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Dessulfurização de gases de combustão

A dessulfuração dos gases de combustão entra no cilindro da torre de dessulfuração por aspersão e forma uma interface de contato com a nuvem de pulverização da pasta absorvedora no estágio ascendente interno da torre de dessulfuração por aspersão (a vazão é de 1,5-2 m/s). Os gases de combustão e as partículas de névoa líquida estão em contato total com a contracorrente, e as partículas de poeira, umedecidas pela absorção de SO2 e aprisionadas, fluem para o fundo da torre de dessulfuração durante o processo de aterrissagem das partículas de névoa, sendo descarregadas no tanque de sedimentação a partir do orifício de transbordamento.

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Introdução ao Projeto

Vantagens técnicas das torres de pulverização de dessulfuração:

1. O projeto técnico de integração de eliminação de fumaça, dessulfurização, remoção de nitrogênio, remoção de poeira e desidratação é concluído simultaneamente. A estrutura é simples e compacta, o processo é razoável, o interior não é fácil de escalar e obstruir, e o gás de combustão não transporta água;

2. A taxa de utilização efetiva da área dentro do equipamento é projetada em 100%, e a fuligem é completamente dissolvida em solução aquosa alcalina em todo o processo de purificação para atingir um efeito eficiente de transferência de massa;

3. Aplicação de design de atomização por pulverização externa de alta eficiência, design interno do equipamento sem peças de desgaste, para garantir a dessulfuração e remoção de poeira mais eficientes; Forma o processo de transferência de massa mais suficiente de gás de combustão e solução alcalina para garantir a dessulfuração e remoção de poeira mais eficientes;

5. Design suave do canal de gás de combustão dentro do equipamento, direção do gás de combustão sem ângulo morto, reduz a resistência térmica do gás de combustão, garante o efeito sob as condições de projeto, não afeta a operação de caldeiras e outros equipamentos de combustão;

Tipo típico de torre de absorção de dessulfuração

O sistema de torre de absorção é o componente principal do sistema de dessulfurização de gases de combustão úmidos. De acordo com suas diferentes funções, a torre de absorção é dividida em área de desembaçamento (área de gás), área de absorção por pulverização atomizada (área de mistura gás-líquido) e área de oxidação (área de líquido), de cima para baixo. As principais reações químicas, como a remoção de S0z dos gases de combustão e a oxidação do sulfito de cálcio, o produto da dessulfurização, são realizadas na torre de absorção.

O equipamento principal instalado dentro da torre de absorção, de baixo para cima, geralmente inclui equipamento de mistura de polpa, rede de tubulação de distribuição de ar oxidado, dispositivo de distribuição de gases de combustão na entrada da torre de absorção, dispositivo de pulverização de polpa, dispositivo de remoção de névoa e sistema de descarga de água, etc.

A torre de absorção de dessulfuração úmida tem muitos tipos de estrutura, de acordo com diferentes modos de contato gás-líquido, a torre de dessulfuração pode ser dividida em torre de pulverização, torre de bolhas, torre de coluna líquida e torre de embalagem, etc., entre as quais a torre de pulverização tem as vantagens de alta eficiência, baixa resistência, alta disponibilidade, é o principal tipo de torre no processo de dessulfuração úmida de calcário - gesso.

1. Torre de pulverização

Torre de pulverização, também conhecida como lavador de pulverização, é o tipo de torre dominante de dispositivo de FGD úmido, geralmente disposto por contato em contracorrente entre gás de combustão e lama. Várias camadas de bicos são dispostas na parte superior da torre de absorção, e a lama dessulfuradora forma névoa líquida através do bico atomizador. Quando o gás de combustão e a névoa da lama estão totalmente em contato na direção reversa, o SO2 é absorvido. A maioria das impurezas, como CI, F- e poeira no gás de combustão, também são removidas na torre de absorção. A lama absorvedora contendo gesso, poeira e impurezas é parcialmente descarregada no sistema de desidratação de gesso. A lama de calcário é bombeada através da circulação para bicos de camada de pulverização dispostos em diferentes alturas na torre. Os bicos são feitos de materiais resistentes ao desgaste. A lama é pulverizada para baixo do bico para formar pequenas gotas dispersas e cair. Ao mesmo tempo, o gás de combustão flui contra a corrente, durante o qual o gás e o líquido entram em contato total e lavam o dióxido.

