烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法

烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法

Research on structural ca lculation m ethods of desulfurization absorber i n the pow er plant

李学栋1,2,陈世玉2

(1.山东鲁电环保有限公司,山东济南 250013;2.山东电力工程咨询院,山东济南 250013)

摘要::研究了火电厂烟气脱硫吸收塔总体结构,分析了吸收塔各种荷载对结构计算的影响,运用国内有关标准规范计算吸收塔壳体厚度,为脱硫行业吸收塔的总体结构计算提供参考。

关键词:脱硫吸收塔;设计;结构计算;壳体厚度计算

Abstrac:t By using the conventiona l me thod,the gene ra l structure o f flue gas desulfurization abso rber in the r m a l powe r p lan t s we re researched.The influence s to the ca lcula tion by a ll kinds o f l o ads t o t he de su lf ur iza tion ab-sorbe r we re ana lyzed.A cco rd ing t o the re lated code in Ch ina,t he resu lts o f ab sorbe r she ll t h ickness we re re-ce ived,and t he ca lcu l a ti o n me thod p rov i d ed a re ference f o r t he genera l struc t u re ca lcu lation o f absorbe r in the desulfuriza tion i n dustry in our coun try.

Key words:desu lfur ization ab sorbe r;design;structura l ca lcu l a ti o n;ca lcu la tion o f she ll th i c kness

中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2009)01-004-03

火力发电厂烟气脱硫吸收塔是一种大型常压塔类设备,其直径尺寸较大,但高度又不是很高,高径比一般均不超过3,在外观上与大型储罐相近;吸收塔内部设有喷淋层、除雾器等部件,同时,设备底部设有搅拌用转动机械,特别是吸收塔烟气进、出口,其开孔尺寸接近塔体直径,这些都有别于常规大型储罐结构。目前,国内还没有专门针对脱硫吸收塔结构的设计及制造标准,而设计时参照的 钢制塔式容器 (JB/T4710-2005)仅适用于高度大于10m,高径比大于5的化工塔器。

本文参照国内有关建筑结构荷载和抗震标准,对白马电厂烟气脱硫吸收塔的风荷载及地震荷载进行了分析计算,并参照 钢制塔式容器 (J B/T4710 -2005)和 石油化工钢制设备抗震设计规范 (S H3048-1999)中的计算方法,对脱硫吸收塔的总体结构进行了计算,并得出计算结果。

1 吸收塔相关数据

基本风压0.4kN/m2;地震烈度6度,地震加速度0.05g;场地土类别 类;由于处理烟气含硫量高,吸收塔浆液池容积较大,下部直径14.5m,上部直径11.5m;吸收塔壳体段高度为33m,吸收塔总高约34.3m,吸收塔烟气入口尺寸9.2m 3.1m,烟气出口尺寸11.5m 2.1m(图1)。2 荷载分析及计算内容

(1)计算中考虑的荷载:介质(浆液)引起的压力,即上部操作介质作用在壳体上的重力;烟气压力,包括对壳体的压力以及烟道进、出口产生的水平力;吸收塔本体结构自身的重力;风荷载;地震荷载;外部力,如连接管道或外部结构对吸收塔的推力。

(2)计算内容:对设备进行分段,依据相关标准规范,计算出上述荷载后,对假定壳体各段厚度及锥段厚度进行轴向应力分析直至合格,得出吸收塔壳体各段厚度。

3 分段方法

本文以壳体直径、厚度及荷载等的变化为原则,将吸收塔分为7段(图1),如吸收塔第一段和第二段之间的壳体厚度有变化,可以作为分段的基准;吸收塔第二段和第三段之间的壳体直径有变化,也可以作为分段的基准;吸收塔第五段和第六段分别为喷淋层和除雾器段,由于两段折合到每米高度的质量有所不同,也可以作为分段的基准。假设每段的质量在该分段长度上均匀分布,在分析地震荷载和风荷载等各种荷载时,以段为单位进行计算。在轴向应力校核时,每段的底面为最先被破坏的危险计算截面,因此,应对该截面进行应力分析计算。

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图1 烟气脱硫吸收塔结构尺寸及分段

4 计算依据

4.1 地震荷载计算

地震荷载计算按照 建筑抗震设计规范 (GB 50011-2001)及 石油化工钢制设备抗震设计规范 (SH 3048-1999)中关于地震荷载的计算方法,采用底部剪力法,按裙座式直立设备计算,并考虑各段质心对不同分段截面弯距的影响。4.2 风荷载计算

