喷淋塔吸收酸性、酸碱气体工艺及注意事项
喷淋塔内填料层作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔底部装有填料支承板,填料以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。喷淋塔喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。当液体沿填料层向下流动时,有时会出现壁流现象,壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。因此,喷淋塔内的填料层分为两段,中间设置再分布装置,经重新分布后喷淋到下层填料上。
喷淋塔作为一种新型喷淋吸收设备已在废气净化中得到广泛应用。它将硫化床的概念发展到汽液传质设备中,使喷淋塔中的填料处于流化状态,因而使传质过程能够得到强化。
它的特点是:气速高,处理能力大,塔的重量轻,汽液分布比较均匀,不易被固体及黏性物料堵塞。特别是由于塔内湍动强烈,故质量及能量传递得以强化,因而能够较大地缩小塔径,降低塔高。该塔处理风量较大,空塔气速1.5~6.0m/s,喷淋密度20~110m3/(m2·h),压力损失1 500~3 800Pa,喷淋塔的除雾装置采用旋流板除雾器,通过使气体通过塔板产生旋转运动,利用离心力的作用将雾沫除下,其除雾效率可达98%-99%,而且结构简单压降较小。
喷淋塔对于各种腐蚀性气体净化处理效果明显,能有效去除氯化氢气体(HCl)、氟化氢气体(HF)、氨气(NH3)、硫酸雾(H2SO4)、铬酸雾(CrO3)、氰氢酸气体(HCN)、碱蒸气(NaOH)、福尔马林(HCHO)等水溶性气体。喷淋塔净化效率高、操作管理简单、使用寿命长。净化处理后的酸碱废气排放达到国家排放标准。
本设备分单塔体和双塔体。采用圆形塔体,用法兰分段联接而成。具体由贮液箱、塔体、进风段、喷淋层、填料层、旋流除雾层、观检窗、出风口等组成。
适用范围:炼油厂、橡胶厂、皮革厂、印刷厂、化工厂、中西药厂、金属铸造厂、塑料再生厂、喷涂溶剂、食品加工厂、肉类加工厂、屠宰场、家禽饲料场、造纸厂、污水处理厂、垃圾转运站等有机和无机物废气净化处理。
喷淋塔使用注意事项:
1、循环水量的调节:由喷淋塔供水泵来决定,当运行一台锅炉时开一台即可,当冬季两台或三台同时运行时,将两台水泵全部打开,泥浆泵其流量应根据循环泵的流量来调节,使其相等即可。
2、喷淋塔内加药池内的加药量:当运行一台锅炉时,加入碱2袋,加入熟石灰5袋,如冬季运行两台或三台时,可按相应倍数增加药量。
3喷淋塔沉淀池要经常清理,夏天一周清理一次,冬季三天清理一次。
4、灰水分离器排污时,每班排放一次,要分别打开排污阀门,直到有清水排出为止。
5、以上各转动部件要经常检查、注油,发现故障要及时排除,以保证喷淋塔脱硫效果。
6、在上、下楼梯加药时要注意安全,要有自主保安,相互保安意识。
7、工作完毕要及时清理好卫生,做到人走场地清。
来源、作者:郑州赛博科教设备有限公司
5%NaOH溶液(逆流)吸收净化硫酸烟雾相关参数
此次设计拟采用5%NaOH溶液(逆流)吸收净化硫酸烟雾。
2.2集气罩的设计
2.2.1集气罩基本参数的确定
由设计资料知:d=1000mm,H'=1200mm,
取H=500mm, α=90˚
则D0=d+0.8H=1000+0.8×500=1400mm
罩下口面积为F0=0.25×3.14×1.42=1.5386 (m2)
罩下口边高为h1=0.25=0.25×=0.31 (m)
罩上口直径拟定为d0=350mm
2.2.2集气罩入口风量的确定
(1)冬季 环境温度为-6℃,槽料内加酸后温度可达100℃,
取吸气罩入口速度
集气罩排风量
(1)夏季 环境温度为31℃,槽料内加酸后温度可达100℃,
集气罩排风量
由于冬季排风量大于夏季排风量,应以冬季排风量来计算。
2.3填料塔的设计
2.3.1填料塔参数的确定
(1)填料的规格及相关参数 本设计拟选用50×48×1.8规格的塑料鲍尔环填料(乱堆)。
填料参数为:φ=120m-1, α1=106.4m2/m3
