脫硫塔運行過程中脫硫效率不高、運行阻力過大的原因分析

目前的濕法脫硫塔在運行過程中普遍存在脫硫效率不高、運行阻力過大的問題。針對此問題產生的原因，利菲爾特商丘分公司對鈣基濕法脫硫塔內煙氣流動特性及內部構件參數進行了大量的研究與分析，分析如下。

1、單側進煙方式使得煙氣偏流現象嚴重

目前市場上廣泛應用的濕法脫硫塔均采用單側進煙方式，煙氣從一側進入脫硫塔后首先向對側的壁面發起沖擊，之后向上運動排出塔外。這樣的進煙方式使得脫硫塔內一側煙氣流量過大，而另一側煙氣流量過小，為了平衡塔內的壓力，上部區域的煙氣會回流至靠近入口煙道側的區域，從而在塔內形成渦流區。在該區域內，煙氣久積不散，不易排出塔外，損耗了塔內的有效利用空間。目前的噴淋層設計原則依然為盡量保證在脫硫塔的各個橫斷面的漿液均勻分布，即自上而下的漿液均勻下落。脫硫塔在此種煙氣分布狀況下，在煙氣流量較大的區域內石灰漿液不能較大程度上脫除煙氣內的含硫成分就被排出塔外，而在渦流區內，煙氣內的含硫成分雖然脫除的較為徹底，但該部分煙氣不能及時快速地排出塔外，從而直接影響了脫硫塔的脫硫效率。且為了延長煙氣在塔內的停留時間，目前的濕法脫硫塔入口煙道的設計往往會向下切斜一定角度，這種方式更加加劇了塔內的渦流現象。

2、均流設備的配置不合理使得塔內流動阻力過大

為了改善塔內煙氣流場，較為常見的做法是在塔內增加均流設備或增大石灰漿液的噴淋量。較為常見的均流設備包括（孔板托盤、旋流式高效均流器）等。均能設備一般安裝在脫硫塔入口煙道上方1~1.5ｍ處，其可以做到平衡塔內氣壓，從而有效削弱由單側進氣方式產生的煙氣偏流現象，改善均流設備上方煙氣分布狀況。但均流設備的均流效果跟其自身設計參數相關，主要為開孔率及孔徑，開孔率越大，孔徑越小，均流效果就越好。但其均流效果越強，其產生的流動阻力也越大。在單側進氣方式下，脫硫塔入口對側區域的煙氣流量較大，煙氣速度也較大，該部分煙氣在繼續向上運動時被托盤阻擋，被迫向兩側擴散，而其擴散的程度也與均流設備的均流效果相關。通過流動阻力計算公式可知，該部分區域的流動阻力也較大。理論上，均流設備可以做到煙氣在經過其后的流場變得非常均勻，但這樣的均流設備產生的阻力損失卻是不可估量的。因此，在工程實際應用中，均流設備確實可以達到顯著改善塔內流場均勻性的目的，從而提升脫硫效率，但一般都是以犧牲一部分塔內流動阻力余量為代價的。這就使得各廠方為了平衡均流設備的均流效果以及產生的流動阻力，往往選用的均流設備的均流性能有限，煙氣在進入之前擴散的區域并不會較大，這使得流量較小一側的煙氣在經過均流設備后該處區域煙氣流量依然較小。脫硫塔托盤上方的煙氣分布均勻性雖然較為之前有了較大改善，但依然存在煙氣流量較大一側以及煙氣流量較小一側，雖然極大程度上避免了較大渦流的產生，但以此產生的脫硫效率的提升并不顯著，還會增大脫硫塔內的流動阻力。

3、噴淋裝置的配置不合理使得脫硫效率提升不大

為了提升脫硫塔的脫硫效率，另外一種較為普遍的做法是增大石灰漿液的噴淋量。該方法有幾種實施方式，一種是增加原脫硫塔的噴淋層數，在之前基礎上再增加一臺漿液循環泵，另一種是增加原噴淋管中的石灰漿液的噴淋量。兩種方法均增大了塔內石灰漿液的噴淋量，但在單側進氣方式條件下，脫硫塔總脫硫效率的提升是由塔內煙氣流量較大一側區域產生的，在煙氣流量較小一側區域，大量的石灰漿液被白白浪費，長此以往，大大降低了脫硫塔的經濟效益。而且此舉也會增加脫硫塔內的流動阻力，據數據顯示，一層噴淋層運行時的阻力大概為200Pa左右。因此，該方法是以犧牲脫硫塔的經濟效益換取脫硫效率少量的提升。

脫硫塔

除此之外，噴淋層的噴咀結構及排列形式是影響脫硫塔橫斷面漿液分布的關鍵因素。目前噴淋層噴咀的設計原則為盡量保證自上而下的漿液在橫斷面各個參考點的漿液流量保持一致，在單側進煙方式造成了塔內煙氣橫斷面流場不均，這就使得自上而下的均勻分布的漿液無法得到有效的利用，從而無法保證較高的氣液反應速率。

4、除霧器的配置不合理使得除霧效果變差

塔內除霧器的處境與上述均流設備的處境相差不大。除霧器的除霧效果與除霧器的板間距有關，板間距越小，除霧效果越好，但其產生的流動阻力越大。除霧器為保證除霧效果，板間距一般都較小，當較大流量的煙氣通過時容易造成除霧器的堵塞，進一步增大了塔內的流動阻力。

5、脫硫塔內各部件協調不合理使得提效與降阻難以并行

在目前脫硫塔內的配置中，較為常用的為多種提效與降阻措施并行。如在塔內增設高效率的均流設備同在運行中長期停運一層噴淋層并舉，在塔內增設中等效率的均流設備同在適當負荷下停運一層噴淋層并舉，在塔內増加一層噴淋層同減少每一層的噴淋量并舉等。諸種方法的實施的目的在于提升脫硫效率的同時，不過分增大脫硫塔內的流動阻力。但這些方法的實施并不能從根本上改變單側進煙方式造成的脫硫塔低效高阻，實際運行起來往往會出現脫硫效率提升不大，塔內流動阻力更加大的問題，與市場追求的脫硫塔的高效低阻的目的往往背道而馳。

綜上所述，目前的濕法脫硫塔脫硫效率不高、阻力損失過大的問題，根本上是由于單側進煙方式使得脫硫塔內的煙氣流場極度不均造成的，在不改變脫硫塔的進煙方式時，其他措施往往難以實現脫硫塔提效與降阻的并行。