- Xử lý khí thải
- Xử lý bùn
- Xử lý nước
- Hộp lọc nước di động - Hệ thống RO
- Hệ thống thẩm thấu ngược bằng thép không gỉ
- Hệ thống xử lý nước đóng chai
- Hệ thống khử muối nước biển
- Hệ thống xử lý nước UF
- Hệ thống xử lý nước NF
- Hệ thống xử lý nước EDI, v.v.
- Dây chuyền chiết rót nước vào chai/xô/túi
- Hệ thống xử lý nước thải MBR
- Xử lý nước toàn diện
Khử lưu huỳnh khí thải
Giới thiệu dự án
Ưu điểm kỹ thuật của Tháp phun khử lưu huỳnh:
1. Thiết kế kỹ thuật tích hợp khử khói, khử lưu huỳnh, khử nitơ, khử bụi và khử nước được hoàn thiện đồng thời. Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, quy trình hợp lý, bên trong không dễ bị đóng cặn và tắc nghẽn, thiết kế khí thải không chứa nước;
2. Tỷ lệ sử dụng diện tích hiệu quả bên trong thiết bị được thiết kế là 100% và muội than được hòa tan hoàn toàn trong dung dịch nước kiềm trong toàn bộ quá trình tinh chế để đạt được hiệu quả truyền khối hiệu quả;
3. Ứng dụng thiết kế phun sương bên ngoài hiệu suất cao, thiết kế bên trong thiết bị không có bộ phận hao mòn, đảm bảo khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi hiệu quả nhất; Hình thành quá trình truyền khối lượng khí thải và dung dịch kiềm đủ nhất để đảm bảo khử lưu huỳnh và loại bỏ bụi hiệu quả nhất;
5. Thiết kế kênh khí thải bên trong thiết bị trơn tru, hướng khí thải không có góc chết, giảm điện trở nhiệt của khí thải, đảm bảo hiệu quả trong điều kiện thiết kế, không ảnh hưởng đến hoạt động của nồi hơi và các thiết bị đốt khác;
Loại tháp hấp thụ khử lưu huỳnh điển hình
Hệ thống tháp hấp thụ là thành phần cốt lõi của hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt. Theo chức năng khác nhau, tháp hấp thụ được chia thành khu vực khử sương (khu vực khí), khu vực hấp thụ phun sương (khu vực trộn khí-lỏng) và khu vực oxy hóa (khu vực lỏng) từ trên xuống dưới. Các phản ứng hóa học chính, chẳng hạn như loại bỏ SO2 trong khí thải và oxy hóa canxi sunfit, sản phẩm khử lưu huỳnh, được hoàn thành trong tháp hấp thụ.
Các thiết bị chính được bố trí bên trong tháp hấp thụ từ dưới lên trên thường bao gồm thiết bị trộn bùn, mạng lưới ống phân phối khí oxy hóa, thiết bị phân phối khí thải ở lối vào tháp hấp thụ, thiết bị phun bùn, thiết bị loại bỏ sương mù và hệ thống nước xả, v.v.
Tháp hấp thụ khử lưu huỳnh ướt có nhiều loại cấu trúc, theo chế độ tiếp xúc khí-lỏng khác nhau, tháp khử lưu huỳnh có thể được chia thành tháp phun, tháp cột chất lỏng tháp bong bóng và tháp đóng gói, v.v., trong đó tháp phun có ưu điểm là hiệu suất cao, điện trở thấp, tính khả dụng cao, là loại tháp hàng đầu trong quá trình khử lưu huỳnh ướt đá vôi - thạch cao.
1. Tháp phun
Tháp phun, còn được gọi là máy lọc phun, là loại tháp chủ yếu của thiết bị FGD ướt, thường được bố trí theo tiếp xúc ngược dòng giữa khí thải và bùn. Nhiều lớp vòi phun được bố trí ở phần trên của tháp hấp thụ, và bùn khử lưu huỳnh tạo thành sương lỏng thông qua vòi phun phun. Khi khí thải và sương bùn tiếp xúc hoàn toàn theo hướng ngược lại, SOz được hấp thụ. Hầu hết các tạp chất như CI, F- và bụi trong khí thải cũng được loại bỏ trong tháp hấp thụ. Bùn hấp thụ chứa thạch cao, bụi và tạp chất được xả một phần vào hệ thống tách nước thạch cao. Bùn đá vôi được bơm tuần hoàn đến các vòi phun lớp phun được bố trí ở các độ cao khác nhau trong tháp. Các vòi phun được làm bằng vật liệu chịu mài mòn. Bùn được phun xuống từ vòi phun thành các hạt nhỏ phân tán và rơi xuống. Đồng thời, khí thải chảy ngược dòng, trong đó khí và chất lỏng tiếp xúc hoàn toàn và rửa trôi điôxít.
