吸收塔设计：尺寸、材料、配套结构等详细计算，保证较高脱硫效率

1吸收塔设计

吸收塔是脱硫装置的核心。是利用石灰石和亚硫酸钙脱除烟气中二氧化硫气体的主要设备。为了保证高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸。设计、塔内喷嘴的配置、吸收塔底部搅拌装置形式的选择、吸收塔材料的选择、支撑结构（包括法兰、人孔等）的选择。

1 吸收塔直径及喷淋塔高度设计

本次脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔。喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计和喷淋塔的直径设计。

4.1.1.1喷淋塔的高度设计喷淋塔的高度由三部分组成，即喷淋塔吸收区的高度、喷淋塔浆池的高度和雾气的高度喷淋塔的去除面积。但吸收区的高度是最重要的，计算过程也最复杂。分段高度设计需要考虑多种影响因素。喷淋塔吸收区高度的计算方法主要有两种：

(一)喷淋塔吸收区高度设计(1)

为了达到一定的吸收目标，需要一定的塔高。通常烟气中二氧化硫的浓度较低。吸收区高度的理论计算公式为

h=H0×NTU (1)

其中：H0为传质单元的高度：H0=Gm/(kya)（ka为污染物气相摩尔差驱动力的总传质系数，a为单位有效传质面积塔内的体积。）

NTU为传质单元数，近似值为NTU=(y1-y2)/△ym，即气相总浓度变化除以平均驱动力△ym=(△y1-△ y2)/ln(△y1/△y2 )(NTU是代表吸收难度的一个量，NTU越大，达到吸收目标所需的塔高就越高。

其中：y1、y2为脱硫塔进、出塔烟气中SO2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)，为与进、出液平衡时的气相浓度。离开喷淋塔，kmol(A)/kmol(B)kya 为总气相体积吸收系数，kmol/(m3h﹒kpa)

x2、x1为喷淋塔内石灰石浆液进出塔时SO2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)

G气相空塔质量流量，kg/(m2﹒h)

W液相空塔质量流量，kg/(m2﹒h)

y1×=mx1, y2×=mx2 (m为相平衡常数，或分配系数，无量纲)

kYa为气膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kPa)

kLa为液膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kmol/m3)

式（2）中为常数，其取值按表2[4]

表3 温度与数值的关系

温度/

10

15

20

25

30

0.0093

0.0102

0.0116

0.0128

0.0143

利用吸收知识计算吸收区的高度是一种比较传统的高度计算方法。虽然计算步骤简单明了，但由于石灰石浆液在喷淋塔内自上而下流动时石灰石浓度和亚硫酸钙的降低，随着浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化。由于无法计算具体的瞬时值，因此利用该方法很难获得更准确的值。

以上是喷淋塔吸收区高度的传统计算方法。此外，还有一种计算方法。

(2)喷淋塔吸收区高度的设计 (2)采用第二种方法计算。为了更加准确并减少计算误差，需要考虑喷淋塔运行状态下的实际烟气流量。这部分计算需要液气比（L/G）、烟气流速u（m/s）和钙硫摩尔比（Ca/S）的值。

本设计中液气比L/G是指吸收剂石灰石浆液循环量与烟气流量之比（L/M3）。若液气比L/G增大，则驱动力增大，传质单元数减少，气液传质面积增大，从而增大体积吸收系数，降低塔高。在一定吸收高度内，液气比L/G增大，脱硫效率提高。但随着液气比L/G增大，石灰石浆液的停留时间减少，循环泵的液体循环量增大。塔内气体流动阻力增大，增大了风机功率，增加了运行成本。实际设计中，在保证脱硫效率满足工况要求的同时，应尽量将液气比L/G降低到合适的值。

湿法脱硫工艺中液气比的选择是一个关键因素。对于喷淋塔，液气比范围在8L/m-25L/m之间。根据相关文献可知，液气比为12.2 L/m。最佳值[5][6]。

烟气速度是另一个因素。随着烟气流速的增大，气液两相截面的湍流加强，气膜厚度减小，传质速率系数增大。烟气流速的增加减慢了液滴的下落速度，使体积有效。传质面积增大，从而降低塔高。但随着烟气流速的增大和烟气停留时间的缩短，需要增加塔高，这就削弱了其降低塔高的效果。

因此，选择合适的烟气流速非常重要。典型FGD脱硫装置的液气比是在脱硫率固定的前提下。逆流吸收塔的烟气流速一般在2.5-5m/s[5][6]范围内，本设计选取的烟气流速为3.5m/s。

湿法脱硫反应在气、液、固三相中进行。反应条件比较理想。当脱硫效率大于90%时（本设计为5%），钙硫比（Ca/S）一般略大于1，最佳状态为1.01-1.02，理想的钙硫比（ Ca/S)为1.02-1.05，因此本设计方案选择的钙硫比(Ca/S)为1.02。