(2) 计算泛点气速本设计采用质量分数为5%的NaOH为吸收液(参数近似取水的参数)。
取液气比=3.5
因=,即==×3.5=2.169
所以 ()0.5=2.169×()0.5=0.0695
查埃克特通用关联图知 ()μL0.2=0.168
吸收液温度为20℃,μL=1mPa·s
Ψ==1可得 uf==3.655(m/s)
(3)计算操作气速u 操作气速为 u=0.7uf=0.7×3.655=2.56(m/s)
(4)计算塔径 由于集中处理三个集气罩的排气量,则填料塔中的混合气体体积流量为
VG=3Q=3×0.765=2.295(m3/s)
填料塔塔径: D===1.068(m)
圆整D=1.2m(查资料得塔径规格通常为偶数如800mm,1000mm,1200mm,1400mm等)
(5)利用圆整后的塔径重新计算操作气速u。
U==2.03(m/s)
(6)校核填料直径与塔体直径的比 =50/1200=0.042<,符合要求。
(7)校核填料塔的喷淋密度 当填料d≤75mm时,填料的最小润湿率为0.08m3/(m·h),最小喷淋量为
L喷min=(MWR) α1=0.08×106.4=8.512[m3/(m2·h)]
L喷==15.05m3/(m2·h)>L喷min,符合要求。
2.3.2填料层高度确定
(1)填料层高度的计算 由设计资料知
kGa=144/103×106.4=148.7kmol/(m3·h·atm)(1atm=101325Pa
,kLa=0.7/103×106.4=0.72h-1
当地大气压p=734/760=0.966(atm)=97879.95Pa
入塔气体中污染物体积含量 y2=y=0.000734
出塔气体中污染物体积含量 y1=×22.4×0.001=0.0000457
则入塔气体中污染物的分压 pA2=py2=0.966×0.000734=0.000709atm=71.8Pa
出塔气体中污染物的分压 pA1=py1=0.966×0.0000457=0.0000441tm=4.7Pa
吸收液中活性组分的临界浓度GKP=bpA=2×pA=411.429pA
填料塔液相进口的临界浓度
CKP1=411.429pA1=411.429×0.0000457=0.0188(kmol/m3)
填料塔液相出口的临界浓度
CKP2=411.429pA2=411.429×0.000709=0.292(kmol/m3)
液相进口处活性组分的浓度 CB1==1.25(kmol/m3)
液相总浓度 CT=1000/18=55.556(kmol/m3)
由物料平衡式知 (pA-pA1)= -(CB2-CB1)
得-= 即 -×=3.5得CB2=1.229kmol/m3
因CKP1
求90℃时气体的摩尔体积V
因V0/T0=V/T,则22.4/273=V/(273+90),得V=29.785(L/mol)
气体的摩尔流率:G===270kmol/(m2·h)]
液体的摩尔流率:L=3.5×270=945[kmol/(m2·h)]=17010kg/(m2·h)
填料塔床层高:h= =5.15m
(2)填料塔床层压降的计算
()μL0.2=×()×10.2=0.052
查埃克特通用关联图知:由于前已计算横坐标为0.168,查埃克特通用关联图可知 Δp’=590(Pa/m)
填料塔床层压降:Δp=590×5.15=3038.5(Pa)
2.3.3填料塔附件选择
(1)选用斜口气体分布器,进口管直径340mm,进口风速15.70m/s,阻力约500Pa
(2)选用栅板支承板,阻力约200Pa;
(3)选用多孔盘管式液体分布器,阻力约50Pa;
(4)选用液封排液装置;
(5)选用折板除雾器,出口管直径200mm,阻力约100Pa。
2.3.4填料塔总压降
Δp=3038.5﹢500+200+50+100=3888.5(Pa)
2.4管网设计
2.4.1风速和管径的确定
保证管内风速在的范围内,本设计选用15.59m/s左右,保证较小的压力损失,并以此标准选择管径,圆整后复核风速。
管径以400mm为主,只是在填料塔进口位置选用300mm管径。