Lý thuyết hấp thụ lưu huỳnh dioxit trong tháp hấp thụ là nghiên cứu quá trình truyền khối và quá trình hấp thụ hóa học của pha khí-lỏng trong một diện tích nhỏ theo các chế độ tiếp xúc khí-lỏng khác nhau. Nó chủ yếu bao gồm lý thuyết màng, lý thuyết thẩm thấu và lý thuyết tái tạo bề mặt.
Tháp phun được thể hiện trong hình được trang bị một lớp khay hợp kim. Công nghệ này do công ty B&W thiết kế có thể nâng cao hiệu suất truyền khối của hai pha khí-lỏng và giảm hiệu quả tỷ lệ lỏng-khí. Tuy nhiên, điện trở khí thải của khay lớn (điện trở của một lớp khay khoảng 500Pa), và lợi thế cạnh tranh bị hạn chế trước khi áp dụng tiêu chuẩn phát thải cực thấp quốc gia. Công nghệ này chỉ được sử dụng cho các dự án có nồng độ SOz cao và hiệu suất khử lưu huỳnh cao tại đầu vào của tháp khử lưu huỳnh. Trong những năm gần đây, với việc liên tục thúc đẩy chuyển đổi phát thải cực thấp, một số dự án đã áp dụng công nghệ pallet đôi để giảm thiểu những thay đổi đối với tháp hấp thụ hiện có và đáp ứng hiệu suất khử lưu huỳnh tương đối cao mà không cần tăng tỷ lệ lỏng-khí.
Nguyên lý của khay để cải thiện hiệu quả khử lưu huỳnh là một lớp bùn có thể được duy trì trên tấm tăng cường dòng chảy chia sẻ, có thể chảy đều dọc theo các lỗ để tạo thành một lớp màng lỏng nhất định, do đó bùn được phân bố đều. Lớp màng lỏng làm tăng thời gian tiếp xúc giữa khí thải và bùn trong tháp hấp thụ. Khi khí thải đi qua khay, tiếp xúc khí-lỏng được hoàn thành và dòng chảy hỗn loạn phía trên khay mạnh, giúp tăng cường quá trình truyền khối từ SO sang bùn. Lớp bọt bùn được hình thành sẽ mở rộng bề mặt tiếp xúc khí-lỏng, cải thiện tỷ lệ sử dụng của chất hấp thụ và có thể giảm hiệu quả tỷ lệ lỏng-khí và lượng phun bùn tuần hoàn. Tuy nhiên, so với tháp rỗng, nhược điểm của tháp hấp thụ có lắp đặt khay là điện trở của tháp hấp thụ tương đối cao và mức tiêu thụ điện của quạt tăng áp cao.
Hiệu ứng đồng nhất luồng khí của khay đôi là sau khi khí thải đi vào tháp hấp thụ, trước tiên nó đi qua khay trong tháp và điều chỉnh sự đồng nhất pha khí-lỏng với màng lỏng trên khay. Tiếp xúc tối ưu giữa khí và bùn có thể đạt được trên toàn bộ chiều cao của khu vực hấp thụ. So với khay đơn, khay đôi có thêm một lớp màng lỏng, trao đổi khí-lỏng đầy đủ hơn, phân phối pha khí tốt hơn và hiệu ứng khử tương tác rõ rệt hơn.
Khay hợp kim tháp hấp thụ có các chức năng sau:
(1) Phân bố luồng khí đồng đều. Khí thải đi vào qua cửa vào của tháp hấp thụ và tạo thành vùng xoáy. Lưu lượng khí thải giảm dần sau khi đi qua khay hợp kim từ dưới lên trên và đi đều qua vùng phun của tháp hấp thụ. Đường kính tháp phun càng lớn thì việc duy trì sự phân bố đồng đều bằng các biện pháp cơ học càng quan trọng. Nếu không sử dụng loại khay này, khí thải ở mỗi vùng của tháp hấp thụ sẽ không đồng đều, tức là có vùng chất hấp thụ không đủ, có vùng chất hấp thụ lại quá nhiều, điều này đặc biệt quan trọng đối với quá trình khử lưu huỳnh của các đơn vị lớn. Hình so sánh sự phân bố vận tốc dòng khí thải trong phần tháp hấp thụ trước và sau khi thêm khay hợp kim được thể hiện. Hình (a) cho thấy sự phân bố trường dòng của khí thải trong tháp rỗng khi đi vào tháp hấp thụ và đến lớp phun, điều này cho thấy dòng chảy lệch rất nghiêm trọng. Hình (b) thể hiện sự phân bố trường dòng khí thải trong tháp khay khi đi vào tháp hấp thụ và đến lớp phun. Khí thải đi qua khay và bị ép phân bố đều, điều này có thể phù hợp hơn với sự phân bố bùn của lớp phun.