A teoria da absorção de dióxido de enxofre em torres de absorção visa estudar o processo de transferência de massa e o processo de absorção química da fase gás-líquido em uma pequena área, de acordo com os diferentes modos de contato gás-líquido. Inclui principalmente a teoria do filme, a teoria da osmose e a teoria da renovação de superfície.

A torre de pulverização mostrada na figura é equipada com uma camada de bandeja de liga. Essa tecnologia, projetada pela empresa B&W, pode aumentar a eficiência de transferência de massa das duas fases gás-líquido e reduzir efetivamente a relação líquido-gás. No entanto, a resistência aos gases de combustão da bandeja é alta (a resistência de uma camada de bandeja é de cerca de 500 Pa) e a vantagem competitiva é limitada antes da introdução da emissão ultrabaixa nacional. Ela é usada apenas para projetos com alta concentração de SO2 e alta eficiência de dessulfuração na entrada da torre de dessulfuração. Nos últimos anos, com a promoção contínua da transformação de emissão ultrabaixa, alguns projetos adotaram a tecnologia de palete duplo para reduzir as alterações na torre de absorção existente e atender à eficiência de dessulfuração relativamente alta sem aumentar a relação líquido-gás.

O princípio da bandeja para melhorar a eficiência da dessulfuração é que uma camada de polpa pode ser mantida na placa de aprimoramento de fluxo compartilhado, que pode fluir uniformemente ao longo dos furos para formar um certo grau de filme líquido, de modo que a polpa seja distribuída uniformemente. O filme líquido aumenta o tempo de contato entre os gases de combustão e a polpa na torre de absorção. Quando os gases de combustão passam pela bandeja, o contato gás-líquido é total e o fluxo turbulento acima da bandeja é intenso, o que fortalece a transferência de massa do SO2 para a polpa. A camada de espuma de polpa formada expande a superfície de contato gás-líquido, melhora a taxa de utilização do absorvedor e pode efetivamente reduzir a relação líquido-gás e a quantidade de pulverização de polpa circulante. No entanto, em comparação com a torre vazia, a desvantagem da torre de absorção com instalação de bandeja é que a resistência da torre de absorção é relativamente alta e o consumo de energia do ventilador de reforço é alto.

O efeito de homogeneização do fluxo de ar da bandeja dupla é que, após o gás de combustão entrar na torre de absorção, ele passa primeiro pela bandeja na torre e ajusta a homogeneização da fase gás-líquido com o filme líquido na bandeja. O contato ideal entre o gás e a polpa pode ser alcançado em toda a altura da área de absorção. Em comparação com a bandeja simples, a bandeja dupla possui uma camada a mais de filme líquido, a troca gás-líquido é mais eficiente, a distribuição da fase gasosa é melhor e o efeito de dessinergia é mais evidente.

A tecnologia de bandeja porosa consiste na instalação de uma ou mais bandejas de liga porosa entre a camada de pulverização inferior e a entrada dos gases de combustão na torre de absorção. A superfície superior da bandeja é dividida em várias partes por uma divisória com altura aproximada de 300 mm. A altura de retenção do líquido na bandeja é ajustada automaticamente com a pressão dos gases de combustão na entrada da torre de absorção, e a película de líquido na superfície da bandeja pode uniformizar a distribuição dos gases de combustão na torre. Durante a operação, os gases de combustão fluem para cima por alguns orifícios, enquanto a polpa circulante flui para baixo por outros orifícios. A bandeja é uma fase líquida contínua, e os gases de combustão são pulverizados ou borbulhados através dos orifícios da bandeja. A torre de pulverização com tecnologia de bandeja porosa possui as características de bom efeito de transferência de massa e efeito de compartilhamento de gases, baixa relação líquido-gás e alta resistência aos gases de combustão. Além disso, sob condições de baixa carga da caldeira, a resistência turbulenta da polpa na superfície da bandeja é enfraquecida devido à diminuição da vazão dos gases de combustão, o que reduz em certa medida a eficiência da dessulfuração, podendo a eficiência geral da dessulfuração chegar a mais de 98%. O número de paletes na torre de pulverização da tecnologia de paletes porosos é determinado principalmente pela concentração de SO2 e pela eficiência de dessulfuração na entrada do dispositivo de dessulfuração. Quando o teor de enxofre e a eficiência de dessulfuração do carvão forem altos, paletes duplos devem ser selecionados.