(3)喷淋塔吸收区高度的计算

含二氧化硫的烟气通过喷淋塔，将塔内吸收的二氧化硫总量平均到吸收区高度内的塔内容积中，即为吸收塔的平均容积负荷-平均容积负荷。吸收率，用 表示。

首先给出定义。将喷淋塔内的二氧化硫吸收总量除以吸收体积，即可得到单位时间、单位体积的二氧化硫吸收量。

式中C为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m3

为给定的二氧化硫吸收率，%；本设计方案已完成95%

h为吸收塔内吸收区的高度，m

K0为常数，其值取决于烟气流量u（m/s）和操作温度（℃）；

K0=3600u×273/(273+t)

根据传质方程，喷淋塔单位截面积吸收的二氧化硫量为：

其中：G为载气流量（二氧化硫浓度较低，可近似视为烟气流量），kmol/(m2.s)

Y1、y2分别为进、出塔气体中二氧化硫的摩尔分数（标准状态下的体积分数）

ky以气相摩尔差为驱动力的单位体积内二氧化硫的总传质系数，kg/(m3﹒s)

a为单位体积内的有效传质面积，m2/m3。

为平均驱动力，即塔底驱动力，△ym=(△y1-△y2)/ln(△y1/△y2)

所以 =G(y1-y2)/h (5)

吸收效率= 1-y/y。根据排放标准，脱硫效率要求至少95%。二氧化硫质量浓度应低于580mg/m3（标准状态）

所以 y≥y-0.0203% (6)

又因为G=22.4×(273+t)/273=u(流量)

将式(5)的单位换算为kg/(ms)，可写为

喷淋塔工作温度下，烟气流速u=3.5m/s，脱硫效率=0.95

我们之前计算过，烟气中二氧化硫SO的原始质量浓度为a（mg/），a=1.18×10mg/m

原烟气流量（145小时）折算标准状态（设为V）为20×10（m/h）

求得V=1.31×10m/h=36.30 m/s

因此，在标准条件下，单位时间每立方米烟气所含二氧化硫的质量为

=36.30×1.18×10mg/m=42.83×10=428.3g

V==149.91L/s=0.14991 m/s≈0.15 m/s

那么根据理想气体状态方程，在标准条件下，体积分数与摩尔分数之比相等

因此 y=

且烟气流速u=3.5m/s，y=0.41%，

总结现有经验，体积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/(m3﹒s)之间[7]，取=6 kg/(m3﹒s)

代入式(7)可得

6=（）/小时

因此，吸收区高度h=18.33≈18.3m

(4)喷淋塔除雾区高度(h3)的设计(包括除雾器的计算和选型)

吸收塔应设有除雾器。正常运行条件下，除雾器出口烟气中液滴浓度不应大于75 mg/m3[9]。

除雾器一般安装在吸收塔顶部（小流量烟气垂直布置）或出口烟道内（大流量烟气水平布置），通常为两级除雾器。除雾器内设置冲洗水，间歇性冲洗除雾器。湿法烟气脱硫主要采用挡板除雾器，其次是旋风除雾器。

① 除雾器的选择

折流板除雾器 折流板除雾器利用液滴与某些固体表面的碰撞来凝结并捕获液滴。气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴在挡板上受到惯性冲击而被捕获。通常，挡板除雾器中两板之间的距离为20-30mm。垂直放置时，平均气体流速为2-3m/s；水平放置时，气体流速一般为6-10m/s。气体流速过高会导致二次夹带。

旋流板除雾器的气流通过除雾器板之间的间隙时成为旋转气流。其内的液滴在惯性作用下以一定的仰角喷出，并以螺旋运动的方式抛向外部，然后一起流至溢流槽。从而达到除雾的目的，除雾率可达90%-99%。

喷淋塔的除雾区域分为两段。喷淋塔每层在除雾器的上方和下方均设有冲洗喷嘴。最下面的冲洗喷嘴距最上面的喷雾层为(3-3.5)m，距最上面的冲洗喷嘴为(3.4-32)m。

② 除雾器主要设计指标

一个。冲洗覆盖率：冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器部分的覆盖程度。冲洗覆盖率一般可在100%～300%之间选择。

