空塔与动力波洗涤器的比较

空塔与动力波洗涤器的比较 李俊塔'J动力泼洗涤怕比较 ? ^一冲 空塔与动力波洗涤器的比较 车俊 7&f/, 摘要刊冶炼烟气箭酸的醛洗净化工艺中Ll有ft丧性两种媪式洗涤空塔和动力故 洗僚器钓』 特竿歇 乞移1碱.关键词空塔动力波洗潦器净化冷却效率比较J.'';// 1前言 冶炼烟气制酸的酸洗H牛化工艺通常采用式 洗涤器对烟气进行除坐降温和啦收划气中的: 氧他硫.湿式洗涤器是液体(通常为稀酸)乍 为洗涤介质,通过气一液榻接触.宴戏传热, 传质等过程.因而获得尽能凡的气一箍两牛f]疆 触面成为此种设备的关键.常用的湿式洗涤器 有:空塔,文丘里洗僚器,填料塔,泡沫塔等 近年来,铡陵金隆[程,贵爱冶炼『一期1:程的 烟气净化工艺又引进r杜邦公司的专和j技术—— 动力渡洗涤器.由l?j填料塔和泡涞塔易于堵塞, 力夫,常做为第二洗涤器,以下仅对常作为第 一 洗涤器的空塔和动力波洗涤器进行分析『41比 较 2空塔与动力波洗涤器的比较 2.1工作原理 空塔利用喷头使洗涤液雾化成细小的澈滴, 以增加液相比表面积.可选用离心式喷头分设于 塔顶,中,下部,使雾化液滴尽可能均匀地分散f 气体中,实现气,液两相的充分接触;也可选用 单旋流一直流式聚丙烯喷头,凄喷头喷角犬aI, 同水压下喷角稳定,布液均匀,只需安装在塔的预 部,使塔结构更为简单.. 李俊.男,工程师.南昌有色冶金设计研究航,江西 省南昌市八一大道】号33f))! 收稿日期:1999…0718 动力波洗涤器则充分利用f液丰日和气相两者 的动能,其工作原理见图I 图1动力波洗涤器的工作原理 气体自上而下高速进入洗涤管,洗涤液通过 特殊结构的喷嘴自下而上逆喷人气流巾 液两相高速逆向对撞.当气一液栩动量达到平 衡时,形成一个高度湍动的泡沫区,在此域L}|气 一 液两相不仅接触面积大,而E{接触表面j:断地 得到迅速更新,达到高效洗涤效果 从圈2可以看出,动力波洗涤器的关键是使 液速和气速处于一个特定的,接近液泛的K域 —— 泡沫区当气,液流速均很低时.气一液问发 生分层,液面平静随着气速的增加,液波开始形 成,接着波峰被吹离,当气速足够高时,液体破雾 化成细小的液滴.此时的操作匿与文丘里或其它 利用碰撞作用的湿式洗涤器的操作区相似随着 液速的增加最终到达气体鼓泡通过连续液相的 状态一 999年笫b 图2气一液两相流动状态 2.2特性 贵溪冶炼厂一期工程硫酸系统的空塔和二 期工程硫酸系统的一级动力波洗涤器的特性作比 较,结果见袁. 表I空塔和一级动力波洗涤器的特性比较 空塔磊 内径/nml 高度/nlrtt 截而积向 气体人口温度/? 气体出口温度/? 处理气量/m3?h' 处理气量(操作态)/n-h 空塔气速(操作态)/nm 循环酸人口温度/'C 出口温度A, 流适/nr-h 喷淋密度?【1 液气比/n.砌 压力降/Pa 6【 61 370 】】【 n11(国内一般 l5,2t)) 2996 1)(1(132 【】(1Ol(据介().f)03 , 0【1(16) , 500—2cHm *工艺计算中按空心塔器截面汁算的气速 由表l可见: a动力渡洗涤器的空塔气速和喷淋密度都 远大于空塔,这是由于动力波洗涤器充分利用了 液流和气流两者的动能,以较小的截面积获得较 大的气一液两相接触面 动力波洗涤器的液气比大于空塔,因而 b. 处理相同气量的烟气时,液体喷淋量较大,即液相 动力消耗较大. c动力波洗涤器的压降大于空塔,相应增 加r二氧化碗主鼓风机的动力消耗. 2.3净化效果 a.由表2可见,单级动力波洗涤器的除尘 效率大于单台空塔,而且随着动力波洗涤器级数 的增加,除尘效率也相应增大据孟山都公司技 术交流 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 介绍,对于一个典型的三级动力波洗 涤系统,除尘效率可达99%以上.但根据贵溪冶 炼厂的生产实践,按"空塔+洗涤塔"的传统洗涤 方式,最终除尘效率也可满足设计要求. 表2空塔和动力渡洗涤器净化效果的比较 设备陈尘效率际砷效率陈氟效率 柏 61),75空塔 (国内一般值) 空塔+洗涤塔 (贵冶一期实测值) 单级动力波洗涤器 r需【JJ都介绍值) % 50 ) —— n >9099.38998 80,855050 gt;90(金隆工程宴测平均值)H' 罂.璧,,927478.33& b.