A bandeja de liga da torre de absorção tem as seguintes funções:

(1) Distribuição uniforme do fluxo de ar. O gás de combustão entra pela entrada da torre de absorção e forma uma zona de vórtice. A vazão do gás de combustão diminui após passar pela bandeja de liga de baixo para cima e passa uniformemente pela área de pulverização da torre de absorção. Quanto maior o diâmetro da torre de pulverização, mais importante é manter a distribuição uniforme por meios mecânicos. Se esse tipo de bandeja não for utilizado, o gás de combustão em cada área da torre de absorção será desigual, ou seja, algumas áreas com absorvente são insuficientes e outras com absorvente em excesso, o que é particularmente importante para a dessulfuração de grandes unidades. A comparação da distribuição da velocidade do fluxo do gás de combustão na seção da torre de absorção antes e depois da adição da bandeja de liga é mostrada na figura. A Figura (a) mostra a distribuição do campo de fluxo do gás de combustão na torre vazia quando ele entra na torre de absorção e atinge a camada de pulverização, o que mostra que o fluxo de polarização é muito grave. A Figura (b) mostra a distribuição do campo de fluxo dos gases de combustão na torre de bandejas quando entram na torre de absorção e atingem a camada de pulverização. Os gases de combustão passam pela bandeja e são forçados a se distribuir uniformemente, o que pode corresponder melhor à distribuição da polpa na camada de pulverização.

(2) Distribua a pasta uniformemente. Uma camada de pasta é mantida na bandeja e escorre uniformemente ao longo dos furos para que a pasta seja distribuída uniformemente.

(3) Fortalecer a dessulfuração e melhorar a taxa de utilização do absorvente. O efeito de estrangulamento e pulverização do furo da bandeja aumenta a velocidade de transferência de massa de SO2 para as gotículas da pasta nos gases de combustão. A camada de espuma de certa altura formada na bandeja também prolonga o tempo de residência da pasta e aumenta a área de contato gás-líquido.

Durante a passagem do gás, o contato gás-líquido pode desempenhar um papel na absorção de parte dos componentes poluentes, reduzindo efetivamente a relação líquido-gás, melhorando a taxa de utilização dos absorventes e reduzindo o fluxo e o consumo de energia da bomba de circulação de polpa. O estudo mostra que a bandeja de camada única pode melhorar o efeito de transferência de massa em cerca de 50% e reduzir a relação líquido-gás em 15% a 30%.

(4) Torre de baixa absorção. O bom efeito de absorção pode reduzir a relação líquido-gás e a camada de pulverização, reduzindo assim a altura da torre de absorção. A torre de baixa absorção reduz a área anticorrosiva e o peso, reduzindo o investimento em todo o sistema de absorção e reduzindo os custos de operação e manutenção.

(5) Sem incrustação. A bandeja é feita de aço-liga, resistente e possui características de autolimpeza e forte efeito de espuma, podendo remover ainda mais partículas sólidas, além de lavagem intensiva da lama para que a bandeja não incruste.

(6) Manutenção conveniente. A bandeja pode ser usada como plataforma de instalação temporária durante a fase de instalação da torre de absorção e como plataforma de manutenção para a camada de pulverização e o removedor de nuvens após a entrada em operação. Ela pode ser reparada diretamente sem esvaziar a polpa na torre e sem andaimes, economizando tempo e esforço.

(7) Economia de energia. Além das características acima, a maior vantagem da bandeja porosa é a economia de energia. A menor relação líquido-gás e a menor altura do absorvedor reduzem significativamente a potência da bomba de circulação, e o efeito de economia de energia pode compensar o aumento da potência do ventilador causado pela resistência da bandeja.

As características técnicas da torre de paletes/paletes duplos são as seguintes:

(1) Distribuição uniforme do fluxo de ar. Após a instalação da bandeja, a vazão de gás na torre de absorção é bem distribuída, com a maior parte da vazão de gás dentro da faixa média de vazão.

