcji i zminimalizować ryzyko osadzania się kamienia.
Zasada selekcji wieży absorpcyjnej
(1) Z punktu widzenia użytkowników konieczne jest osiągnięcie jak najwyższej efektywności i prostej obsługi przy zachowaniu niskich kosztów.
(2) Konstrukcja wieży absorpcyjnej spełnia wymagania dotyczące transportu masy w reakcji odsiarczania, co sprzyja hamowaniu reakcji ubocznych (absorpcji dwutlenku węgla) i zmniejszeniu obciążenia pompy. Zużycie energii przez mieszadło itp. sprzyja kontroli systemu (w tym wartości pH, stosunku ciecz-gaz, regulacji stosunku wapnia do siarki), zapewniając projektowaną wartość (sprawność odsiarczania, stopień wykorzystania wapnia, stopień utleniania).
(3) Technologia wież natryskowych i wież kratowych jest stosunkowo dojrzała, ale wiąże się z wyższymi wymaganiami dotyczącymi dysz i napełniaczy, w przeciwnym razie system łatwo się zatyka i osadza. Relatywnie rzecz biorąc, nowy reaktor JBR i wieża z kolumną cieczową zostały zaprojektowane tak, aby uniknąć podobnych sytuacji, a poziom kontroli systemu i wymagania dotyczące cząstek odsiarczających są stosunkowo niskie. Co więcej, sama wieża z kolumną cieczową jednocześnie usuwa pył, co jest szczególnie przydatne w odsiarczaniu spalin o wysokim stężeniu pyłu, i wykazała zalety wysokiej wydajności, zapobiegania osadzaniu się kamienia i łatwej kontroli w praktycznych zastosowaniach inżynieryjnych.
(4) Postęp w teorii reakcji gaz-ciecz i reaktorów stanowi podstawę rozwoju reaktorów odsiarczających. Rozwój wieży absorpcyjnej do odsiarczania, od wieży natryskowej, przez wieżę z rusztem, wieżę z wrzeniem strumieniowym, po wieżę z kolumną cieczową, w pełni odzwierciedla teorię reakcji przenoszenia masy gaz-ciecz i różnorodne powiązane z nią postępy w zakresie technologii inżynieryjnych.
Wymagania dotyczące układu i procesu wieży absorpcyjnej
Mokre odsiarczanie wapienia i gipsu jest odpowiednie dla jednostek o mocy ponad 200 MW, dlatego też w przypadku stosowania tego procesu w małych i średnich jednostkach można zastosować dwie bruzdy i jedną wieżę lub trzy bruzdy i jedną wieżę, a przełączanie między każdą jednostką odbywa się poprzez drzwiczki deflektora spalin.
Korpus wieży absorpcyjnej wykonany jest ze stali i stanowi główne wyposażenie urządzenia odsiarczającego, w tym części osadzone, dolną belkę nośną, płytę dolną, płytę ścienną, podporę środkową i szczyt wieży. Spełnia on dwie funkcje: jedną jest usuwanie dwutlenku siarki ze spalin, a drugą – przetwarzanie produktów ubocznych w kwalifikowany gips.
Ponieważ korpus wieży ma bezpośredni kontakt z zawiesiną słabo kwaśną, konieczne jest zastosowanie środków antykorozyjnych. Zazwyczaj do zabezpieczenia antykorozyjnego stosuje się gumę, zgorzelinę szklaną lub tapetę ze stali nierdzewnej. Temperatura spalin powyżej 175°C może uszkodzić warstwę antykorozyjną i wyposażenie wieży absorpcyjnej. Urządzenie FGD jest wyposażone w awaryjny spray chłodzący spaliny, który chroni wieżę absorpcyjną i inne urządzenia oraz zapewnia bezpieczną pracę kotła.
opis2