(2) Phân phối đều hỗn hợp. Duy trì một lớp hỗn hợp trên khay và chảy đều dọc theo các lỗ để hỗn hợp được phân phối đều.
(3) Tăng cường khử lưu huỳnh và cải thiện tỷ lệ sử dụng chất hấp thụ. Hiệu ứng tiết lưu và phun của lỗ khay làm tăng tốc độ truyền khối của SOz thành các giọt bùn trong khí thải. Lớp bọt có độ cao nhất định hình thành trên khay cũng kéo dài thời gian lưu bùn và tăng diện tích tiếp xúc khí-lỏng.
Khi khí đi qua, tiếp xúc khí-lỏng có thể đóng vai trò hấp thụ một phần các thành phần ô nhiễm, từ đó giảm hiệu quả tỷ lệ lỏng-khí, cải thiện hiệu suất sử dụng chất hấp thụ, giảm lưu lượng và điện năng tiêu thụ của bơm bùn tuần hoàn. Nghiên cứu cho thấy khay đơn lớp có thể cải thiện hiệu ứng truyền khối khoảng 50% và giảm tỷ lệ lỏng-khí từ 15%-30%.
(4) Tháp hấp thụ thấp. Hiệu quả hấp thụ tốt có thể làm giảm tỷ lệ lỏng-khí và lớp phun, do đó làm giảm chiều cao của tháp hấp thụ. Tháp hấp thụ thấp làm cho diện tích chống ăn mòn nhỏ, trọng lượng nhẹ, giảm chi phí đầu tư cho toàn bộ hệ thống hấp thụ, chi phí vận hành và bảo trì thấp.
(5) Không đóng cặn. Khay được làm bằng thép hợp kim, chắc chắn, có đặc tính tự làm sạch và tạo bọt mạnh, có thể loại bỏ thêm các hạt rắn, rửa bùn mạnh để khay không bị đóng cặn.
(6) Bảo trì thuận tiện. Khay có thể được sử dụng làm bệ lắp đặt tạm thời trong giai đoạn lắp đặt tháp hấp thụ, và có thể được sử dụng làm bệ bảo trì cho lớp phun và bộ phận loại bỏ mây sau khi đưa vào vận hành. Có thể sửa chữa trực tiếp mà không cần phải đổ bùn trong tháp và không cần giàn giáo, tiết kiệm thời gian và công sức.
(7) Tiết kiệm năng lượng. Ngoài những đặc điểm trên, ưu điểm lớn nhất của khay xốp là tiết kiệm điện năng đáng kể. Tỷ lệ lỏng-khí thấp và chiều cao bộ hấp thụ thấp làm giảm đáng kể công suất bơm tuần hoàn, hiệu quả tiết kiệm năng lượng có thể bù đắp cho sự gia tăng công suất quạt do lực cản của khay.
(1) Phân phối luồng khí đồng đều. Sau khi đặt khay, lưu lượng khí vào tháp hấp thụ được phân phối đều, phần lớn lưu lượng khí nằm trong phạm vi lưu lượng trung bình.
(2) Tốc độ hòa tan đá vôi tăng đáng kể. Giá trị pH của bùn trên khay thấp hơn giá trị pH trong bể phản ứng hơn 20%, và tốc độ hòa tan đá vôi tỷ lệ thuận với nồng độ ion hydro ngậm nước [H+] trong bùn. [H+] ở pH 4,0 gấp 31 lần [H+] ở pH 5,5, do đó việc hòa tan đá vôi trên khay dễ dàng hơn.
(3) Thời gian tiếp xúc giữa khí thải và bùn được tăng lên đáng kể. Thời gian tiếp xúc giữa khí thải và bùn trong tháp rỗng truyền thống là khoảng 3,5 giây. Do khay có thể duy trì độ cao màng chất lỏng không đổi, thời gian lưu trú của khí thải trong tháp hấp thụ được tăng lên, và thời gian lưu bùn trên một khay là 1,8 giây. Đối với tháp hấp thụ khay đôi, thời gian lưu bùn trên khay là khoảng 3,5 giây, và thời gian tiếp xúc của khí thải dài hơn 1 lần so với tháp rỗng.