(2) A taxa de dissolução do calcário aumentou significativamente. O valor de pH da pasta na bandeja é mais de 20% menor que o valor de pH no tanque de reação, e a taxa de dissolução do calcário é diretamente proporcional à concentração de íons de hidrogênio hidratados na pasta [H"]. O [H+] em pH 4,0 é 31 vezes maior que o [H"] em pH 5,5, facilitando a dissolução do calcário na bandeja.

(3) O tempo de contato entre os gases de combustão e a lama é bastante aumentado. O tempo de contato entre os gases de combustão e a lama na torre vazia tradicional é de cerca de 3,5 s. Como a bandeja consegue manter a película de líquido em altura constante, o tempo de residência dos gases de combustão na torre de absorção é aumentado, e o tempo de retenção da lama em uma única bandeja é de 1,8 s. Para a torre de absorção de bandeja dupla, o tempo de retenção da lama na bandeja é de cerca de 3,5 s, e o tempo de contato com os gases de combustão é 1 vez maior do que o da torre vazia.

(4) Manutenção conveniente. A configuração da bandeja facilita a operação e a manutenção da torre de absorção. Durante a manutenção das partes internas da torre, não é necessário drenar toda a lama da torre, bastando instalar uma plataforma de manutenção temporária. A equipe de operação e manutenção pode realizar a manutenção e a substituição das partes internas da torre sobre a bandeja de liga, reduzindo o tempo de manutenção durante a operação.

Na torre de pulverização, o bico é necessário para reduzir a perda de pressão o máximo possível, desde que a finura da atomização seja satisfeita, e a névoa líquida possa cobrir toda a seção da torre de absorção para alcançar a estabilidade e a uniformidade da absorção. No tanque de oxidação na parte inferior da torre, o ar é bombeado por um ventilador de oxidação especial. Ao mesmo tempo, o agitador, disposto simetricamente na parede da torre, pode, por um lado, evitar a precipitação da lama e, por outro, promover o efeito de distribuição uniforme do ar oxidado. O eliminador de névoa é instalado no topo da torre de absorção para remover as pequenas gotas transportadas pelos gases de combustão.

No desenvolvimento da tecnologia de dessulfuração de gases de combustão, a torre de pulverização é o dispositivo de reação de dessulfuração mais antigo. Sua vantagem é que pode formar uma grande área de contato gás-líquido e a relação líquido-gás do sistema é pequena. No entanto, para garantir um bom efeito, a pulverização da lama forma gotículas minúsculas e uniformes. A bomba de circulação deve fornecer pressão suficiente e o tamanho das partículas do dessulfurador na lama não pode ser muito grande, caso contrário, o bico pode facilmente ser bloqueado. Isso requer que o dessulfurador atinja uma determinada granularidade (cerca de 250 mesh) no processo de moagem. Portanto, o dispositivo impõe altos requisitos ao processo de moagem do dessulfurador e ao desempenho da bomba de circulação.

Atualmente, grande parte das plantas de dessulfuração em operação no mundo é composta por torres de pulverização deste tipo. Com base na operação real dos últimos 10 anos, esta tecnologia de processo é a mais avançada, e a manutenção regular pode garantir a operação estável do dispositivo. Este tipo de torre de reator também é utilizado em muitas unidades de dessulfuração de grandes usinas de energia introduzidas na China. A torre de absorção de pulverização é um equipamento de torre que integra lavagem de SO2, absorção, oxidante e cristalização de gesso em gases de combustão. Este tipo de torre é amplamente utilizado em plantas de dessulfuração de gases de combustão.

A chaminé de entrada da torre de pulverização em contracorrente é geralmente instalada entre o nível do líquido do tanque de reação e a parte inferior da zona de absorção do corpo da torre, que se encontra na interface entre o gás de combustão de alta temperatura e a lama que cai pela primeira vez, comumente conhecida como "interface seco-úmido". Quando o gás de combustão entra na torre de absorção, ele é saturado adiabaticamente, formando um grande gradiente de temperatura ao longo da chaminé de entrada e da interface entre seco e úmido. Nessa área, a temperatura do gás de combustão geralmente cai rapidamente de 120 a 150 °C para cerca de 50 °C. Devido à ação do vórtice ou à distribuição desigual do gás de combustão de entrada, a lama que cai será trazida para a chaminé de entrada, e a água evaporará após a lama entrar em contato com a placa de parede quente da chaminé, formando assim depósitos sólidos. O acúmulo contínuo de matéria sólida reduzirá a área de fluxo dos gases de combustão de entrada, aumentará a resistência do sistema de fumaça, resultando no aumento repentino do ventilador de tiragem induzida e, em casos graves, a unidade funcionará com carga reduzida ou será forçada a parar. O ambiente dos gases de combustão de entrada determina que esta seja uma das áreas mais severamente corroídas no sistema de dessulfurização de gases de combustão úmidos.