冲洗覆盖率%=

式中，n为喷嘴数量，20； α为注入扩散角，90

A为除雾器的有效流通面积，15m2

h为冲洗喷嘴与除雾器表面的垂直距离，0.05m

所以覆盖率%====203%

b.除雾器冲洗周期：冲洗周期是指除雾器每次冲洗之间的时间间隔。在冲洗除雾器的过程中，烟气中携带的水量会增加。因此，冲水不宜太频繁，但间隔时间也不宜太长，否则容易出现结垢现象。除雾器的冲洗周期主要根据烟气特性和吸收剂来确定。

c.除雾效率。指单位时间内除雾器捕获的液滴质量与进入除雾器的液滴质量之比。影响除雾效率的因素有很多，包括：烟气流量、通过除雾器段气流分布的均匀性、叶片结构、叶片间距和除雾器布置等。

d.系统压降。是指烟气通过除雾器通道时产生的压力损失。系统压降越大，能耗越高。除雾系统的压力降主要与烟气流量、叶片结构、叶片间距、烟气水负荷等因素有关。当除雾器叶片结垢严重时，系统压降会明显增大。因此，监测压降的变化有助于掌握系统的状态，及时发现问题并进行处理。

e.烟气流量。如果通过除雾器段的烟气流量过高或过低，都不利于除雾器的正常运行。如果烟气流量太大，很容易造成烟气二次带水，从而降低除雾效率。同时，高流量会增加系统阻力。 、能耗高。通过除雾器段的流量太低，不利于气液分离，也不利于提高除雾效率。设计烟气流量应接近临界流量。根据除雾器叶片结构和布置的不同，设计流量一般选择在3.5～5.5m/s之间。本方案烟气设计流量为6.9m/s。

f.除雾器叶片间距。除雾器叶片间距的选择对于保证除雾器效率、维持除雾器系统的稳定运行至关重要。叶片间距大，除雾效率低，烟气含水严重，极易造成风机故障，导致整个系统非正常停机。如果叶片间距太小，除了增加能耗外，冲洗效果也会降低。叶片容易结垢和堵塞，最终会导致系统停机。刀片间距一般设计为20～95mm。目前，脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距多为30～50毫米。

g。除雾器冲洗水压。除雾器的水压一般根据冲洗喷嘴的特性以及喷嘴与除雾器的距离等因素来确定。喷嘴与除雾器之间的距离一般小于1m。冲洗水压低时，冲洗效果差，冲洗水压过高。如果高了，很容易增加烟气携带的水分，降低叶片的使用寿命。

h.除雾器冲洗水量。除雾器冲洗量的选择除满足除雾器本身的要求外，还必须考虑系统水平衡的要求。在某些情况下，短期冲洗需要大量的水，有时长期冲洗需要少量的水。具体冲洗量需要根据工况确定，一般情况下，除雾器部分瞬时冲洗水耗约为1-4m3/m2.h

③ 除雾器最终设计参数

本设计中，最低冲洗喷头设置为距离最上面喷淋层3m。距顶部冲洗喷头3.5m。

1) 数量：1套×1台=套

2) 类型：V型 系列：2

3）作用：去除吸收塔出口烟气中的水滴，减少烟囱出口粉尘量。

4）材质选择：外壳：碳钢内衬玻璃片；除雾元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管：玻璃钢；冲洗喷嘴：PP。

表4 除雾器进出口烟气工况是按锅炉100%BMCR工况设计的。

进口除雾器

除雾器出口

烟气量

----------

----------

温度℃

50

----------

烟气压力 mmAq

113(1.11kPaG)

93(0.91kPaG)

液滴含量mg/m3N(D)

----------

≤75

5）雾滴去除率：99.75% 为了达到除雾器出口处烟滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要在99.75%以上。

6）除雾器内烟气流速：6.9m/s

a.再分散速度

由于除雾器元件的惯性，大直径雾滴可通过颗粒之间的碰撞而去除。 （平均粒径为100~200μm）。

因此，烟气流量越高，液滴去除率越高。然而，去除的液滴会重新分布，降低液滴去除效率。这就是液滴再分散速度的概念。

b.通过除雾器的烟气流量

为了使除雾器的液滴去除率达到99.75%以上，根据吸收塔出口端（即除雾器入口端）液滴粒径的实际分布，液滴颗粒100%直径大于17μm的必须完全去除。

综上，最终确定除雾区域高度为3.5m，即h3=3.5m

（5）喷淋塔浆池高度设计（设定高度为h2）

矿浆池容量V1根据液气比L/G和矿浆停留时间确定。计算公式如下：

其中，L/G为液气比，12.2L/m3

VN为烟气标准湿量，VN=Vg=39.40m3/s

T1=2-6min[8]，取t1=2.8min=168s

由上式可得喷淋塔浆池的容积

V!=(L/G)×VN×t!=12.20×39.40×168=80.02 m3

选择浆池内径与吸收区内径相等，内径D2=Di=3.8m

且V=0.25×3.14×D2×D2×h2=0.25×3.14×3.8×3.8×h2

所以h2=7.06m

(6)喷淋塔烟气进口高度设计(设定高度为h4)

