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0 前言
隨著我國經濟的高速發(fā)展，使我們對能源的需求越來越多，伴隨能源的加速利用其中煤炭的利用最為廣泛[1]，煤炭的大量直接燃燒造成的污染物排放急劇增加，以煤為主的能源造成排放嚴重，給環(huán)境帶來了嚴重污染，實施減排技術并進行排放總量排放是我國持續(xù)發(fā)展的迫切要求。
1 濕法脫硫工藝脫硫塔類型
1.1 噴淋塔
原理：脫硫塔吸收液在噴淋塔內經噴嘴霧化，液體與煙氣充分接觸吸收并除去其中的；脫硫效率可達到95%以上，該塔的有點有結構先對簡單，操作難度小，壓損小，引風機系統(tǒng)阻力小，脫硫過程中除塵降本一并操作。缺點是氣液很難充分接觸，混合不均勻，噴嘴易結垢堵塞等。
1.2 填料塔
原理：吸收液在填料塔內沿著填料表面向下流動形成液膜，與煙氣接觸后吸收并去除其中的脫硫效率達到95%以上，其結構相對復雜，對填料的選擇可以多樣化，耐腐蝕，耐高溫，耐持久性，操作彈性大，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。缺點是易形成液泛，自控水平較低，填料檢修麻煩，系統(tǒng)阻力大，長時間運轉后，效率較低，較難清洗。
1.3 鼓泡塔
原理：吸收漿液在塔底以液層形式存在，通過鼓泡反應器將煙氣鼓入，形成泡狀，氣液接觸后吸收并去除其中的SO2，其脫硫效率高達95%以上，其優(yōu)點為成本低，耐腐蝕，較其他形式脫硫塔，吸收容量大，氣液接觸時間長，運行穩(wěn)定可靠。缺點是空塔氣速低，只適用于中小量煙氣，塔底液較多時，壓損大，引風機系統(tǒng)阻力較大，耗能增加。
1.4 板式塔
原理：脫硫漿液逐板往下，煙氣逐板往上，逐流接觸后吸收并除去其中的SO2。脫硫效率高達95%以上，結構簡單，成本低，空塔氣速高，處理氣量大，脫硫過程中除塵降溫一并操作，維護保養(yǎng)方便。缺點是制造工藝要求高，安裝嚴謹，操作彈性小，容易發(fā)生偏流側流，效率降低。
1.5 液柱塔
液柱塔作為一種新興的脫硫塔型，其特點為氣液接觸比較充分，脫硫的效率較高，煙氣進入塔后在上升過程中穿過吸收液區(qū)域，其反應區(qū)域是含有脫硫劑的循環(huán)吸收液在塔的中部向上噴射，通過逆流與煙氣順流的液柱相接觸，然后在頂部分離，最后形成自上而下與煙氣逆流的液滴，液柱塔中的液滴的平均直徑要比噴淋塔中的大，而且，在整個氣液流場中，液滴的分離和聚集不停的交替。
2 脫硫塔的設計理論原理
脫硫塔的理論設計主要原理是雙膜原理，根據雙膜原理將噴淋塔的結構參數模擬出來，據此可推算出出該塔的高度直徑等重要數，理論上，脫硫塔的設計高度是由傳質單元高度及傳質單元數決定，而操作線和平衡線的相對位置受液氣比影響。脫硫塔本體的外形尺寸主要由塔體的、反應液的體積、吸收及除霧區(qū)的高度。其尺寸的大小由進氣量、煙氣的流速、液氣比、噴淋層數等來確定[3]。
2.1 操作線和液氣比
目前噴淋塔絕大部分為氣液逆流的操作，塔內煙氣向上進行流動，吸收液滴向下滴落，充分增加氣液接觸面積，這里我們設在液相中的摩爾分數x，在氣相中的摩爾分數y，那么可以得到：
（1-1）
（1-2）
根據物料衡算原理我們可以得到操作線方程：
（1-3）
吸收劑流量， 載氣流量，
2.2 吸收區(qū)高度
一般來說，煙氣總量一定，隨工作負荷變化而小范圍波動，但影響不大，而在一定脫硫效率的要求下，脫硫塔高度一定，當煙氣量增大時，我們只需將脫硫塔直徑增大，那么吸收區(qū)的理論計算公式為：
（2-1）
（2-2）
（2-3）
（2-4）
其中： H0— 傳質單元高度，m
表示傳質單元數，數值為煙氣進出口濃度差與平均推動力的比值，作為一個衡量煙氣中吸收難易程度的度量，完成既定吸收量的塔高隨該值變大而變大，影響吸收區(qū)理論設計高度的因素主要有： 煙速、液氣比、吸收液值等內在參數，除此之外，還包括吸收塔的塔徑，結構等外在參數。
2.3 填料塔直徑計算
填料塔的直徑DT計算主要是根據煙氣的總流量Q和煙氣流速μ，公式如下：
其中： 直徑，m Q— 煙氣流量， μ-煙氣流速，
2.4 填料層壓力降的計算
，與填料的尺寸、堆放、類別方式有關，且隨兩相的流速而變化�？捎米顬楹唵螌嵱玫墓絹碛嬎悖�
式中：
2.5 填料層高度計算及塔高的確定
：
令（氣相傳質單元高度），（氣相傳質單元數）
，：
；；。
煙氣流速我們一般用泛點氣速法、氣相動能因子法或氣相負荷因子法等確定，這里我們選用泛點關聯式計算：
——空塔液泛氣流速度，m/s g——重力加速度，kg/m3
ρc——氣相密度， ρL——液相密度，kg/m3
μL——液相粘度， qmL——液體質量流量
qm，G——氣體質量流量
漿液面高度a
漿液池容積V1
VN ——標準煙氣濕態(tài)體積，Nm3/h ——液氣比 t1——漿液循環(huán)停留時間
3 總結
填料塔中的填料增加了煙氣與漿液接觸的時間，增加了氣液的接觸面積，但由于填料的存在，結垢嚴重，且清理起來也較困難，運行和維護比較麻煩。鼓泡塔氣液接觸時是將氣相高度分散到液相中，氣液傳質較充分，傳質的效率高，但煙氣阻力大，其內部結構較復雜，容易結構堵塞。液柱塔的脫硫反應區(qū)域內，液柱向上噴射同時發(fā)散低落，吸收劑液滴之間不斷碰撞，又會產生新的表面，又由于液柱是根據氣流是在脫硫反應塔內的流場分布的[4]，從而氣流能夠最充分地和吸收劑液滴發(fā)生反應，又由于噴淋塔和液柱塔是空塔，阻力小，不易結垢。