由表2可见,单级动力波洗涤器的艨砷 氟效果不好,约为50%,这是由于350?的烟气 中尘为较大的固体颗粒,而砷,氟为气态形式单 级动力波对于粒度越小的颗粒,其脱除效果越差 但在一级动力渡洗涤器后设气体冷却塔(填料 塔),在气体冷却过程中砷颗粒逐渐增大,从而使 二级动力渡的除砷效率提高到约80%.同叫由 于二级动力波中洗涤酸的浓度很低,除氟效果也 比较好.最终一个二级动力波洗涤系统的除氟效 率可达到9O%. c.动力波洗涤器允许人口烟尘量比空塔 高,据介绍可达7,10g/m3,而除尘效率仍可达 到设计要求.据介绍,大颗粒捕集率在90坼 上,小颗粒捕集率在50%--60%. d.动力波洗涤器允许烟气量在设计气量的 50%,100%范围内波动,而总的除尘效率不受影 响.这是由于动力渡洗涤器设有大开孔喷嘴,娴 气量波动时,液体喷液量不变,只是形成的泡诔区 位置向上或向下移动,除尘效率是一样的而根 据贵溪冶炼厂生产实践,空塔对于烟气量波动的 适应性也较强. 一如,,一,?? 李使空塔与动力泼洗涤器的比较 e.动力波洗涤器由于采用大开孔喷嘴,循 环液可在较高的固含最下运行而唢嘴不会披堵塞 (据加拿大英坷冶炼厂介绍,循环液中可达 25%),因而减少r酸液的抽出量.相应减轻r废 酸处理装置的负荷 2.4降温效果 以表1数据作为计算条件,根据以下公式,可 分别估算出空塔和动力渡洗涤器的容积传热系 数. Kv- 式中:Kv——容积传热系数,kJ/(m3?h-K); 0——从气体中取出的热量,k】At; v——洗涤器容积,; ?一对数平均温差.K. 由以上公式算得容积传热系数分别为:空塔 4】1.99k】/(m-h-Kj.级动力波洗涤器 1l403.85k】/(n?h?K). 可见动力波洗涤器的容积传热系数远大j:空 塔,因而对于处理相同气量和入口温度的烟气,为 达到相同的烟气出口温度,空塔的容积显然要远 大于动力波洗涤器喷射筒的容积,当然喷射筒还 需配有气液分离器,但气被分离器的容积要小于 空塔.另外空塔出口烟气的湿饱和度一般只能达 到80%,90%,必须经洗涤塔后才能基本进到饱 和,而一级动力渡洗涤器出口烟气中的湿含量已 基本达到了饱和.因而从降温效果看.一级动力 渡洗涤器优于空塔. 2.5除雾效率 空塔和动力渡洗涤器的除雾效率比较见表3. 表3宝塔和动力波洗涤器除雾效率的比较 设备[循环酸%] 空塔(国内一般值)50 空塔+洗涤塔 (贵溪冶炼厂实测值) 单级动力被洗涤器 (盂山都公司介绍值) =级动力渡洗涤器 (贵溪冶炼厂设计值) 9() 7f) 9() 由表3可见,单级动力波洗涤器的脒雾效率 大于单台空塔.经后续设备后,两者的除雾效率 均可达到90. 2.6结构特点 动力波洗涤器根据使用环境一般可由耐氟玻 璃钢,不锈钢或钢(加衬里)制造,在大多数情况下 容器可由玻璃钢制作,液体喷射器由氟塑料制作 以防腐耐磨.以金隆工程一级动力波洗涤器为 例.它由烟气过渡段,逆喷管,喷头组和集液槽4 部分组成,烟气过渡管采用钢衬聚四氟乙烯加耐 酸砖构成;逆喷管由FRP溢流堰和逆竖喷管构 成;喷头组分两段设置,每段有3个聚四氟乙烯喷 头,一段喷头组设在逆喷管中部,二段喷头组设在 逆喷管烟气出12;1处.其中在一段喷头组中心处设 有一应急喷头;集液槽由直径为5490n】不I筒体和 锥底组成,整体玻璃钢制作 空塔结构较为简单,主要要考虑进气口形式 以贵溪冶炼厂一期工程的空塔结构为侧.它的塔 体和塔底为耐氟玻璃钢制成.塔顶为抗火石外涂 鳞片涂料,塔顶重量落在固定于支架上的槽钢制 圈粱上,塔壁最上部设有一道溢流堰,酸液滑塔内 壁均匀溢流而下,从而保护了塔壁,塔壁上部与塔 顶之间采用膨胀节吸收热膨胀量. 3结论 通过对空塔和动力波洗涤器的工作原理,特 性,效率和结构特点的比较可以看到,空塔的优点 在于结构简单,对烟气量波动有一定适应性,性能 稳定,气体阻力小等,而缺点是容积大,效率低. 动力波洗涤器的主要优点是效率高(除尘,降温, 除雾),容积小,对烟气量波动的适应性更强,性能 稳定,可在高固含量下操作,减少了废酸抽出量, 缺点是增加了液相和气相的动力消耗,并且由于 是专利技术,一次性投资较大因此在冶炼烟气 制酸中,是采用传统空塔还是采用动力渡洗涤器 作为第一洗涤塔,应根据烟气条件,工艺要求和资 金等多方面的因素综合考虑确定. 本文部分数据资料由责溪冶炼厂朱森总工程 师提供,谨在此袁示感谢.