根据工艺要求，进出口流量（一般为12m/s-30m/s）决定进出口面积。一般希望进风能在塔内均匀分布，烟道呈方形，因此高度宜小，但宽度不宜太大，否则会影响稳定性。

因此，入口烟气流量为20m/s，烟气流量为36.30 m3/s，

可用的

所以h4=1.20m

2×1.20=2.40m（含进口烟气和净化烟气进出口烟道高度）

综上所述，喷淋塔总高度（定为H，单位m）等于喷淋塔浆池高度h2（单位m），喷淋塔吸收区高度h（单位m）和喷淋塔的高度。添加到雾区高度 h3 的值（单位 m）。另外，还必须计算喷淋塔烟气入口高度h4（单位m）。

因此，喷淋塔的最终高度为

H= h+h2+h3+ h4=18.47+7.06+3.50+2.40=31.43m 四舍五入为32m

4.1.1.2 喷淋塔直径设计

根据锅炉排放的烟气量，计算运行工况下塔内烟气体积流量。此时应考虑以下引起烟气体积流量变化的情况：塔内运行温度低于入口烟气温度；体积变小；浆液在塔内蒸发水分，剩余的氮气在塔底送入空气中，增加烟气体积流量。只有确定了烟气流量和平均实际总烟气量后，才能计算出喷淋塔的内径。但以往的计算仅考虑进入脱硫塔的烟气流量。为了更加准确，本方案将浆料蒸发水分V2（m3/s）和氧化风机吹入空气进行氧化后剩余的空气流量V3（m3/s）全部纳入计算。以上均表示换算成标准准状态时的流量。

(1)吸收塔进口烟气量Va(m3/s)的计算

这个值在设计任务书里已经给出了。烟气进口量为：36.30（m3/s）

但这个计算值本质上只是指喷淋塔入口处烟气的体积流量，喷淋塔内的延迟温度会随着停留时间的增加而降低。根据PVT气体状态方程，必须计算瞬时值是不可能的，所以我们只能计算喷淋塔内平均温度下烟气的平均体积流量。

(2)蒸发水流量V2(m3/s)的计算

烟气在喷淋塔内直接被浆液洗涤。温度降低，吸收液蒸发，烟气流量很快达到饱和。当烟气水分从6%增加到13%时，水分的体积流量增加V2(m3/s)为：

V2=0.07×36.30(m3/s)=2.541(m3/s)（标准状态下）

(3)氧化空气剩余氮气量V3(m3/s)

将空气吹入喷淋塔内的浆池，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。这部分空气对喷淋塔内气体流量的影响不可忽视，因此应将这部分空气纳入计算。

假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，其中的氧气完全被用来氧化亚硫酸钙，即这部分空气中只剩下氮气、惰性气体成分和水蒸气。理论上，氧化1摩尔亚硫酸钙需要0.5摩尔氧气。 （假设空气每公斤含氧0.23公斤）

且VSO2=0.15 m3/s质量流量GSO2==0.42857kg/s0.43 kg/s

根据物料含量，总所需氧气质量流量GO2=0.43×0.5kg/s=0.214Kg/s

此氧气质量流量所需的总空气流量为=GO2/0.23=0.932 Kg/s

标准状态下空气密度为1.293kg/m3[2]

因此V空气=0.932/1.293(m3/s)=0.72(m3/s)

V3=(1-0.23)×V空气=0.77×0.72 m3/s=0.56 m3/s

综上所述，在喷淋塔实际运行工况下，塔内气体流量

Vg=Va+V2+V3=36.30+2.54+0.56(m3/s)=39.40(m3/s)

(4)喷淋塔直径的计算

假设喷淋塔截面为圆形，综合考虑上述因素后，即可得出实际工况下的烟气体积流量Vg，并可选取烟气流速u。塔径计算公式为：

D=2×

其中：Vg为实际工况下的烟气体积流量，39.40 m3/s

u 为烟速，3.5m/s

因此，喷淋塔内径为D= 2×=2×=3.786m≈3.8m

4.1.2吸收塔喷淋系统设计（喷嘴的选择和配置）

在满足吸收二氧化硫所需表面积的同时，应尽量减少喷洒造成的压力损失。喷嘴是净化装置中最关键的部分，必须满足以下条件：

(1)可生产实心锥体形状，注射面积为圆形，注射角度为60-120；

(2)喷嘴内液体流道大而光滑，具有防止堵塞的功能；

(3)采用特殊合金材料制成，具有良好的防腐、耐磨性能；

(4)喷嘴体积小，易于安装和清洗；

(5)喷雾雾滴大小均匀，比表面积大，不易产生夹水现象；

雾化喷嘴的作用是将大量的石灰石浆液转化为细小的雾化液滴，能够提供足够的接触面积，有效去除烟气中的二氧化硫。湿法脱硫所用的喷嘴一般为离心压力雾化喷嘴，大致可分为旋转式和离心式。常用的型式有五种：空心锥切式、实心锥切式、双空心锥切式、实心锥式、螺旋式。

