認真選擇吸收塔中脫硝噴槍是控制FGD系統(tǒng)運行和維護費用的重要因素。在吸收塔中對噴嘴的選擇是最嚴苛的。在選擇脫硝噴槍時,對于給定的操作條件,應獲得最佳的噴霧特性。在吸收塔內,不論是反應速度,還是由液滴尺寸導致的接觸面積都會限制吸收進程。通常認為液滴的表面積對煙氣脫硫率的影響會大于90%,嚴格來說,有時可達95%以上。工程上脫硫脫硝率達不到要求,經認真考察認為唯一的原因是脫硫噴嘴的霧化效果差,石灰石漿液噴霧后所提供的接觸反應的液體表面積過小。
下面介紹脫硫脫硝噴槍噴嘴的主要性能參數:
1、平均粒徑及霧滴粒徑分布噴嘴的霧化性能取決于漿液進口壓力、漿液的黏度、表面張力和噴嘴結構參數等。當噴嘴進口壓力越大,噴嘴壓力降越大,通過噴嘴的流量越大,而噴嘴霧化漿滴平均直徑越小。霧化漿滴平均直徑通常采用體面積平均直徑(Sauter平均粒徑)來表示。影響漿滴平均直徑的因素很多,目前只能依靠實驗的辦法來建立方程。對于切線入口噴嘴,其漿液平均直徑的計算公式為DVS=572.8d1.589σ0.594μ0.220Q-0.537式中,DVS—體積-面積平均直徑, μm;d—噴嘴孔徑,mm;σ—表面張力,N/m;μ—漿液黏度,N.s/m2 ; Q—體積流量,m3/s。噴嘴的噴霧霧滴粒徑分布對于多數應用都很重要,對于濕法脫硫系統(tǒng)更是有非常重要的意義。對于某一特定的工況而言,脫硫塔內的霧滴粒徑有一個最優(yōu)值。如果能噴出與最優(yōu)值粒徑均勻度很高的霧滴,就能減少投資及實現系統(tǒng)的經濟運行。
霧滴粒徑分布的均勻度通常用RSF表示:RSF=(DV0.9_DV0.1 )/DV0.5在濕法脫硫一般要求,霧滴的Sauter平均粒徑小于2100μm,RSF小于1。
2 噴嘴壓力降噴嘴壓力降是指漿液通過噴嘴通道時所產生的壓力損失,噴嘴壓力降越大,能耗就越大。噴嘴壓力降的大小主要與噴嘴結構參數和漿液粘度等因素有關,漿液黏度越大,噴嘴壓力降越大。噴嘴的壓力降的大小決定其工作壓力,壓力降越小,工作壓力也越小,循環(huán)泵電耗越小。
目前,雙空心錐切線型噴嘴工作壓力大致有0.5/0.7/0.8/0.85×105Pa幾個級別。
3 噴霧角噴霧角是指漿液從噴嘴旋轉噴出后,形成的液膜空心錐的錐角。影響噴霧角的因素主要是噴嘴的各種結構參數,如噴嘴孔半徑、旋轉室半徑和漿液入口半徑等。在濕法脫硫系統(tǒng)中,一般往下噴的脫硫噴嘴的噴霧角取90o,往上噴的脫硫噴嘴的噴霧角取120o。在靠近吸收塔壁面的噴嘴,為了避免壁面上的防腐材料受到沖刷而破壞,往上噴的脫硫噴嘴的噴霧角也取90o。
4 噴嘴流量噴嘴流量指單位時間內通過噴嘴的體積流量,噴嘴流量與噴嘴壓力降、噴嘴結構參數等因素有關。在相同噴嘴壓力降條件下,噴嘴孔半徑越大,噴嘴流量越大。噴嘴流量的計算公式為:Q=CDπ rD rD sqrt(2RΔP/ρ)式中,Q—噴嘴流量,m3/s;rD—噴嘴孔半徑,m; CD—流量系數; △P—噴嘴壓力降,Pa; —漿液密度,kg/m3。
噴嘴的流量最終將影響脫硫系統(tǒng)的經濟性,在給定的吸收塔中,選用流量大的噴嘴可以減少所需噴嘴的總數,從而降低系統(tǒng)的造價,大流量噴嘴的限制少且防堵塞性能好,這樣可有效地節(jié)約運行和維護費用。但選用大流量噴嘴也有所犧牲,其液滴尺寸要增大,所以不同噴嘴可接受的最大流量度受到這種噴嘴霧化效果的限制。濕法脫硫中的噴嘴的流量一般在50m3/h左右。
5 自由暢通直徑自由暢通直徑是指噴嘴允許通過球形雜質的最大直徑。自由暢通直徑約大,其芳堵塞的性能越好。
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