(4) Bảo trì thuận tiện. Việc lắp đặt khay có thể giúp việc vận hành và bảo trì tháp hấp thụ trở nên thuận tiện. Trong quá trình bảo trì các bộ phận bên trong tháp, không cần phải xả hết bùn trong tháp mà chỉ cần đặt một bệ bảo trì tạm thời trong tháp. Nhân viên vận hành và bảo trì có thể bảo trì và thay thế các bộ phận bên trong tháp ngay trên khay hợp kim, giúp giảm thời gian bảo trì trong quá trình vận hành.
Trong tháp phun, vòi phun cần được thiết kế để giảm thiểu tối đa tổn thất áp suất trong điều kiện đạt được độ mịn phun, và sương chất lỏng có thể bao phủ toàn bộ phần tháp hấp thụ, đạt được sự ổn định và đồng đều của quá trình hấp thụ. Trong bể oxy hóa ở đáy tháp, không khí được bơm bằng quạt oxy hóa chuyên dụng. Đồng thời, bộ khuấy được bố trí đối xứng trên thành tháp, một mặt có thể ngăn ngừa kết tủa bùn, mặt khác thúc đẩy hiệu quả phân phối đồng đều của không khí oxy hóa. Bộ khử sương được bố trí trên đỉnh tháp hấp thụ để loại bỏ các hạt nhỏ mang theo trong khí thải.
Trong quá trình phát triển công nghệ khử lưu huỳnh khí thải, tháp phun là thiết bị phản ứng khử lưu huỳnh sớm nhất. Ưu điểm của nó là có thể tạo ra diện tích tiếp xúc khí-lỏng lớn, và tỷ lệ lỏng-khí của hệ thống nhỏ. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu quả tốt, việc phun bùn tạo thành các hạt nhỏ đồng đều, bơm tuần hoàn phải cung cấp đủ áp suất, kích thước của các hạt khử lưu huỳnh trong bùn không được quá lớn, nếu không vòi phun sẽ dễ bị tắc. Điều này đòi hỏi bộ khử lưu huỳnh phải đạt đến độ hạt nhất định (khoảng 250 mesh) trong quá trình nghiền. Do đó, thiết bị có yêu cầu cao về quy trình nghiền của bộ khử lưu huỳnh và hiệu suất của bơm tuần hoàn.
Hiện nay, phần lớn các nhà máy khử lưu huỳnh đang hoạt động trên thế giới đều sử dụng loại tháp phun này. Dựa trên kinh nghiệm vận hành thực tế trong 10 năm qua, công nghệ quy trình này là tiên tiến nhất, và việc bảo trì thường xuyên có thể đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. Loại tháp phản ứng này cũng được sử dụng trong nhiều đơn vị khử lưu huỳnh của các nhà máy điện lớn được đưa vào sử dụng tại Trung Quốc. Tháp hấp thụ phun là thiết bị tháp tích hợp các quá trình rửa SOz, hấp thụ, oxy hóa và kết tinh thạch cao trong khí thải. Loại tháp này được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy khử lưu huỳnh khí thải.
Ống khói đầu vào của tháp phun ngược dòng thường được đặt giữa mực chất lỏng của bể phản ứng và phần dưới của vùng hấp thụ thân tháp, nằm tại giao diện giữa khí thải nhiệt độ cao và bùn rơi lần đầu tiên, thường được gọi là "giao diện khô-ướt". Khi khí thải đi vào tháp hấp thụ, nó được bão hòa đoạn nhiệt, và một gradient nhiệt độ lớn được hình thành dọc theo khí thải đầu vào và giao diện giữa khô và ướt. Tại khu vực này, nhiệt độ khí thải thường giảm nhanh từ 120-150℃ xuống khoảng 50℃. Do tác động xoáy hoặc sự phân bố không đều của khí thải đầu vào, bùn rơi sẽ được đưa vào ống khói đầu vào, và nước sẽ bốc hơi sau khi bùn tiếp xúc với tấm vách nóng của ống khói, do đó hình thành các cặn rắn. Sự tích tụ liên tục của vật chất rắn sẽ làm giảm diện tích dòng khí thải đầu vào, tăng sức cản của hệ thống khói, dẫn đến sự tăng đột biến của quạt hút gió, và trong trường hợp nghiêm trọng, thiết bị sẽ chạy ở tải thấp hơn hoặc buộc phải dừng. Môi trường khí thải đầu vào được xác định là một trong những khu vực bị ăn mòn nghiêm trọng nhất trong hệ thống khử lưu huỳnh khí thải ướt.