喷头布局分为2-6层，通常为4层；层数可根据脱硫效率的具体要求增减。某一层可以在底部负载时停止。层间距离0.8-2米，离心喷嘴1.7米。事实上，从浆料罐液位到除雾器的整个高度都在发生吸收反应。因此，实际吸收区高度比h高6-8米。

该方案采用4层喷嘴，层间距为1.5米。每个吸收塔再循环泵对应一个喷淋层，喷淋层上安装空心锥喷嘴，将石灰石/石膏浆液雾化。浆液由吸收塔再循环泵输送至喷嘴，喷入烟气中。喷淋系统可使浆液在吸收塔内分布均匀，流经各喷淋层的流量相等。喷淋层由母管浆液分配管及其连接支管和喷嘴组成。喷淋组件和喷嘴的布置均匀地覆盖吸收塔的横截面，并达到所需的喷淋浆液覆盖范围，使吸收浆液与烟气充分接触，确保在适当的液/气比（L/G），吸收塔内表面不结垢。喷嘴系统的管道采用FRP玻璃纤维制成，喷嘴采用SIC制成，SIC是一种脆性材料，但特别耐磨、耐化学腐蚀。可长期运行，无腐蚀、磨损、石膏结垢、堵塞等问题。

4.1.2.1 喷嘴布局设计原则

(1)喷管数量的确定

根据单层浆料的总流量Ql和单个喷嘴的流量Qs，可得出单层喷嘴的数量n

Ql =480.68/4=120.17(L/s)

单个喷嘴流量Qs=0.75L/s

N=Ql/Qs

所以 N=120.17/0.75=160.22 需要 161 个整数值

单喷嘴最大流量

单喷层主喷嘴数量

式中，单根喷淋管最大可选管径为0.04m；

V为喷淋管内最大流速，6m/s。

所以=0.25×3.14×0.04×0.04×6=7.536L/S

=整数(120.17/7.536)+1=16

(2)各喷嘴间距的确定

根据脱硫塔直径和喷嘴数量等参数，每个喷嘴之间的间距：

式中，Dim为脱硫塔内径。

Nsp是喷嘴间距

(3)各喷嘴直径的确定

根据主管和各支管布置的喷嘴数量和单个喷嘴的流量，可确定主管和各支管各段喷嘴的直径

式中，Qi为节点i处的泥浆流量，m3/s； Di 是节点 i 处的喷嘴直径，m。

(4)塔内喷淋层覆盖率的测定

脱硫塔内喷淋层覆盖率为：

然后==176%

式中AEFF为脱硫塔内单层喷嘴的有效覆盖面积，20m2

A为脱硫塔面积，11.3m2

计算主要包括喷淋层主喷嘴数量、每个喷嘴的直径和流量以及喷嘴在塔内位置的计算和设计。根据上述设计方法和实践经验，确定了每个喷嘴的直径以及每个喷嘴在喷雾层中的位置等几何参数。

在确定喷头布置设计时，需要确定喷头在塔内的位置坐标。在确定各个喷嘴的直径时，应根据制造厂提供的标准管径来选择。确定各支喷嘴的直径后，必须根据制造商提供的喷嘴与各主、支喷嘴之间的间距要求调整初步喷嘴位置，以避免喷射液滴与喷嘴之间的射流碰撞。

喷嘴布置完成后，需要确定塔内喷雾层的覆盖率和多层覆盖状况，以验证喷嘴布置的合理性。

4.1.2.2 设计塔内喷嘴布置时应注意以下问题：

（1）选择一个合理的喷嘴覆盖高度，通常根据喷嘴的特性和两层喷雾层之间的距离确定。

（2）选择合理数量的单层喷嘴。一般而言，基于过程计算确定喷嘴的数量。

（3）确定喷嘴覆盖高度后，可以计算单个喷嘴的覆盖面积。

（用于喷雾角）

然后= 3.14×1×1 = 3.14

（4）在脱硫化塔中排列喷嘴时，请选择喷嘴之间的适当距离。通常根据喷嘴的数量和脱硫化塔的直径选择喷嘴间距，应将整体视为与连接喷嘴的喷嘴的布局平面图一样。

（5）根据喷嘴产品的标准选择合理的经济流量，并确定石灰石浆主管和分支管道的直径。

（6）检查脱硫化塔中喷雾层的覆盖率时，不仅有必要考虑喷嘴液体流量和主管道之间的碰撞的影响脱硫化塔中所有喷嘴的覆盖范围的均匀性。

4.1.3吸收塔底部搅拌器和相关配置

在吸收塔的底部，石灰石浆变成caso3和caso3﹒1/2H2O，在脱硫过程之后。目前，为了确保氧化风扇吹出的空气可以完全接触Caso3和caso3﹒1/2H2O以进行全氧化，Caso3和caso3﹒1/2H2O的混合溶液需要具有均匀的颗粒分布。在这种情况下，需要使用搅拌器将溶液中的悬浮颗粒均匀地混合并增加与空气接触的区域。