O acúmulo prolongado de gesso na interface seca e úmida levará ao aumento da resistência do sistema de vento e fumaça da unidade. A estrutura da tampa de proteção é usada para empurrar a interface úmida e seca para dentro da torre e fazê-la sair da parede da chaminé de entrada, de modo a evitar a deposição excessiva de sólidos na chaminé de entrada; ou faça com que a chaminé horizontal de entrada seja inclinada para dentro da torre, e a parte final conectada à torre para formar um balde quadrado.

Os materiais estruturais da seção de transição do flange de entrada são geralmente selecionados como materiais de alta liga de níquel com alta resistência à temperatura, alta concentração de cloreto e gás, baixa resistência à corrosão por pH, corrosão pontual e corrosão por fresta sob sedimentos, como ligas C-276 e 59. Quando a temperatura da chaminé de entrada da torre de absorção cai para cerca de 100 °C, a resina de flocos de vidro resistente a altas temperaturas e baixo custo também pode ser usada para proteção contra corrosão.

A torre de pulverização é a direção de desenvolvimento da torre de dessulfuração no país e no exterior, ocupando uma posição dominante na FGD úmida de calcário-gesso. A torre de dessulfuração possui estrutura simples, forte adaptabilidade ao tipo de carvão e às mudanças de carga da caldeira, dessulfuração eficaz e fácil de ajustar, manutenção conveniente e não é fácil de escalar ou travar.

2. Torre de pulverização de bolhas

O JBR (reator de jato borbulhante) pertence ao reator borbulhante. A área central do reator é o reator de jato borbulhante. O reator é frequentemente disposto após o coletor de pó da caldeira, e o gás de combustão é bombeado verticalmente para a lama dessulfuradora diretamente abaixo, por meio de um equipamento especial de distribuição de gás. Nesse processo, o S0z presente nos gases de combustão reage com a lama em contato total para gerar sulfito de cálcio. O ar oxidado entra pela parte inferior do reator borbulhante e é distribuído uniformemente na lama através do tubo de distribuição para oxidar o sulfito de cálcio em sulfato de cálcio. Esse processo tem requisitos mais baixos de teor de pó nos gases de combustão e pode operar bem e obter maior eficiência de dessulfuração sob condições de alta concentração de pó.

Seu interior é dividido em duas partes de acordo com a função: zona de borbulhamento (jet bubble zone) e zona de reação.

A zona de borbulhamento (zona de bolhas de ejeção) é uma camada contínua de bolhas composta por um grande número de bolhas que se formam e se rompem continuamente. A área de borbulhamento é provida de um tubo de jato de gás, e o gás de combustão original entra abaixo do nível do líquido da pasta através do tubo de jato a uma determinada velocidade, misturando-se intensamente com a pasta e produzindo um grande número de bolhas em seu interior. Então, devido ao efeito da flutuabilidade, ele ziguezagueia para cima e se dispersa bruscamente, formando assim uma camada de bolhas. Nesse processo, o gás e o líquido entram em contato total, e o SO2 no gás de combustão é absorvido e reage para gerar sulfito de cálcio. As cinzas volantes no gás de combustão também são removidas após o contato com a película líquida. As bolhas na zona de borbulhamento são geradas e rompidas em grandes quantidades e rapidamente, fortalecendo ainda mais a capacidade de contato gás-líquido, gerando assim constantemente uma nova área de contato, enquanto os reagentes são transferidos da zona de borbulhamento para a zona de reação e fazendo novo contato do absorvedor com o gás de combustão.