Sự tích tụ thạch cao ở giao diện khô và ướt trong thời gian dài sẽ làm tăng sức cản của hệ thống gió và khói của thiết bị. Cấu trúc nắp chắn được sử dụng để đẩy giao diện ướt và khô vào tháp và đẩy nó ra khỏi thành ống khói đầu vào, nhằm ngăn chặn sự lắng đọng chất rắn dư thừa trong ống khói đầu vào; hoặc làm ống khói nằm ngang có độ dốc vào tháp, và phần cuối được kết nối với tháp để tạo thành hình thùng vuông.
Vật liệu kết cấu của phần chuyển tiếp mặt bích đầu vào thường được lựa chọn là vật liệu hợp kim niken cao cấp có khả năng chịu nhiệt độ cao, kháng clorua và khí nồng độ cao, chống ăn mòn pH thấp, chống ăn mòn điểm và chống ăn mòn khe hở dưới lớp trầm tích, chẳng hạn như hợp kim C-276 và 59. Khi nhiệt độ khói đầu vào của tháp hấp thụ giảm xuống khoảng 100°C, nhựa thủy tinh vảy chịu nhiệt độ cao giá rẻ cũng có thể được sử dụng để bảo vệ chống ăn mòn.
Tháp phun là hướng phát triển của tháp khử lưu huỳnh trong và ngoài nước, chiếm vị trí chủ đạo trong lĩnh vực FGD đá vôi-thạch cao ướt. Tháp khử lưu huỳnh có cấu trúc đơn giản, khả năng thích ứng mạnh mẽ với sự thay đổi loại than và tải lò hơi, khử lưu huỳnh hiệu quả và dễ điều chỉnh, bảo trì thuận tiện, không dễ bị đóng cặn hoặc kẹt.
2. Tháp phun bọt
JBR (lò phản ứng sủi bọt phản lực) thuộc loại lò phản ứng sủi bọt. Khu vực lõi của lò phản ứng là lò phản ứng sôi phản lực. Lò phản ứng thường được bố trí sau bộ thu bụi lò hơi, và khí thải được bơm thẳng đứng vào bùn khử lưu huỳnh ngay bên dưới thông qua thiết bị phân phối khí đặc biệt. Trong quá trình này, SO2 trong khí thải phản ứng với bùn tiếp xúc hoàn toàn để tạo ra canxi sunfit. Không khí oxy hóa đi vào từ đáy lò phản ứng sủi bọt và được phân phối đều vào bùn thông qua ống phân phối để oxy hóa canxi sunfit thành canxi sunfat. Quá trình này yêu cầu hàm lượng bụi trong khí thải thấp hơn, có thể hoạt động tốt và đạt hiệu quả khử lưu huỳnh cao hơn trong điều kiện nồng độ bụi cao.
Bên trong được chia thành hai phần theo chức năng: vùng sủi bọt (vùng bọt phản lực) và vùng phản ứng.
Vùng sủi bọt (vùng bọt đẩy) là lớp bọt liên tục bao gồm một số lượng lớn bọt liên tục hình thành và vỡ. Vùng sủi bọt được cung cấp một ống phun khí, và khí thải ban đầu đi vào bên dưới mức chất lỏng bùn thông qua ống phun với một tốc độ nhất định, trộn lẫn với bùn mạnh và tạo ra một số lượng lớn bọt bên trong. Sau đó, do tác dụng của lực đẩy, nó di chuyển ngoằn ngoèo lên trên và phân tán mạnh, do đó hình thành một lớp bọt. Trong quá trình này, khí và chất lỏng tiếp xúc hoàn toàn, và SOz trong khí thải được hấp thụ và phản ứng để tạo ra canxi sunfit. Tro bay trong khí thải cũng được loại bỏ sau khi tiếp xúc với màng chất lỏng. Các bọt trong vùng sủi bọt được tạo ra và vỡ ra với số lượng lớn và nhanh chóng, tăng cường hơn nữa khả năng tiếp xúc khí-lỏng, do đó liên tục tạo ra diện tích tiếp xúc mới, đồng thời chuyển các chất phản ứng từ vùng sủi bọt sang vùng phản ứng và tạo ra sự tiếp xúc mới của chất hấp thụ với khí thải.
Khu vực phản ứng nằm bên dưới vùng sủi bọt, và bùn đá vôi được đưa trực tiếp vào khu vực phản ứng. Không khí oxy hóa đi vào từ đáy khu vực phản ứng và được phân phối đều vào bùn thông qua ống phân phối để oxy hóa canxi sunfit thành canxi sunfat. Sau khi xử lý, khí thải ròng nổi lên từ bùn và được thải vào ống khói. Trong khu vực phản ứng, nhờ hiện tượng sủi bọt khí và khuấy cơ học (một số tháp sủi bọt được trang bị thiết bị khuấy thẳng đứng), khí và chất lỏng được trộn đều hoàn toàn. Sự tuần hoàn chất lỏng do bọt khí tạo ra trong khu vực sủi bọt của tháp sủi bọt thay thế vai trò của bơm tuần hoàn bùn trong quy trình truyền thống.