风荷载的计算按照 建筑结构荷载规范 (GB 50009-2006)中关于风荷载的计算方法,并考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。

5 轴向应力校核计算

轴向应力校核是吸收塔总体结构计算的重点,计算各种工况下吸收塔分段各危险截面上的轴向应力,并考虑以下工况的校核计算:

(1)吸收塔运行时,仅考虑风荷载和其他荷载;

(2)吸收塔运行时,考虑地震荷载+25%的风荷载和其他荷载;

(3)上述情况下取大值弯距引起的轴向力;

(4)吸收塔内、外压力引起的轴向力;(5)吸收塔本体结构质量引起的轴向力。

对(3)、(4)、(5)三种情况下的轴向力,分压应力和拉应力进行组合,保证轴向力不超过许用应力。各截面主要荷载及应力计算结果见表1。

表1 烟气脱硫吸收塔各截面主要荷载及应力计算结果

项 目

截面1截面2截面3截面4截面5截面6截面7各截面到上一截面操作质量/kg 42138015912104296401668901393105050044380各截面以上结构质量/kg 3948103697303047202888802341909488044380各截面风引起的水平力/N 17493503941868838327486072319330009各截面风弯距/kN m 385233071982159386720963各截面地震引起的水平力/N 42448782354380901205777253165116191115880各截面地震弯距/kN m 2494620257972074303901852243各截面最大计算弯距/kN m 299562460412522986152271603789各截面最大组合拉应力/M Pa 7.296.344.652.41-0.330.080.97许用拉应力/M Pa

131.6131.6131.6126.0128.3128.3128.3各截面最大组合压应力/M Pa 18.3518.2618.6916.4213.43 5.27 3.66许用压应力/M Pa

32.05

27.78

40.44

29.64

24.25

24.25

18.86

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2009年 李学栋等:烟气脱硫吸收塔总体结构计算方法 第1期

6 结构计算及应注意的问题

将吸收塔分为7段,校核计算7个截面的轴向应力。为了减少工作量,采用电子表格的形式,把计算顺序和有关公式固定化,直接输入数据并对计算结果进行定性分析,得到最终计算结果:

(1)按物料平衡计算后得到的吸收塔结构尺寸及本文对吸收塔的分段方法,假定每段壳体壁厚。

(2)根据内压力、液位高度及选定的材质,以壳体的周向应力为计算基准,校核假定的壁厚,并把该壁厚与计算值比较,如果不合适应作适当调整。

(3)根据已定的吸收塔壳体厚度、结构尺寸及设计经验,预估吸收塔每段的结构质量,并确保预估质量能包住最终施工图的实际质量。在施工图设计完成后,应检查最终施工图中吸收塔各段质量及荷载是否小于预估的数值。

(4)按有关标准进行地震荷载计算,计算中应注意两个问题:一是地震影响系数的取值。地震影响系数的最大值依据GB50011-2001选取,相同地震烈度下又细分为不同设计基本地震加速度等级,吸收塔高径比在3左右,自振周期一般在0.1s 至特征周期值Tg之间,地震影响系数 1= max。SH3048-1999考虑了综合影响系数K z,其采用的地震影响系数最大值也较大,但综合考虑后二者相差不大,由于GB50011-2001分得更细,和现行标准衔接比较好,因此,地震影响系数采用后者;二是吸收塔高径比较小时,可以不考虑垂直地震力的影响,也无须考虑高振型的影响。

(5)风荷载计算时,风压高度变化系数的取值按GB50009-2006进行,锥段在风荷载作用下水平力按壳体直径为大端直径的等直径壳体计算。

(6)其他荷载计算。主要包括:烟道进、出口在吸收塔内外压力作用下对吸收塔的推力引起的力矩;烟道进、出口自身质量引起的偏心力矩;其他外部结构与吸收塔连接引起的力矩等。

鉴于脱硫吸收塔自身结构的特点,在校核壳体轴向应力时,操作荷载中吸收塔底部浆液池的介质质量不计入吸收塔的计算操作荷载中,即在计算壳体轴向应力时,假设浆液池内的浆液质量对壳体轴向力没有影响,同时假设浆液质量只作用在吸收塔底板上,不考虑浆液对基础环板伸进壳体直径以内部分(一般50mm宽)的压力,计算中的这部分假设就是脱硫吸收塔与常规塔器的最大区别。

