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脱硫喷嘴的主要性能参数


  认真选择吸收塔中喷雾喷嘴是控制FGD系统运行和维护费用的重要因素。在吸收塔中对喷嘴的选择是最严苛的。选择雾化器时,对于给定的操作条件,应获得最佳的喷雾特性。在吸收塔内,不论是反应速度,还是由液滴尺寸导致的接触面积都会限制吸收进程。通常认为液滴的表面积对烟气脱硫率的影响会大于90%,严格来说,有时可达95%以上。工程上脱硫率达不到要求,经认真考察认为唯一的原因是脱硫喷嘴的雾化效果差,石灰石浆液喷雾后所提供的接触反应的液体表面积过小。

下面介绍脱硫喷嘴的主要性能参数

1、平均粒径及雾滴粒径分布

  喷嘴的雾化性能取决于浆液进口压力、浆液的黏度、表面张力和喷嘴结构参数等。当喷嘴进口压力越大,喷嘴压力降越大,通过喷嘴的流量越大,而喷嘴雾化浆滴平均直径越小。
  雾化浆滴平均直径通常采用体面积平均直径(Sauter平均粒径)来表示。影响浆滴平均直径的因素很多,目前只能依靠实验的办法来建立方程。对于切线入口喷嘴,其浆液平均直径的计算公式为
    DVS=572.8d1.589σ0.594μ0.220Q-0.537
      式中,DVS—体积-面积平均直径,  μm;
         d—喷嘴孔径,mm;
         σ—表面张力,N/m;
         μ—浆液黏度,N.s/m2 ;
           Q—体积流量,m3/s。
  喷嘴的喷雾雾滴粒径分布对于多数应用都很重要,对于湿法脱硫系统更是有非常重要的意义。对于某一特定的工况而言,脱硫塔内的雾滴粒径有一个最优值。如果能喷出与最优值粒径均匀度很高的雾滴,就能减少投资及实现系统的经济运行。
  雾滴粒径分布的均匀度通常用RSF表示:
       RSF=(DV0.9_DV0.1 )/DV0.5
   在湿法脱硫一般要求,雾滴的Sauter平均粒径小于2100μm,RSF小于1。

2、 喷嘴压力降

  喷嘴压力降是指浆液通过喷嘴通道时所产生的压力损失,喷嘴压力降越大,能耗就越大。喷嘴压力降的大小主要与喷嘴结构参数和浆液粘度等因素有关,浆液黏度越大,喷嘴压力降越大。
喷嘴的压力降的大小决定其工作压力,压力降越小,工作压力也越小,循环泵电耗越小。目前,双空心锥切线型喷嘴工作压力大致有0.5/0.7/0.8/0.85×105Pa几个级别。

3 、喷雾角

  喷雾角是指浆液从喷嘴旋转喷出后,形成的液膜空心锥的锥角。影响喷雾角的因素主要是喷嘴的各种结构参数,如喷嘴孔半径、旋转室半径和浆液入口半径等。
  在湿法脱硫系统中,一般往下喷的脱硫喷嘴的喷雾角取90o,往上喷的脱硫喷嘴的喷雾角取120o。在靠近吸收塔壁面的喷嘴,为了避免壁面上的防腐材料受到冲刷而破坏,往上喷的脱硫喷嘴的喷雾角也取90o

4 、喷嘴流量

  喷嘴流量指单位时间内通过喷嘴的体积流量,喷嘴流量与喷嘴压力降、喷嘴结构参数等因素有关。在相同喷嘴压力降条件下,喷嘴孔半径越大,喷嘴流量越大。喷嘴流量的计算公式为:
    Q=CDπ  rD rD sqrt(2RΔP/ρ)
     式中,Q—喷嘴流量,m3/s;
        rD—喷嘴孔半径,m;
        CD—流量系数;
        △P—喷嘴压力降,Pa;
        —浆液密度,kg/m3。
   喷嘴的流量最终将影响脱硫系统的经济性,在给定的吸收塔中,选用流量大的喷嘴可以减少所需喷嘴的总数,从而降低系统的造价,大流量喷嘴的限制少且防堵塞性能好,这样可有效地节约运行和维护费用。但选用大流量喷嘴也有所牺牲,其液滴尺寸要增大,所以不同喷嘴可接受的最大流量度受到这种喷嘴雾化效果的限制。
   湿法脱硫中的喷嘴的流量一般在50m3/h左右。

5、自由畅通直径

  自由畅通直径是指喷嘴允许通过球形杂质的最大直径。自由畅通直径约大,其芳堵塞的性能越好。


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