3. Tháp cột phun chất lỏng
Tháp cột chất lỏng là loại tháp rỗng, thân tháp là kết cấu thép vuông. Tháp cột chất lỏng sử dụng cấu hình điều khiển mẹ một lớp, ống phun bê tông phun được bố trí ở đáy thân tháp. Bơm tuần hoàn đưa bùn hấp thụ đến ống phun bê tông phun mẹ, sau đó phân tán đến từng ống nhánh song song để phun lên trên, tạo thành cột chất lỏng bao phủ toàn bộ mặt cắt ngang của tháp khử lưu huỳnh. Khí thải đi vào tháp theo hướng xuyên tâm từ phần dưới của tháp khử lưu huỳnh và đi qua cột chất lỏng hướng lên trên. Trong quá trình bốc lên, khí thải đầu tiên tiếp xúc với cột bùn được phun lên phía hạ lưu. Sau khi cột bùn đạt đến điểm cao nhất, nó phân tán và tạo thành các giọt đồng nhất rơi ngược trở lại và tiếp xúc với khí thải từ trên xuống dưới một lần nữa theo dòng ngược. Tạo thành lớp giọt mật độ cao, cải thiện sự trộn lẫn giữa khí thải và chất lỏng hấp thụ, làm cho hai pha khí và lỏng tiếp xúc hiệu quả, đẩy nhanh phản ứng hấp thụ S02.
Trong vùng hấp thụ của toàn bộ tháp khử lưu huỳnh, cột chất lỏng được phun lên trên và rơi tự do, hiện tượng phân mảnh và ngưng tụ các giọt chất lỏng diễn ra liên tục, và các bề mặt mới liên tục được tạo ra. Diện tích hấp thụ của tháp cột chất lỏng cao hơn diện tích của tháp phun, giúp bù trừ ảnh hưởng của lưu lượng khí thải thấp và kéo dài thời gian lưu của bùn trong vùng hấp thụ.
Các giọt chất lỏng trong cột chất lỏng có độ nhiễu loạn cao, không có giao diện tiếp xúc rõ ràng giữa khí và lỏng. Giao diện tiếp xúc khí-lỏng liên tục được cập nhật trong quá trình phân tán, va chạm và phân mảnh của các giọt chất hấp thụ, có thể thúc đẩy đáng kể quá trình hấp thụ SOz.
Đặc điểm của tháp cột lỏng là: cấu trúc đơn giản, ít linh kiện bên trong; không yêu cầu hàm lượng bụi trong khí thải, và bản thân quy trình có khả năng xử lý bụi tương đối cao; vòi phun có khẩu độ lớn, không dễ bị tắc nghẽn, và khu vực hấp thụ là tháp rỗng để giảm nguy cơ đóng cặn, do đó yêu cầu đối với các cơ sở chế biến đá vôi không quá cao. Ngoài ra, nếu bơm tuần hoàn bùn sử dụng bơm biến tần, đồng thời tiết kiệm năng lượng có thể giúp hệ thống điều chỉnh tải tốt hơn. Khi tải lò hơi thay đổi, chỉ cần thay đổi chiều cao phun của cột lỏng là có thể thay đổi đầu ra của hệ thống khử lưu huỳnh cho phù hợp.
(1) Chiều cao tháp hấp thụ thấp. Do tiếp xúc kép giữa tháp hấp thụ và khí máng, chiều cao của tháp cột lỏng thấp hơn nhiều so với tháp dòng chảy một chiều thông thường, đặc biệt đối với than có hàm lượng lưu huỳnh trung bình và cao, đường ống phun bê tông một lớp hợp lý và đơn giản của tháp cột lỏng giúp tránh được bố trí nhiều lớp phun phức tạp của tháp phun, đồng thời giảm đáng kể chiều cao tổng thể của tháp hấp thụ.
(2) Thể tích bể oxy hóa nhỏ. Nồng độ bùn của tháp cột chất lỏng thường là 30%, lớn hơn khoảng 20% của tháp phun, và thể tích cần thiết của bể oxy hóa ít hơn nhiều.