由于底部解决方案是坚固的悬浮溶液，因此

用于不同混合过程的推荐搅拌机类型表2-5 [1]

表2-6 [1]混合器类型的适用条件

混音器类型使用范围表2-7 [1]

在吸收塔的泥浆池的下部，沿着塔的径向方向排列了四个侧入搅拌器。它们的功能是将浆料的固体保持在悬浮状态，并分散氧化的空气。搅拌器配备了轴承盖，主轴，混合叶片和机械密封。搅拌器叶片安装在吸收塔的滴罐中，倾斜角约为水平线10度，与中心线的倾斜角度为-7度。搅拌桨类型是三叶螺旋桨，轴密封型是机械密封。

吸收塔旁边有手动冲洗设施，并提供了安装和维护所需的吊耳，戒指和其他特殊皮带。使用低速搅拌器有效防止浆料沉降。吸收塔混合器的混合叶片和主轴由合金钢制成。严格禁止触摸传输组件并在操作过程中卸下保护盖。在将浆液添加到吸收塔中时，混合器必须连续运行。

叶片和叶轮的材料等级为ANSI/ASTMA176-80A。混合轴是固定结构，速度得到适当控制，并且不超过混合器的临界速度。与被搅拌的液体接触的所有搅拌器零件都必须由适合于被搅拌的液体的特性（包括耐磨损和腐蚀）制成的材料制成。

4.1.4吸收塔材料的选择

因为脱硫塔没有太大的压力，而16MNR钢具有更好的综合机械性能，焊接性能，低温韧性，冷盖和切割特性，低温撞击韧性，低价和广泛的应用。因此，塔墙由16MNR钢制成。为了节省材料并防止腐蚀，它衬有橡胶板抗腐蚀层，烟道气入口衬有玻璃片和耐酸陶瓷瓷砖。