A zona de reação fica abaixo da zona de borbulhamento, e a lama calcária é alimentada diretamente na zona de reação. O ar oxidado entra pela parte inferior da zona de reação e é distribuído uniformemente na lama através do tubo de distribuição para oxidar o sulfito de cálcio em sulfato de cálcio. Após o tratamento, o gás de combustão líquido borbulha da lama e é descarregado na chaminé. Na zona de reação, devido ao borbulhamento de ar e à agitação mecânica (algumas torres de borbulhamento são equipadas com dispositivos de agitação vertical), o gás e o líquido são completamente misturados. A circulação de líquido causada pelas bolhas na zona de borbulhamento na torre de borbulhamento substitui a função da bomba de circulação de lama no processo tradicional.

Este processo tem requisitos mais baixos quanto ao teor de poeira dos gases de combustão e também pode funcionar bem e obter maior eficiência de dessulfuração sob condições de alta concentração de poeira, mas deve-se prestar atenção ao monitoramento da qualidade do líquido de absorção e do gesso. Em termos de estrutura, em comparação com a torre de pulverização, a torre de bolhas omite a bomba de circulação de polpa e a camada de pulverização, integrando a zona de oxidação e a zona de reação de dessulfuração. O projeto estrutural é relativamente simples, o que pode economizar o custo do investimento. Ao mesmo tempo, a fase gasosa é altamente dispersa na fase líquida e a eficiência de transferência de massa é alta. No entanto, há uma grande retromistura na fase líquida, e o que não pode ser ignorado é que a resistência do sistema do processo é relativamente alta, o que requer alta saída do equipamento do sistema de vento e fumaça. Além disso, como o tubo de injeção de gás introduz gases de combustão de alta temperatura e o bico do tubo de injeção está localizado abaixo do nível do líquido, a posição da boca do tubo é fácil de causar incrustações devido à evaporação da polpa, aumentando assim a resistência do sistema. O reator também ocupa uma área maior que os outros métodos.

3. Torre de coluna de pulverização de líquido

A torre da coluna de líquido é do tipo torre vazia, e o corpo da torre é uma estrutura de aço quadrada. A torre da coluna de líquido adota uma configuração de controle-mãe de camada única, e o tubo de concreto projetado é disposto na parte inferior do corpo da torre. A bomba de circulação envia a lama absorvente para o tubo-mãe de concreto projetado e, em seguida, a dispersa para cada tubo de derivação paralelo para pulverizar para cima, formando uma coluna de líquido que cobre toda a seção transversal da torre de dessulfuração. O gás de combustão entra na torre radialmente a partir da parte inferior da torre de dessulfuração e passa pela coluna de líquido para cima. No processo de subida, o gás de combustão primeiro entra em contato com a coluna de lama injetada para cima a jusante. Após a coluna de lama atingir o ponto mais alto, ela se dispersa e forma gotas uniformes que caem para trás e entram em contato com o gás de combustão de cima para baixo novamente em contracorrente. Forma uma camada de gotas de alta densidade, melhora a mistura do gás de combustão e do líquido de absorção, torna o contato bifásico gás-líquido eficiente e acelera a reação de absorção de S02.

Na área de absorção de toda a torre de dessulfuração, a coluna de líquido é pulverizada para cima e cai livremente, fragmentando e condensando as gotículas de líquido o tempo todo, e novas superfícies são geradas constantemente. A área de absorção da torre da coluna de líquido é maior que a da torre de pulverização, o que compensa a influência da baixa vazão dos gases de combustão e prolonga o tempo de residência da polpa na área de absorção.

As gotículas de líquido na coluna apresentam alto grau de turbulência e não há interface de contato óbvia entre o gás e o líquido. "A interface de contato gás-líquido é constantemente atualizada no processo de espalhamento, colisão e fragmentação das gotículas absorventes, o que pode promover significativamente a absorção de SO2.

As características da torre de coluna de líquido são: estrutura simples, menos componentes internos; não há requisitos para o teor de poeira dos gases de combustão e o processo em si possui uma capacidade de tratamento de poeira relativamente alta; o bico possui uma grande abertura, que não é fácil de bloquear, e a área de absorção da torre é vazia para reduzir o risco de incrustação, portanto, os requisitos para instalações de preparação de calcário não são muito altos. Além disso, se a bomba de circulação de polpa utilizar uma bomba de conversão de frequência, a economia de energia ao mesmo tempo pode fazer com que o sistema tenha uma melhor capacidade de regulação de carga. Quando a carga da caldeira muda, apenas a altura de injeção da coluna de líquido pode ser alterada, podendo alterar a saída do sistema de dessulfuração de acordo.