(3) Tiêu thụ điện năng thấp. Do ống phun được bố trí ở đáy tháp hấp thụ, đầu phun và vòi phun được bố trí ở mức thấp, nên vòi phun dòng trục rỗng đường kính lớn không cần áp suất ngược, không giống như vòi phun tháp phun truyền thống, bùn đầy cần áp suất đủ cao, cột áp của bơm tuần hoàn được giảm đáng kể, do đó mức tiêu thụ điện năng của bơm tuần hoàn tháp hấp thụ tương đối thấp.
(4) Chi phí thấp. Ống phun sử dụng bộ điều khiển cái, có thể lắp đặt một hoặc nhiều bơm tuần hoàn tùy theo nhu cầu. Cùng một model bơm tuần hoàn có thể giảm đáng kể chi phí từ phụ tùng thay thế đến vận hành và bảo trì.
(5) Dòng hai giai đoạn, kết nối nhỏ gọn, hiệu suất khử lưu huỳnh cao.
(6) Tháp hấp thụ có kết cấu đơn giản, dễ bảo trì; đầu phun của tháp hấp thụ có kết cấu rỗng, không dễ bị kẹt. Các đầu phun được bố trí theo dạng lưới - một lớp duy nhất.
(7) Vòi phun không có áp suất ngược, cột áp bơm tuần hoàn thấp. Tiêu thụ năng lượng thấp, điện trở trong tháp thấp. Tháp chỉ có một lớp cột chất lỏng và vòi phun, cột áp bơm tuần hoàn bùn thấp, tiêu thụ năng lượng nhỏ.
(8) Hai pha khí-lỏng trong cột chất lỏng tiếp xúc với nhau nhiều lần, quá trình truyền khối đủ lớn, có thể đảm bảo hiệu quả khử lưu huỳnh cao.
(9) Do hệ thống tuần hoàn bùn của tháp hấp thụ áp dụng điều khiển cái và lưu lượng của ống cái bị giới hạn ở một mức độ nhất định nên thiết kế phù hợp về số lượng bơm bùn tuần hoàn và lưu lượng phải đáp ứng phạm vi biến thiên của tải trọng đơn vị và hoạt động tiết kiệm năng lượng.
(10) Tháp cột chất lỏng có hình chữ nhật và hệ thống khí oxy hóa phải được tối ưu hóa bằng dữ liệu thử nghiệm của trường dòng chảy trong bể bùn của tháp hấp thụ để đảm bảo phân phối khí oxy hóa đồng đều.
Nồng độ thạch cao của công nghệ cột lỏng cao hơn, lên đến 28%-32%, cao hơn so với công nghệ cột phun. Do đó, thạch cao trong cột có thể được đưa trực tiếp đến máy tách nước mà không cần qua cyclone thạch cao, và thạch cao sẽ được tạo ra sau quá trình khử nước. Khi cyclone thạch cao không được thiết lập, cyclone nước thải cũng không được thiết lập, và nước thải khử lưu huỳnh được thải ra từ dịch lọc.
4. Tháp khử lưu huỳnh dạng lưới
Tháp đóng gói ban đầu của tháp khử lưu huỳnh là TBC (bộ tiếp xúc tầng hỗn loạn), sử dụng bi polyethylene hoặc bi xốp làm vật liệu đóng gói, được xếp chồng lên nhau thành vòng. Do hao mòn, ăn mòn và chịu nhiệt, vật liệu đóng gói thường bị hư hỏng và làm tắc nghẽn đường ống vận chuyển bùn, khiến hệ thống không thể hoạt động ổn định trong thời gian dài. Những năm gần đây, tháp đóng gói khử lưu huỳnh ướt sử dụng lưới đặc biệt làm vật liệu đóng gói, vì vậy tháp này còn được gọi là tháp lưới, và vật liệu đóng gói thông thường được xả ra một cách gọn gàng.
Trong tháp hấp thụ lưới tản nhiệt hạ lưu thông thường, thiết bị phun trên đỉnh tháp sẽ phun đều dung dịch khử lưu huỳnh lên đỉnh lưới tản nhiệt, sau đó phun từ đỉnh tháp xuống bề mặt lưới tản nhiệt và chảy dần xuống, tạo thành một lớp màng lỏng tương đối ổn định. Khí thải đi qua khe hở giữa chất độn và chất lỏng để tiếp xúc liên tục ở hạ lưu, lưu huỳnh dioxit liên tục được hòa tan và hấp thụ, khí thải đã qua xử lý đi qua bể oxy hóa ở đáy tháp, sau đó đi vào thiết bị khử sương.