(7)按方法(6)计算轴向应力组合。

7 结语

本文针对脱硫吸收塔总体结构进行了计算,对吸收塔总体受力情况进行了分析,为电厂脱硫吸收塔总体结构设计提供了参考计算方法。通过对不同设计条件下相同尺寸的吸收塔进行计算分析,发现地震荷载与风荷载的组合弯距引起的壳体轴向应力是决定吸收塔壳体厚度最终取值的主要因素,也就是说,相同总体尺寸的吸收塔,安装在不同的地区,由于外部地震烈度和风压等级的不同,其厚度可能会有显著差别。目前,按本文所述方法计算、设计的白马电厂脱硫吸收塔已经于2007-12-28通过168h 运行验收,实际运行表明该设计是可行的。

由于吸收塔烟道进、出口开孔已经超出了常规计算范围,该部分的计算需要应用结构应力分析软件,本文的计算为进、出口结构应力分析计算提供了数据基础。

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收稿日期:2008-08-28;修回日期:2008-12-10

作者简介:李学栋(1971-),男,山东聊城人,工程师,主要从事电厂烟气脱硫工程设计工作。E-m ai:l li xd072@163.co m

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基于应变能的各振型阻尼比的计算方法

基于应变能的各振型阻尼比的计算方法 当结构中使用不同的材料或者设置了阻尼器时，各单元的阻尼特性可能会不一样，并且阻尼矩阵为非古典阻尼矩阵，不能按常规方法分离各模态。而这时在时程分析中要使用振型叠加法，需要使用基于应变能的阻尼比计算方法。 具有粘性阻尼特性的单自由度振动体系的阻尼比，可以定义为谐振动(harmonic motion)中的消散能(dissipated energy)和结构中储藏的应变能(strain energy)的比值。 4D S E E ξπ= 在此 E D : 消散能 E S : 应变能 在多自由度体系中，计算某单元的消散能和应变能时使用两个假定。 首先假定结构的变形与振型形状成比例。第i 个振型的单元节点的位移和速度向量如下。 () (),,,,sin cos i n i n i i i n i i n i i t t ωθωωθ=+=+u φu φ 在此， ,i n u : 第i 振型中第n 个单元的位移 ,i n u : 第i 振型中第n 个单元的速度 ?i ,n : 第n 个单元的相应自由度的第i 振型形状 ωi : 第i 振型的固有圆频率 θi : 第i 振型的位相角(phase angle) 其次，假定单元的阻尼与单元的刚度成比例。 2n n n i h ω= C K 在此， C n : 第n 个单元的阻尼矩阵 K n : 第n 个单元的刚度矩阵 h n : 第n 个单元的阻尼比 基于上述假定，单元的消散能和应变能的计算如下： ()(),,,,,,,,,211,22T T D i n n i n n i n n i n T T S i n n i n i n n i n E i n h E i n ππ====u C u φK φu K u φK φ 在此， E D (i , n ) : 第i 振型的第n 个单元的消散能 E S (i , n ) : 第i 振型的第n 个单元的应变能 全体结构的第i 振型的阻尼比可以使用所有单元的第i 振型的能量的和来计算。

脱硫吸收塔化学反应原理

脱硫化学反应过程 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理如下：①烟气中的二氧化硫溶解于水，生成亚硫酸并离解成、HSO3-和SO32-离子；②产生的H+促进了吸收剂CaCO3的溶解，生成一定浓度的Ca2+，与SO32-或HSO3-结合，生成CaSO3和Ca（HSO3）2；③反应过程中，一部分SO32-和HSO3-被氧化成SO42-和HSO4-；④溶液中存在的大量SO32-及HSO3-被鼓入的空气强制氧化转化为SO42-生成石膏结晶（CaSO4·2H2O）。化学反应式分别如下： ① SO2＋H2O→H+＋HSO3- HSO3-→H+＋SO32- ② Ca2+＋SO32-→CaSO3 Ca2+＋HSO3-→Ca（HSO3）2 ③ SO32-＋1/2O2→SO42- HSO3-＋1/2O2→HSO4- ④Ca2+＋SO42-＋2H2O→CaSO4·2H2O 液气比的含义： 液气比是指洗涤每立方米烟气所用的洗涤液量，单位是L/m3。比率为：循环浆液流量/处理烟气流量一般表示为：L/1000 Nm3。钙硫摩尔比 从化学反应的角度，无论何种脱硫工艺，在理论上只要有一个钙基吸收剂分子就可以吸收一个SO2分子，或者说，脱除1mol的硫需要1mol的钙。但在实际反应设备中，反应的条件并不处于理想状态，因此，一般需要增加脱硫剂的量来保证吸收过程的进行。钙硫摩尔比就是用来表示达到一定脱硫效率时所需要钙基吸收剂的过量程度，也说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利用率。一般用钙与硫的摩尔比