4.1.5计算吸收塔的壁厚（包括壁厚和最小壁厚的计算）

4.1.5.1吸收塔的壁厚厚度的计算

由于附录9 [3]，由于工作压力不大，因此假设计算出的壁厚小于16 mm，则在工作温度下，16MNR钢板的允许应力为170mpa。

对于浆液罐部分，由于浆料会在塔壁上产生压力，因此必须在计算中考虑这一部分的压力。同时，假定塔中计算的压力为0.202 MPa（2个标准气氛）

PC'= 0.202+（对于浆料密度为1257kg/m3，G = 9.81m/s2，H浆液池高度7.06m）

因此，PC'= 0.202+= 0.202+1257×9.81×7.06 = 0.292×10pa = 0.292MPa

根据公式4-5 [3]，可以看出吸收塔的壁厚（喷塔）的计算公式为：

s =（mm）

其中：PC计算压力。对于浆料池上方的部分，以0.202 MPa的形式达到两倍的大气压。

PC'= 0.292MPA

DI缸或球形外壳内径为3800mm

焊接关节系数，取= 1; c壁厚额外的数量，服用C = 1.00mm

C2腐蚀津贴，mm; C1钢板厚度负偏差，mm

对于喷塔顶部和浆料池上方的部分（称为上部）

s ==

根据腐蚀津贴C2 = 1.00mm [3]，根据表4-7 [3]，我们可以得到C1 = 0.25mm

然后C1+ C2 = 0.25+ 1 = 1.25mm

2.259+c = 2.259+1.25 = 3.509mm，在圆形后，sn = 4.00mm

因此，脱硫塔的上部应使用16MNR钢，其壁厚为4.00mm，这与上述4.0mm <16.00mm的假设一致。

对于喷塔的浆液池部分（称为下部）

s'=

根据腐蚀津贴C2 = 1.00mm，根据表4-7，我们可以获得C1 = 0.5mm

然后C1+ C2 = 0.5+ 1 = 1.5mm

3.31+c = 3.31+1.5 = 4.81mm，在圆形后，取S'= 5mm

4.1.5.2液压测试验证，用于计算吸收塔的壁厚（喷塔）

上部：（设计测试温度为200度，然后[] = 170MPa）

p = 1.25×p×= 0.253mpa

S = SC = 4-1.25 = 2.75mm d = 3800mm

因此= 0.253×（3800+2.75）/22.75 =174.93mpa≈175MPa

0.9 = 0.9×1×274 = 246.6MP

因此= 175MPA <0.9 = 246.6MPA，因此液压测试强度满足要求

下部：≤0.9

p = 1.25×p×= 0.365mpa

S = SC = 5-1.5 = 3.5mm d = 3800mm

SO = 0.365×（3800+3.5）/（2×3.5）= 201MPA

0.8 = 0.8×1×274 = 219.2MPa

因此= 201MPA <0.9 = 219.2MPA，因此液压测试强度满足要求

总之，设计材料选择，壁厚计算值和测试强度都符合实际的操作要求。

4.1.5.3最低吸收塔的壁厚的计算

根据相关法规，塔壳缸的最小厚度不包括腐蚀幅度，腐蚀幅度为塔直径的0.2％[20]，用于碳钢和低合金钢制成的塔设备，不小于4mm。

喷塔的内径为3800mm，因此最小壁厚s = 0.2％×3800 = 7.6mm

根据腐蚀津贴C = 1.00mm，根据表4-7，可以获得C = 0.8mm

然后C+C = 0.8+1 = 1.8mm

7.6+c = 7.6+1.8 = 9.4mm，在圆形后，服用S = 10mm

根据上述计算结果的壁厚和最小壁厚的结果，喷塔的最终壁厚为10mm

4.1.6吸收塔头选择计算

考虑到使用双面焊接方法对头部和气缸进行焊接，基于有关力学的相关知识并为了防止压力浓度损坏设备，因此决定使用浅层盘状头部将头部用于两者的头部结束。根据相关知识，在头部内的浅盘状形状中：

（1）球形表面的半径R不得大于气缸Ri≤Di的内径，因此RI≤Di，通常取RI = 0.9Di

（2）在任何情况下，折叠半径R不得小于圆柱体内径的10％，即380mm，并且不得小于头部标称壁厚SN的3倍（头）。

因此r≥3sn和r≥10％di = 380mm

浅盘状头的尺寸为：DI = 3800毫米； Ri = 0.9Di = 3420mm; R为400mm

然后浅盘状头M =）= 0.25×（3+）的形状系数

并取= 3.00（根据表4-12）

PC = 0.292MPa，材料为16MNR钢，SO = 170MPA，= 1，取C2 = 2.00mm

计算出的浅盘状头s =的壁厚（根据等式4-23）

所以s =

S+C2 = 6.41mm，根据表4-7 [3]，负偏差C1 = 0.5mm，C = C1+C2 = 2+0.5 = 2.5mm

s+c1+c2 = 4.41+2.5 = 6.91mm，舍入后，sn = 7.00mm

目前，浅盘头的最大允许工作压力[PMPA（根据方程式4-25 [3]）

[p =

因此，脱硫化塔的浅盘状头部设计不够强。为了安全操作，应增加壁厚，并且头部的壁厚应与圆柱体的壁厚一致。头部的壁厚应为10mm。

目前，浅盘头的最大允许工作压力[PMPA（根据方程式4-25 [3]）

[p =

因此，强度满足要求，因此浅盘状头部的壁厚为10mm。

较低的盘状头部和塔体是焊接的，上面的盘状头部和塔体由法兰连接。

4.1.7计算吸收塔裙子的选择和选择

垂直容器的支持有四种主要类型：耳朵支撑，腿部支撑，支撑支撑和裙子支撑。前三种支撑物用于中小型直立船，而裙子支撑则用于高塔设备。

在此设计中，吸收塔的内径（喷塔）为3800mm，吸收塔（喷塔）的高度为32m。根据表4-9 [3]，选定的裙子规格是：

锚螺栓的数量：20，名义直径M27

裙子的材料是Q238-AR钢。塔的身体和裙子是焊接的。塔式接头是焊接的。裙子的壁厚为12mm。裙子的额外壁厚为C = 2mm。

4.1.8吸收塔的支撑结构选择

（1）吸收塔的设计选择（喷塔）进料浆液管道和支撑阀

在设计期间，应完全考虑由石灰石浆液引起的管道系统的腐蚀和磨损。通常，应使用橡胶衬里管道或玻璃纤维管。在管道中的中等流量的选择不仅应避免浆液沉淀，而且还应最大程度地减少管道的磨损和站立损失[9]。此外，应将蝴蝶阀用作浆液管道上的阀门，并且应尽可能少地使用调节阀。阀的流量直径与管道一致[9]。

（2）选择吸收塔的支撑结构（喷塔）（人孔的选择）

如果塔设备的内径大于2500mm，则应在头部和圆柱体中提供人孔。对于户外露天设备，考虑到清洁和维护的便利性，通常会选择标称直径为450mm或500mm的人孔；对于正常压力的大型设备，储罐的名义直径为500mm或600mm人孔。