Tháp lưới yêu cầu bùn khử lưu huỳnh phải được phân bố đều trên chất độn, và quá trình màng rơi trên bề mặt lưới đòi hỏi phải liên tục và đồng đều. Lưới tản nhiệt phải có diện tích bề mặt riêng lớn, hệ số rỗng cao, khả năng chống ăn mòn mạnh, độ bền tốt và khả năng thấm ướt tốt, giá thành không được quá đắt. Giống như tháp phun, tháp lưới cũng yêu cầu chất khử lưu huỳnh phải có độ hạt nhất định (khoảng 250 mesh). Trong ứng dụng hiện tại, vấn đề đóng cặn và tắc nghẽn trong chất độn vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn, và hệ thống cần có khả năng tự kiểm soát cao để đảm bảo toàn bộ phản ứng diễn ra ở trạng thái phù hợp, nhằm giảm thiểu nguy cơ đóng cặn.
Nguyên lý lựa chọn tháp hấp thụ
(1) Từ góc độ người sử dụng, cần đạt được hiệu quả cao nhất có thể và vận hành đơn giản trên cơ sở chi phí thấp.
(2) Thiết kế tháp hấp thụ đáp ứng yêu cầu truyền khối của phản ứng khử lưu huỳnh, có lợi cho việc ức chế các phản ứng phụ (hấp thụ carbon dioxide) và giảm công suất bơm. Mức tiêu thụ năng lượng của máy khuấy, v.v. có lợi cho việc kiểm soát hệ thống (bao gồm giá trị pH, tỷ lệ lỏng-khí, điều chỉnh tỷ lệ canxi-lưu huỳnh), đảm bảo giá trị thiết kế (hiệu suất khử lưu huỳnh, tỷ lệ sử dụng canxi, tỷ lệ oxy hóa).
(3) Công nghệ tháp phun và tháp lưới tản nhiệt tương đối hoàn thiện, nhưng yêu cầu về vòi phun và bộ phận nạp tương đối cao, nếu không hệ thống sẽ dễ bị đóng cặn và tắc nghẽn. Thiết kế lò phản ứng JBR và tháp cột lỏng mới được thiết kế để tránh những tình huống tương tự, đồng thời giảm đáng kể mức độ kiểm soát hệ thống và yêu cầu đối với các hạt khử lưu huỳnh. Hơn nữa, bản thân tháp cột lỏng cũng có tác dụng loại bỏ bụi, đặc biệt phù hợp để khử lưu huỳnh trong khí thải có nồng độ bụi cao, và đã thể hiện ưu điểm hiệu suất cao, chống đóng cặn và dễ dàng kiểm soát trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế.
(4) Sự tiến triển của lý thuyết phản ứng khí-lỏng và lò phản ứng cung cấp định hướng cho sự phát triển của lò phản ứng khử lưu huỳnh. Sự phát triển của tháp hấp thụ khử lưu huỳnh, từ tháp phun đến tháp lưới, tháp sôi phản lực và tháp cột lỏng, phản ánh đầy đủ lý thuyết phản ứng truyền khối khí-lỏng và các tiến bộ công nghệ kỹ thuật tương ứng.
Bố trí và yêu cầu quy trình của tháp hấp thụ
Quá trình khử lưu huỳnh ướt bằng đá vôi và thạch cao phù hợp với các tổ máy có công suất hơn 200MW, do đó, khi sử dụng quy trình này trên các tổ máy vừa và nhỏ, có thể áp dụng hai rãnh và một tháp hoặc ba rãnh và một tháp, và việc chuyển đổi giữa các tổ máy được thực hiện thông qua cửa chắn khí thải.
Thân tháp hấp thụ được làm bằng thép, là thiết bị cốt lõi của thiết bị khử lưu huỳnh, bao gồm các bộ phận nhúng, dầm đỡ đáy, tấm đáy, tấm tường, giá đỡ giữa và đỉnh tháp. Tháp hấp thụ có hai chức năng: một là loại bỏ lưu huỳnh đioxit trong khí thải, hai là biến sản phẩm thành các sản phẩm thạch cao đạt tiêu chuẩn.
Do thân tháp tiếp xúc trực tiếp với bùn axit yếu, cần phải áp dụng các biện pháp chống ăn mòn. Thông thường, cao su, vảy thủy tinh hoặc giấy dán tường thép chống ăn mòn được sử dụng để lót chống ăn mòn. Khi nhiệt độ khí thải cao hơn 175℃, lớp chống ăn mòn và thiết bị của tháp hấp thụ có thể bị hư hỏng. Thiết bị FGD được trang bị hệ thống phun sương làm mát khí thải, bảo vệ tháp hấp thụ và các thiết bị khác, đảm bảo hoạt động an toàn của tổ máy lò hơi.
mô tả2