值表示，即Ca/S比，所需的Ca/S越高，钙的利用率则越低。 浆液的pH值 浆液的pH值是影响脱硫率、氧化率、吸收剂利用率及系统结垢的主要因素之一。浆液的pH值高，意味着碱度大，有利于碱性溶液与酸性气体之间的化学反应，对脱除SO2有利，但会对副产物的氧化起抑制作用。降低pH值可以抑制H2SO3分解为SO32-，使反应生成物大多为易溶性的Ca(HSO3)2，从而减轻系统内的结垢倾向。较低的PH 值不但增强了石灰石的溶解和亚硫酸盐的氧化显著提高了石灰石的利用率，而且消除了除雾器中的结垢。

建筑结构阻尼比

建筑结构阻尼比 一、阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有：（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。 （2）周围介质对振动的阻尼。 （3）节点、支座联接处的阻尼 （4）通过支座基础散失一部分能量。 结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在0.01－0.02之间（单层钢结构厂房可取0.05），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03－0.08之间。以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。在等效秥滞模态阻尼中，混凝土结构刚性较大，而且破坏过程（钢筋屈服和混凝土破碎）中也能够吸收大量能量；钢结构较为柔软主要通过弹塑性变形吸收能量，较混凝土而言脆断的可能性低得多，变形量也较大，一般认为10层以下的钢结构建筑物基本不会发生倒塌事故。综上可以看出，钢结构体系变形大，破环程度小是其优势，钢结构抗震方面的优势更多是从材料较轻，承载力高，地震过程中弹塑性变形较大，基本不会发生断裂，构造措施（如柱间支撑）等方面表现出来的。 二、现行设计规范关于结构阻尼比的取值内容： GB50011-2010建筑抗震设计规范规定： 第5．1．5条：建筑结构地震影响系数曲线(图5．1．5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求： 1 除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05,……。 其中专门规定有： 8 多层和高层钢结构房屋中8．2 计算要点中第8．2．2条钢结构抗震计算的阻尼比宜符合下列规定： 1 多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取0.04；高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02。 2 当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其阻尼比可比本条1款相应增加0.005。 3 在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。 9 单层工业厂房中9．2 单层钢结构厂房中第9.2.5条····单层厂房的阻尼比，可依据屋盖和围护墙的类型，取0.045～0.05。 其中条文说明：9．2．5 通常设计时，单层钢结构厂房的阻尼比与混凝土柱厂房相同。本次修订，考虑到轻型围护的单层钢结构厂房，在弹性状态工作的阻尼比较小，根据单层、多层到高层钢结构房屋的阻尼比由大到小变化的规律，建议阻尼比按屋盖和围护墙的类型区别对待。 10 空旷房屋和大跨屋盖建筑中第10．2．8 屋盖钢结构和下部支承结构协同分析时，阻尼比应符合下列规定： 1 当下部支承结构为钢结构或屋盖直接支承在地面时，阻尼比可取0.02。 2 当下部支承结构为混凝土结构时，阻尼比可取0.025～0.035。 其中条文说明：本条规定了整体、协同计算时的阻尼比取值。 屋盖钢结构和下部混凝土支承结构的阻尼比不伺，协同分析时阻尼比取值方面的研究较少。

石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算解析

石灰石 - 石膏湿法脱硫系统 设计 （内部资料） 编制: x xxxx 环境保护有限公司 2014年 8 月 1.石灰石 - 石膏法主要特点 （ 1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达 95％以上。（2）技术成熟，运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。

（3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。无论是含硫量大于 3％的高硫燃料，还是含 硫量小于 1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。 （4）吸收剂资源丰富，价格便宜。石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。（5）脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到 90％，是很好的建材原料。 （6）技术进步快。近年来国外对石灰石 - 石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 （7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 （1）吸收剂的反应 购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 （2）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触 ,循环浆液吸收大部分 SO2，反应如下： SO2（气）+H2O→H2SO3（吸收） H2SO3→ H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解） Ca2+ +HSO3－ +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+（结晶） H+ +HCO3－→ H2CO3（中和） H2CO3→ CO 2+H2O 总反应式： SO2＋ CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 （3）氧化反应 一部分 HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的 HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下： CaSO3＋1/2O2→ CaSO4（氧化） CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O（结晶） 4）其他污染物