Além das características acima, a torre de coluna líquida tem as seguintes vantagens:

(1) Baixa altura da torre de absorção. Devido ao contato duplo entre a torre de absorção e o gás de combustão, a altura da torre da coluna de líquido é muito menor do que a da torre de fluxo unidirecional convencional, especialmente para carvão de médio e alto teor de enxofre. A tubulação de concreto projetado de camada única, razoável e simples, da torre da coluna de líquido evita o layout complexo e multicamadas da camada de pulverização da torre de pulverização e reduz significativamente a altura total da torre de absorção.

(2) Pequeno volume do tanque de oxidação. A concentração de polpa da torre da coluna de líquido é geralmente de 30%, o que é maior do que cerca de 20% da torre de pulverização, e o volume necessário para o tanque de oxidação é muito menor.

(3) Baixo consumo de energia. Como o tubo de pulverização está disposto na parte inferior da torre de absorção e o bico e o bocal estão dispostos em um nível baixo, o bico de fluxo axial oco de grande diâmetro não necessita de contrapressão. Ao contrário do bico de torre de pulverização tradicional, a polpa precisa de pressão alta o suficiente, e a altura manométrica da bomba de circulação é bastante reduzida, o que torna o consumo de energia da bomba de circulação da torre de absorção relativamente baixo.

(4) Baixo custo. O tubo de pulverização adota controle fêmea, e uma ou mais bombas de circulação podem ser configuradas conforme a necessidade. O mesmo modelo de bombas de circulação pode reduzir significativamente o custo, desde peças de reposição até operação e manutenção.

(5) Série de dois estágios, conexão compacta, alta eficiência de dessulfuração.

(6) A torre de absorção possui estrutura simples e fácil manutenção; o bico da torre de absorção possui estrutura oca, o que dificulta o emperramento. Os bicos são dispostos em uma única camada, semelhante a uma grade.

(7) O bico não possui contrapressão e a altura manométrica da bomba de circulação é baixa. Baixo consumo de energia e baixa resistência na torre. Há apenas uma camada de coluna de líquido e bico na torre, e a altura manométrica da bomba de circulação de polpa é baixa, com baixo consumo de energia.

(8) As duas fases gás-líquido na coluna de líquido entram em contato repetidamente, e a transferência de massa é suficiente, o que pode garantir alta eficiência de dessulfuração.

(9) Como o sistema de circulação de polpa da torre de absorção adota controle feminino e a vazão do tubo fêmea é limitada até certo ponto, o projeto correspondente do número de bombas de polpa circulante e da vazão deve atender à faixa de variação da carga unitária e operar com economia de energia.

(10) A torre da coluna de líquido adota formato retangular, e o sistema de ar oxidado deve ser otimizado pelos dados de teste do campo de fluxo na poça de polpa da torre de absorção para garantir a distribuição uniforme do ar oxidado.

A concentração de pasta de gesso na tecnologia de coluna líquida é maior, chegando a 28% a 32%, superior à da tecnologia de coluna de pulverização. Portanto, a pasta de gesso na coluna pode ser enviada diretamente para a máquina de desidratação sem o ciclone de pasta de gesso, e o gesso será gerado após o tratamento de desidratação. Quando o ciclone de pasta de gesso não está configurado, o ciclone de águas residuais não pode ser configurado e as águas residuais da dessulfuração são descarregadas do filtrado.

4. Torre de dessulfuração de grelha

A torre de enchimento original da torre de dessulfuração é TBC (contator de leito turbulento), utilizando esferas de polietileno ou esferas de espuma como enchimento, empilhadas em um anel. Devido ao desgaste, à corrosão e à resistência ao calor, o enchimento é frequentemente danificado e bloqueia a tubulação de transporte de polpa, impedindo o funcionamento estável do sistema por longos períodos. Nos últimos anos, a torre de enchimento de dessulfuração úmida adota uma grade especial como enchimento, por isso esta torre também é chamada de torre de grade, e o enchimento regular é descarregado de forma organizada.

