液柱塔的特點是:結構簡單,內部元件較少,對于煙氣的含塵量沒有要求,并且方法本身有比較{的粉塵處理能力,噴頭孔徑較大不易堵塞,而且由于吸收區為空塔降低了結垢風險,對于石灰石制備設施要求不是很高,并且系統有很大的負荷調節范圍。
國外曾對一個增加了淋盤以提高電廠脫硫系統性能的全尺寸霧化塔進行過全面的性能測試。測試報告表明,增加一個淋盤后,電廠脫硫工藝脫硫效率從90%(NTU=2.3)增加到94%(NTU=2.8)。
電廠用戶經常要求在電廠脫硫系統全面失電等緊急情況下,電廠脫硫系統能將未經脫硫除塵設備處理的煙氣全部或部分旁路到煙囪。
液滴尺寸的下限限度主要由除霧器的遺留霧特性和液滴夾帶特性確定。在一個煙氣流速為3~4m/s的常規噴霧塔中,直徑小于500/mi的液滴將被煙氣向上帶入除霧器中。
在電廠脫硫系統中石灰石漿液噴嘴設置在原煙氣進人吸收塔之前的水平煙道中,在石灰石脫硫工藝中,脫硫反應在煙氣流過噴嘴層的在水平煙道和吸收搭上部進行。
在電廠脫硫系統中,溶質滲透理論和表面更新理論比雙膜理論更接近實際情況,但t0或S難以測定,將它們用于實際的傳質過程仍有一段距離,故目前一般都采用雙膜理論來描述電廠脫硫系統氣液吸收反應的特征。
電廠脫硫系統的總體布置與電廠現場的情況緊密相關。電廠用戶可以確定現場哪些地方用于安裝吸收塔,哪些地方用于安裝電廠脫硫技術配套系統。
噴霧淋盤塔是一種將逆流霧化塔與多孔淋盤組合在一起的吸收塔。為提高性能,也有在原有的開式噴霧吸收塔內加裝淋盤的。
按照煙氣與吸收塔內循環漿液的相對流動方向,廣泛用于石灰石脫硫工藝的吸收塔可以劃分為兩種主要的類型:逆流和順流。
在石灰石/石灰濕法FGD系統中,固體停留時間一般在12~24h。時間過長,會對固形物的物性、脫水和處理帶來一些負面影響,究其原因,這是由于循環漿液泵和脫硫磨粉機攪拌器的剪切力作用,會使石膏晶體被磨損和打碎。
與逆流設計相比,順流布置卻有一個實實在在的優點,那就是在吸收塔中可以采用較離的煙氣速度。吸收塔中較高的煙氣速度意味著可以采用一個尺寸較孝價格便宜的吸收塔。
石灰比石灰石具有更好的溶解度和更強的堿性,因而其運行的pH值也比石灰石電廠脫硫工藝高。
由于石灰濕法電廠脫硫工藝依靠可溶性亞硫酸鹽去中和漿液中的SO2,因此通常只有在石灰石濕法電廠脫硫工藝中才采用就地強制氧化(在反應罐中進行氧化)。
在石灰石濕法電廠脫硫工藝中,每吸收1mol$SO2會在煙氣中增加1mol的CO2,而在石灰濕法FGD工藝中,則會除去煙氣中少量的CO2(一般小于0.1mol CO2/摩爾SO2)。
對于石灰或石灰石,有著明顯不同的理想pH值和反應劑當量比。對于石灰石電廠脫硫系統,取決于石灰石價格和是否生產石膏。
在石灰石/石灰電廠脫硫系統濕法電廠脫硫工藝中較重要的可溶性成分包括鎂、鈉和氯化物。鎂是隨石灰石或石灰進入系統的,有時在石灰FGD工藝中也人為地加入鎂。
在電廠脫硫系統,電廠脫硫工藝流程中的另一種重要反應是SO32-、HSO-3氧化成SO42-的反應。一般情況下,這些反應中的氧均來自于煙氣。
總體來說,石灰石和石灰兩種濕式煙氣脫硫工藝化學過程是非常相似的。兩種電廠脫硫系統工藝都是采用堿性溶液吸收煙氣中的SO2,所產生的脫硫副產品都含有亞硫酸鈣和硫酸鈣,只是兩者的一些工藝流程細節和運行特性有所不同。
在石灰石濕法電廠脫硫工藝中也可采用順流填料塔,在該種吸收塔中,煙氣與循環漿液流動方向相同,SO2在含有漿液的填料表面上被吸收。
可用于電廠脫硫系統的空余場地。一個FGD系統要求鍋爐尾部要有足夠的空余場地,單是吸收塔所占空間就與脫硫除塵設備,除塵w粒排放控制設備(電除塵器或袋式除塵器)相當。
用于副產品處理的場地。一個電廠脫硫系統每脫除1kgSO2會產生接近3kg的固體副產品。固體副產品的濕度在10%〜40%之間,這主要取決于脫硫劑及硫化物氧化的程度。由于我國電廠多燃用高灰煤種,對含硫10%以上的煤,脫硫產生的固體副產品的數量就與煤燃燒產生的灰量相當,并同樣面臨類似的灰渣處理問題。
在一個石灰石吸收塔中,填料結構通常被設計得避免堵塞和易于清洗。通常將填料制造成規則的模塊結構,以便于安裝。可以選擇多種材料制造填料,聚丙烯材料就是一種典型的選擇。
當地石灰或石灰石資源及可用性。石灰石是世界范圍內所發現的一種普通礦物。為了確定電廠當地的石灰石脫硫工藝的脫硫特性,需要考慮當地采購石灰或石灰石的可行性、運輸價格、運輸能力,并確定究竟應當選擇什么成分的脫硫劑。
設計和運行抑制氧化工藝的目的就是要使SO2的氧化率低于0.15。在這種條件下,由反應式生成的所有硫酸鹽都會以可溶性亞硫酸鈣和半水硫酸鈣的形式析出。在石灰石/石灰脫硫系統電廠脫硫工藝中,一般通過在循環漿液中加入硫代硫酸根形成抑制氧化。
資料表明,采用硫酸鎂電廠脫硫技術強化石灰石濕法煙氣脫硫系統,脫硫率可以從78%提高到83%。