湿法烟气脱硫的原理

湿法烟气脱硫的原理 湿法烟气脱硫的原理 1 湿法烟气脱硫的基本原理 （1）物理吸收的基本原理 气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应，单纯是被吸收气体溶解于液体的过程，称为物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的特点是，随着温度的升高，被吸气体的吸收量减少。 物理吸收的程度，取决于气--液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时，吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小，吸收速率较低，因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。物理吸收速率较低，在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。 （2）化学吸收法的基本原理 若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应，则称为化学吸收，例如应用碱液吸收SO2。应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应，而将其从烟气中分离出来的过程，也属于化学吸收，例如炉内喷钙（CaO）烟气脱硫也是化学吸收。 在化学吸收过程中，被吸收气体与液体相组分发生化学反应，有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。增加了吸收过程的推动力，即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相分压。因此，化学吸收速率比物理吸收速率大得多。 物理吸收和化学吸收，都受气相扩散速度（或气膜阻力）和液相扩散速度（或液膜阻力）的影响，工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。在烟气脱硫中，瞬间内要连续不断地净化大量含低浓度SO2的烟气，如单独应用物理吸收，因其净化效率很低，难以达到SO2的排放标准。因此，烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法。用化学吸收法进行烟气脱硫，技术上比较成熟，操作经验比较丰富，实用性强，已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。 （3）化学吸收的过程 化学吸收是由物理吸收过程和化学反应两个过程组成的。在物理吸收过程中，被吸收的气体在液相中进行溶解，当气液达到相平衡时，被吸收气体的平衡浓度，是物理吸收过程的极限。被吸收气体中的

湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型

湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型 1 吸收塔塔型的选择 在湿法脱硫工艺中，吸收塔是一个核心部件，一个湿法脱硫工程能否成功，关键看吸收塔、塔内件及与之相匹配的附属设备的设计选型是否合理可靠。在脱硫工程中运行阻力小、操作方便可靠的吸收塔和塔内件的布置形式，将具有较大的发展前景。 目前，在国内的脱硫工程中，应用较多的吸收塔塔型有喷淋吸收空塔、托盘塔、液柱塔、喷射式鼓泡塔等。国内学者曾在实验室里对各种塔型做了实验测试(见图1)，从测试情况看，在塔内烟气流速相同的情况下，喷淋吸收空塔的系统阻力最小，液柱塔的阻力次之，托盘塔的阻力相对较大。 由于喷淋吸收空塔塔内件较少，结垢的机率较小，运行维修成本较低，因此喷淋吸收空塔已逐渐成为目前应用最广泛的塔型之一。图2为喷淋吸收空塔(以下简称吸收塔)的结构简图。 2 喷淋吸收空塔主要工艺设计参数 (1)烟气流速