Em uma torre de absorção de grelha a jusante típica, o dispositivo de pulverização no topo da torre pulveriza a pasta de dessulfuração uniformemente sobre a grelha e, em seguida, goteja sobre a superfície da grelha a partir do topo da torre, fluindo gradualmente para baixo, de modo a formar uma película líquida relativamente estável. O gás cai através do espaço entre os enchimentos e o líquido, mantendo contato contínuo a jusante. O dióxido de enxofre é constantemente dissolvido e absorvido. O gás de combustão tratado passa pelo tanque de oxidação na parte inferior da torre e, em seguida, entra no eliminador de névoa.

A torre de grelha requer que a pasta de dessulfuração seja distribuída uniformemente sobre o enchimento, e o processo de película descendente na superfície da grelha requer um processo contínuo e uniforme. A grelha deve ter uma grande área superficial específica, alto índice de vazios, forte resistência à corrosão, boa resistência e boa molhabilidade, e o preço não pode ser muito alto. Assim como as torres de pulverização, as torres de grelha também exigem que os dessulfuradores tenham uma determinada granularidade (cerca de 250 mesh). Na aplicação atual, o problema de incrustação e obstrução do enchimento não foi completamente resolvido, e o sistema precisa de alta capacidade de autocontrole para garantir que toda a reação ocorra no estado apropriado, de modo a minimizar o risco de incrustação.

Princípio de seleção da torre de absorção

(1) Da perspectiva dos usuários, é necessário atingir a maior eficiência possível e uma operação simples com base no baixo custo.

(2) O projeto da torre de absorção atende aos requisitos de transferência de massa da reação de dessulfuração, o que contribui para a inibição de reações colaterais (absorção de dióxido de carbono) e a redução do bombeamento. O consumo de energia do agitador, etc., contribui para o controle do sistema (incluindo o valor do pH, a relação líquido-gás, o ajuste da relação cálcio-enxofre), garantindo os valores de projeto (eficiência de dessulfuração, taxa de utilização de cálcio, taxa de oxidação).

(3) As tecnologias de torre de pulverização e torre de grelha são relativamente maduras, mas apresentam requisitos mais elevados para bicos e enchimentos, o que facilita o dimensionamento e a obstrução do sistema. Em termos relativos, o novo reator JBR e a torre de coluna de líquido foram projetados para evitar a ocorrência de situações semelhantes, e o nível de controle do sistema e os requisitos para partículas dessulfuradoras são relativamente reduzidos. Além disso, a própria torre de coluna de líquido também possui o efeito de remoção de poeira, sendo especialmente adequada para a dessulfuração de gases de combustão com alta concentração de poeira, e demonstrou as vantagens de alta eficiência, anti-incrustação e fácil controle em aplicações práticas de engenharia.

(4) O progresso da reação gás-líquido e da teoria do reator fornece orientação para o desenvolvimento do reator de dessulfuração. O desenvolvimento da torre de absorção de dessulfuração, desde a torre de pulverização até a torre de grelha, torre de ebulição a jato e torre de coluna de líquido, reflete plenamente a teoria da reação de transferência de massa gás-líquido e os diversos avanços tecnológicos de engenharia correspondentes.

Requisitos de layout e processo da torre de absorção

A dessulfuração úmida de calcário e gesso é adequada para unidades com mais de 200 MW, portanto, ao usar esse processo em unidades de pequeno e médio porte, podem ser adotados dois sulcos e uma torre ou três sulcos e uma torre, e a troca entre cada unidade é realizada por meio da porta defletora de gases de combustão.

O corpo da torre de absorção é feito de aço, que é o equipamento central do dispositivo de dessulfuração, incluindo peças embutidas, viga de suporte inferior, placa inferior, placa de parede, suporte intermediário e topo da torre. Ele tem duas funções: uma é remover o dióxido de enxofre dos gases de combustão e a outra é transformar os desprodutos em produtos de gesso qualificados.

Como o corpo da torre está em contato direto com a pasta ácida fraca, medidas anticorrosivas devem ser tomadas. Geralmente, utiliza-se papel de parede de borracha, incrustações de vidro ou aço resistente à corrosão para o revestimento anticorrosivo. Quando a temperatura dos gases de combustão for superior a 175°C, a camada anticorrosiva e o equipamento da torre de absorção podem ser danificados. O dispositivo FGD é equipado com spray anticorrosivo para resfriar os gases de combustão, protegendo a torre de absorção e outros equipamentos e garantindo a operação segura da unidade de caldeira.

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