总而言之，该设计中的吸收塔应使用标称直径为500mm的人孔。

dw×s

D1

B1

B2

H1

氢2

螺栓直径长

530×6

620

第585章

300

14

10

12

160

90

M16×5

4.2确定吸收塔的最终参数

（1）吸收塔的数量（喷塔）：1套×1个单位= 1套

（2）类型：管道内置吸收塔（喷塔）

（3）功能：烟气中的二氧化硫气体被吸收塔（喷塔）中的泥浆吸收并去除。为了完全接触烟气和泥浆，应合理设计吸收塔中的消除剂（喷塔）。 ，喷嘴，搅拌器。

4.2.1设计条件

（1）烟气条件在吸收塔的入口和出口处的烟道气设计条件（喷塔）基于锅炉的100％BMCR操作条件。

进口

出口

评论

烟道气容量（m/s）

33.60（标准条件）

39.40（标准条件）

大气压：101325Pa

温度（℃）

100

50

SO2浓度（mg/m）

11800（标准条件）

590（标准条件）

设计工作压力

进出口平均值：0.202MPA（2ATM）

（2）二氧化硫脱硫效率：95％（最小值）

（3）钙硫比：1.02（最大）

（4）烟气流量：3.5m/s

（5）吸收塔的液态气（喷塔）：12.20L/m3

（6）浆液池循环时间：≥4min；

（7）浆液放电时间：≥16.5h

以上值是经验值。这次可以确保浆液罐中足够的石膏产品和晶体生长（请参阅设计讲义）。

4.2.2吸收塔尺寸的确定

4.2.2.1横截面区域和喷雾面积的大小

根据吸收塔出口（喷塔）的实际烟道气流速和上升和下降部分中的烟道气流速，喷雾面积的横截面面积如下：

（此处未考虑氧化空气和饱和蒸汽）

根据该区域计算D = 364万

4.2.2.2吸收塔的纸浆（喷塔）革命（喷塔）

根据吸收塔的出口烟草和液体气比的量（喷塔），计算了纸浆循环量，如下所示：

125L/S×4 = 500L/S

4.2.2.3喷雾面积的高度和喷雾层的数量：

喷雾层数：4层； 4层；

喷雾面积高度：1.5 m×4层= 6.0 m

4.2.2.4确定的参数大小（mm）

吸收塔（喷塔）3800φ×32000

喷雾面积6000

出口烟道1200

进口烟1200

反应池7100

4.2.2.5材料选择和反腐蚀

塔架：碳钢16MNR钢

内部螺栓，坚果：6％MO不锈钢材料

塔的内壁：衬里的正面已在表面上进行预处理，喷砂和锈蚀去除，衬里材料是丁基橡胶板

塔的内部：碳钢衬里键橡胶

Tiblite是一种具有出色性能的混合，例如，异质性的1.5％-4.5％，差异稳定性的1.5％-4.5％，对臭氧，酸和碱的耐腐蚀性强，没有吸水。修饰黑色橡胶后，有卤化物 - 唇形橡胶，包括氯氯巴瘤橡胶和溴化溴化丁基橡胶。基本特征是：

（1）具有出色的防水感知，浆液耐药性，耐腐蚀性，尤其是Fˉ耐药性，SO2，抗Cl-耐热性和耐热性。结合脱硫工程浆的状况，通常为4mm厚。第2行2层4mm丁基橡胶，处于严重磨损状态。

（2）气体通道很小，气体密度很小，气体的弹性很小。它在较大的温度范围内（30-50°C）不超过20％，因此它具有吸收振动和冲击能量的特征。

（3）耐热老化非常好，并且具有良好的氧气耐药性，天气老化和化学稳定性以及良好的头晕耐药性和绝缘层。

（4）良好的防水性和极低的水渗透性，因此适用于绝缘材料。缺点是无法一起使用硫化速度，粘附不良和自粘性差，金属粘附不良，与不饱和橡胶的兼容性不佳。

4.2.3吸收塔的强度和稳定性

4.2.3.1稳定性和稳定条件

（1）塔的内径为DI = 3800mm，塔的高度为32000mm，裙子高度为3060毫米，计算压力为0.292MPA，设计温度为200°C。

（2）设置区域：基本风压350n/m2，预防地震强度为8度，地点土地：B类。

（3）沿着塔楼打开3个人，并安装与人孔相对应的3个圆形平台。平台宽度为B = 900mm，高度为1000毫米。

（4）塔外的绝缘层的厚度为100 mm，密度为300kg/m3。

（5）16MNR钢，用于塔体和头部，它们

（6）选择Q238-R

（7）对接塔体和裙子的焊接，塔焊接系数

（8）取塔架的量和密封的壁厚C = 2.00 mm，并取出裙子墙的额外量C = 2.00毫米。