在保证除雾器对烟气中所携带水滴的去除效率及吸收系统压降允许的条件下，适当提高烟气流速，可加剧烟气和浆液液滴之间的湍流强度，从而增加两者之间的接触面积。同时，较高的烟气流速还可持托下落的液滴，延长其在吸收区的停留时间，从而提高脱硫效率。 另外，较高的烟气流速还可适当减少吸收塔和塔内件的几何尺寸，提高吸收塔的性价比。在吸收塔中，烟气流速通常为3～4.5m/s。许多工程实践表明，3.6m/s≤烟气流速(110%过负荷)≤4.2m/s是性价比较高的流速区域。 (2)液气比(L/G) L/G决定了SO2的吸收表面积。在吸收塔中，喷淋雾滴的表面积与浆液的喷淋速率成一定的比例关系。当烟气流速确定以后，L/G成为了影响系统性能的最关键变量，这是因为浆液循环率不仅会影响吸收表面积，还会影响吸收塔的其他设计，如雾滴的尺寸等。L/G的主要影响因素有：吸收区体积、SO2的去除效率、吸收塔空塔速率、原烟气的SO2浓度、吸收塔浆液的氯含量等。 根据吸收塔吸收传质模型及气液平衡数据计算出液气比(L/G)，从而确定浆液循环泵的流量。 美国能源部编制的FGD-PRISM程序的优化计算，L/G以15L/m3为宜，此时，SO2的去除效率已接近100%。L/G超过15.5L/m3后，脱硫效率的提高非常缓慢，而且提高L/G将使浆液循环泵的流量增大，增加循环泵的设备费用，同时还会提高吸收塔的压降，加大增压风机的功率及设备费用。 (3)吸收塔浆池尺寸 吸收塔浆池尺寸可通过以下工艺设计参数确定： 1)石膏颗粒(晶种)生长的停留时间 湿法脱硫系统中，亚硫酸钙、硫酸钙的析出是在循环浆液的固体颗粒(晶种)表面上进行的，为了晶体的生长和结晶，循环浆池里的石膏颗粒必须有足够的停留时间，反应时间也必须足够长。停留时间的计算公式为： RT＝(V×ρ×SC)/TSP 其中：RT—停留时间(min)；TSP—石膏成品产量(干基)(kg/min)；V—浆池体积(m3)；ρ—浆液密度(kg/m3)；SC—浆液含固量(%)。如生产的石膏要在水泥或石膏行业使用，FGD的石膏成品含水量必须<10%，石膏必须结晶成平均直径为35～50μm的立方晶体，停留时间必须>15小时。对于抛弃系统，由于石膏成品要被抛弃，石膏成品含水量可>15%，这样系统的停留时间可缩小到10小时左右。 2)石灰石溶解的停留时间 如要求吸收塔内的石灰石充分溶解，则石灰石在循环浆池内必须有足够长的停留时间。一般来说，石灰石的停留时间须>4.3min。石灰石溶解的停留时间按下式计算： T=V/(N×RF) 其中：T—停留时间(min)；V—浆池体积(m3)；N—循环泵数；RF—单台循环泵流量(m3 /h)。 3)氧化反应的体积和氧气从空气转移到液体的深度氧气从空气转移到液体的深度，是指吸收塔浆液池内释放氧化空气的曝气管或喷枪的位置。亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的氧化分为两部分，一部分是吸收塔内烟气中的氧气进入浆液液滴的自然氧化，另一部分是空气通过曝气管网进入浆液池后的强制氧化。

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 2014年8月

1、石灰石-石膏法主要特点 (1)脱硫效率高,脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少,脱硫效率高达95％以上。 (2)技术成熟,运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上,特别就是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。 (3)对燃料变化的适应范围宽,煤种适应性强。无论就是含硫量大于3％的高硫燃料,还就是含硫量小于1％的低硫燃料,湿法脱硫工艺都能适应。 (4)吸收剂资源丰富,价格便宜。石灰石资源丰富,分布很广,价格也比其它吸收剂便宜。 (5)脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90％,就是很好的建材原料。 (6)技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 (7)占地面积大,一次性建设投资相对较大。 2、反应原理 (1)吸收剂的反应 购买回来石灰石粉(CaCO3)由石灰石粉仓投加到制浆池,石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 (2)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下: SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－(溶解) Ca2+ +HSO3－+2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3－→H2CO3(中与) H2CO3→CO2+H2O 总反应式:SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 (3)氧化反应 一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶,反应如下: CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) (4)其她污染物

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理 一、概述：脱硫过程就是吸收，吸附，催化氧化和催化还原，石灰石浆液洗涤含SO 2 烟气，产生化学反应分离出脱硫副产物，化学吸收速率较快与扩散速率有关，又与化学反应速度有关，在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系，既服从于相平衡（液气比L/G，烟气和石灰石浆液的比），又服从于化学平衡（钙硫比Ca/S，二氧化硫与炭酸钙的化学反应）。 1、气相：烟气压力，烟气浊度，烟气中的二氧化硫含量，烟尘含量，烟气中的氧含量，烟气温度，烟气总量 2、液相：石灰石粉粒度，炭酸钙含量，黏土含量，与水的排比密度， 3、气液界面处：参加反应的主要是SO 2和HSO 3 －，它们与溶解了的CaCO 3 的反应 是瞬间进行的。 二、脱硫系统整个化学反应的过程简述： 1、 SO 2 在气流中的扩散， 2、扩散通过气膜 3、 SO 2 被水吸收，由气态转入溶液态，生成水化合物 4、 SO 2 水化合物和离子在液膜中扩散 5、石灰石的颗粒表面溶解，由固相转入液相 6、中和（SO 2 水化合物与溶解的石灰石粉发生反应） 7、氧化反应 8、结晶分离，沉淀析出石膏， 三、烟气的成份：火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧 化硫，使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。 四、二氧化硫的物理、化学性质： ①. 二氧化硫SO 2 的物理、化学性质：无色有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大，易液化（沸点-10℃），易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能 溶解40体积的二氧化硫，成弱酸性。SO 2 为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性、

