简述我国钢铁、电力行业迅猛发展,使环境与发展的矛盾日益突出。钢铁行业中,SO2污染主要来自于烧结烟气中。电力行业,SO2污染主要来自于燃煤锅炉,目前由于SO2污染治理的投资费用和运行费用较高,开发新的脱硫技术是我国彻底解决SO2污染的方向。目前,世界上90%以上的脱硫技术是采用湿法技术,常用的有鼓泡塔、筛板法、旋流板塔、填料塔、喷淋塔、喷射水柱塔,机理都是增大气液接触时间、增大反应的接触空间。超级乳化技术不从增加气液接触时间出发、不增加设备空间、不增加布液量,而是利用气流本身的能量,通过改变流道的大小和方向对气流矢量加速和强化气流的扩散,形成乳化场,液体进入乳化场,被撞击分散,气体本身在撞击液体时,也随之分散。通过使气液在传质场中实现高速撞击,实现在最短的时间、最小的空间、最小的液气比下,达到气液最大比表面积的充分接触、混合、反应,进行高速传质,提高最小能耗下的高除尘脱硫效率,实现除尘脱硫效率的最大化。技术优势超级乳化脱硫除尘技术,在国内取得了越来越多的市场份额,并得到了越来越多的企业的推崇,能有效解决烟气达标排放问题,在环保减排方面有显著的优越性。超级乳化传质塔与同类设备比较,有如下特点:(1)阻力小:比较同类型脱硫设备,美国的动力波洗涤器阻力约Pa,而该设备只有Pa。(2)液气比小:最高只有2:1(即每处理1m3烟气用2L浆液,以下同),通常除尘水气比取1:1,脱硫取2:1,而重庆珞璜电厂(日本三菱技术)取25~26:1,北京一热(德国比晓夫技术)取12.5~19:1。(3)不易结垢:如用石灰作脱硫剂,副产物亚硫酸钙随PH值波动溶解度变动极大,根据这一特性,采用特有的工艺运行条件和专有的脱硫技术,可避免或减缓结垢的发生。(4)超级乳化传质塔塔内结构简单、没有死角;脱硫浆液一旦进入塔内,与循环液充分混合,几乎不存在PH过度段,因而没有形成垢的条件。(5)适用各种脱硫剂。(6)维护极其方便:超级乳化传质脱硫设备结构简单、塔内不设置转动件,不设置填料,无喷嘴,无格栅;因此在运行过程中脱硫塔的维修工作量较小,合理的设计理念,可实现在线检修。(7)防止引风机带水运行:超级乳化传质脱硫塔正压运行,引风机在脱硫塔前不接触湿烟气,彻底避免了风机带水叶轮腐蚀磨损的问题(8)高效除雾装置:在脱硫塔后段设计了高效凝聚除雾器,除雾器主体材料采用耐磨耐腐蚀材质。除雾器的功能:湿法脱硫,吸收塔在运行过程中,易产生粒径为10--60微米的“雾”,“雾”不仅含有水分,它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等。如不妥善解决,任何进入烟囱的“雾”,实际就是把SO2排放到大气中,同时也造成风机、热交换器、烟道及烟囱的玷污和严重腐蚀。因此,湿法脱硫工艺上对吸收设备提出除雾的要求,被净化的气体在离开吸收塔之前要除雾。除雾器是FGD系统中的关键设备,其性能直接影响到湿法FGD系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运,甚至可能导致整个系统停机。除雾器的工作原理:当带有液滴的烟气进入除雾器的时,在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来:脱硫后的烟气以一定的速度流经除雾器,烟气被快速、连续改变运动方向,因惯性凝并碰撞原理的作用,烟气内的雾滴撞击到除雾器上被捕集下来,雾滴汇集形成水流,因重力的作用,下落至浆液池内,实现了气液分离,使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。除雾器的除雾效率随气流速度的增加而增加,这是由于流速高,作用于雾滴上的惯性力大,有利于气液的分离。但是,流速的增加将造成系统阻力增加,也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度,流速过高会造成二次带水,从而降低除雾效率。通常将通过除雾器断面的最高且又不致二次带水时的烟气流速定义为临界流速,该速度与除雾器结构、系统带水负荷、气流方向、除雾器布置方式等因素有关。设计流速一般选定在3-5m/s。技术研发与创新:经过分析国外相关产品的运行情况,我们发现,除雾器的设计核心问题是如何在最小压降情况下保证最大的除雾效率。我们通过研究除雾器内气液两相流动情况,分析了除雾器高度、转折角、板间距和气体流速对除雾效率及除雾器压降的影响。压降及除雾效率均与烟气流速有着十分紧密的关系:即在烟气流速范围内,压降和除雾效率与烟气流速成正比;当烟气超过临界流速时,使得液滴离心力随之增大,因而产生更大的次流,并在通道截面上形成了更大的双漩涡次流分布,同时导致压降迅速增加,系统能耗随之提高;另外,因烟气流速的提高会导致二次夹带问题的产生,而直接使除雾效率下降;同时也提高了系统水耗,导致冲洗频率提升,如此往复循环不仅会造成除雾效率降低、压降提高,而且还会导致系统总的水不平衡。通过对除雾器叶片间气液两相流动情况进行数值仿真模拟、流函数—涡量方程和边界条件求解的研究,结合多次试验、论证,最终完成了除雾器结构设计的改进:在产品的结构设计上,增加了抗扰流技术:由于叶片间的高低压变化梯度,会在叶片间形成水力吊钩,有效防止了因较窄叶片间距所易导致生成固体架桥的问题,抗扰流设计,使吸附在叶片上的水滴更容易汇集并因重力作用而下落,同时有效防止了结垢现象的发生。同时,经过多次实验研究,我们总结出了除雾器断面最优临界烟气流速与流体介质密度之间的规律。这一规律的掌握,使我们在设计产品时有了可靠的计算依据。最优临界烟气流速的计算,保证了产品在一定烟气流速范围内在无二夹带现象产生的情况下获得了较高的除雾效率。为此,可以说,我们的除雾器是在最小压降、尽可能高的临界烟气流速下的产品(在特定系统条件下的,最大处理能力、最优处理效率、最小压力损失的除雾器),这对于除雾器产品结构设计本身来说,是一个挑战。超级乳化技术除尘脱硫工程流程框图
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