还原性、氧化性、漂白性。还原性更为突出，在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性，液体SO 2 无色透明，是良好的制冷剂和溶剂，还可作防腐剂和消毒剂及还原剂。 ②. 三氧化硫SO 3的物理、化学性质：由二氧化硫SO 2 催化氧化而得，无色易挥 发晶体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。SO 3为酸性氧化物，SO 3 极易溶于水，溶于 水生成硫酸H 2SO 4 ,同时放出大量的热， ③. 硫酸H 2SO 4 的物理、化学性质：二元强酸，纯硫酸为无色油状液体，凝固点 为10.4℃，沸点338℃，密度为1.84g/cm3,浓硫酸溶于水会放出大量的热，具有强氧化性（是强氧化剂）和吸水性，具有很强的腐蚀性和破坏性， 五、石灰石湿－石膏法脱硫化学反应的主要动力过程： 1、气相SO 2被液相吸收的反应：SO 2 经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫 酸H 2SO 3 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO 3 －和氢离子H＋，当PH值较高时， HSO 3二级电离才会生成较高浓度的SO 3 2－，要使SO 2 吸收不断进行下去，必须中和 电离产生的H＋，即降低吸收剂的酸度，碱性吸收剂的作用就是中和氢离子H＋当吸收液中的吸收剂反应完后，如果不添加新的吸收剂或添加量不足，吸收液的酸 度迅速提高，PH值迅速下降，当SO 2溶解达到饱和后，SO 2 的吸收就告停止，脱 硫效率迅速下降 2、吸收剂溶解和中和反应：固体CaCO 3的溶解和进入液相中的CaCO 3 的分解， 固体石灰石的溶解速度，反应活性以及液相中的H＋浓度（PH值）影响中和反应速度和Ca2+的氧化反应，以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。Ca2+的形 成是一个关键步骤，因为SO 2正是通过Ca2+与SO 3 2-或与SO 4 2-化合而得以从溶液中 除去， 3、氧化反应：亚硫酸的氧化，SO 32－和HSO 3 －都是较强的还原剂，在痕量过渡金属 离子（如锰离子Mn2+）的催化作用下，液相中的溶解氧将它们氧化成SO 4 2－。反应的氧气来源于烟气中的过剩空气和喷入浆液池的氧化空气，烟气中洗脱的飞灰和石灰石的杂质提供了起催化作用的金属离子。 4、结晶析出：当中和反应产生的Ca2+、SO 32－以及氧化反应产生的SO 4 2－，达到一 定浓度时这三种离子组成的难溶性化合物就将从溶液中沉淀析出。沉淀产物： ①. 或者是半水亚硫酸钙CaSO 3·1/2H 2 O、亚硫酸钙和硫酸钙相结合的半水固溶 体、二水硫酸钙CaSO 4·2H 2 O。这是由于氧化不足而造成的，系统易产生硬垢。

湿法脱硫吸收塔溢流原因及解决方案

湿法脱硫吸收塔溢流原因及解决方案 摘要： 在石灰石—石膏湿法脱硫系统运行过程中，由于脱硫工艺水质、入炉煤煤质、粉煤灰成份、锅炉燃烧工况、石灰石粉成份等因素的影响，造成脱硫吸收塔内部形成大量粘性泡沫，严重时会从吸收塔溢流管道或吸收塔排水地坑溢流。浆液起泡，浆液品质恶化，影响脱硫效率，且对生产现场环境造成污染。 本文从浆液起泡的机理、影响因素进行分析，探讨解决石灰石—石膏湿法脱硫系统吸收塔浆液起泡溢流的方法。 引言： xx项目公司2×300MW热电机组脱硫吸收塔为喷淋空塔，内置烟气隔板，设置三层浆液喷淋层，除雾器布置在脱硫后净烟气烟道，不设GGH，公用石灰石制浆、工艺水及石膏脱水系统。 1状况：自20xx年3月起，#1、#2脱硫吸收塔排水地坑持续发生大量浆液起泡溢流，其中#1吸收塔排水地坑溢流浆液呈黑色，#2吸收塔地坑溢流颜色较浅，并随时间变化逐步呈现黄褐色（见下图）。针对#1、#2吸收塔排水地坑浆液起泡溢流异常工况的跟踪、分析及治理过程，判断造成此次脱硫吸收塔浆液起泡溢流的原因为多方面原因综合作用的结果，针对目前国内石灰石—石膏湿法脱硫工艺系统中，吸收塔浆液起泡溢流较为常见的几种影响因素，有针对性的收集、整理、统计和分析有关技术参数，采用排除法，查找主要影响因素，有针对性的制定技术管控措施，提高脱硫系统运行的稳定性。 图1：溢流浆液图2：#2吸收塔入口石膏堆积 2浆液起泡溢流的影响因素 1．吸收塔“虚假”液位； 2．脱硫系统前端设备运行工况恶化的影响； 3. 脱硫系统本身运行工况的影响； 4．脱硫工艺水水质影响； 5. 石灰石粉成分的影响； 6. 脱硫消泡剂影响因素； 2.1吸收塔“虚假”液位 对于采用压差式液位计测量吸收塔液位的电厂，由于液位测量装置多采用装在吸收塔下部的，脱硫控制系统(DCS)显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得来的值，由于密度值的变化造

双碱法烟气脱硫计算

双碱法计算过程 标态：h Nm Q /4000030= 65℃：h m Q /4952340000273 6527331=?+= 还有约5%的水份 如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa ，出口压力约-200Pa ，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 ⑴ 塔径及底面积计算： 塔内流速：取s m v /2.3= m v Q r r v vs Q 17.12 .314.33600/49532121=?==???==ππ D=2r=2.35m 即塔径为2.35米。底面积S=∏r 2=4.3m 2 塔径设定为一个整数，如2.5m ⑵ 脱硫塔高度计算： 液气比取L/G= 4，烟气中水气含量设为8% SO 2如果1400mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在4000mg/m3时，选4 ① 循环水泵流量：h m m l HG Q G L Q /1821000)08.01(495324) /(100033=-??=??= 取每台循环泵流量=Q 91m 。选100LZ A -360型渣浆泵，流量94m 3/h ，扬程22.8米， 功率30KW ，2台 ② 计算循环浆液区的高度： 取循环泵8min 的流量，则H 1=24.26÷4.3=5.65m 如此小炉子，不建议采用塔内循环，塔内循环自控要求高，还要测液位等，投资相应大一点。 采用塔外循环，泵的杨程选35m ，管道采用碳钢即可。 ③ 计算洗涤反应区高度

停留时间取3秒，则洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m ④除雾区高度取6米 H3=6m ⑤脱硫塔总高度：H=H1+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m 塔体直径和高度可综合考虑，直径大一点，高度可矮一点，从施工的方便程度、场地情况，周围建筑物配套情况综合考虑，可适当进行小的修正。如采用塔内循环，底部不考虑持液槽，进口管路中心线高度可设在2.5m，塔排出口设为溢流槽，自流到循环水池。塔的高度可设定在16~18m 2、物料恒算 每小时消耗99%的NaOH 1.075Kg。每小时消耗85%的CaO 60.585Kg。石灰浆液浓度：含固量15%，可得石灰浆液密度1.093。按半小时配置一次石灰浆液计算，每次配置石灰浆液的体积是185m3。 浆液区的体积是24.26 m3。 石灰浆液按浆液区体积的10% 的流量（即石灰浆液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送浆液。石膏浆液排出泵按浆液区体积的20% 的流量（即石膏浆液排出泵的流量为4.8 m3/h）不间断往塔外输出石膏浆液。由计算可得每小时产石膏干重0.129吨。 蒸发水分量2.16 m3/h。除雾器及管道冲洗水量约为3 m3/h。补充碱液量按按浆液区体积的10% 的流量（即碱液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送碱液进塔部分：石灰浆液2.4 m3/h + 除雾器及管道冲洗水量3 m3/h + 补充碱液量2.4 m3/h 出塔部分：石膏浆液4.8m3/h +蒸发水分量2.16 m3/h 若氧化还原池按两塔5小时排出浆液量计算，则容积应为3.6×2×5=36 m3 如果采用塔外循环，循环水池也即再生、沉淀、碱水池可设定容量为250m3，有效容积200m3，池高度≤4m（便于抽沉淀），循环水停留时间设定为1小时。石灰采用人工加料，沉淀用离心渣泵或潜水渣泵抽出，采用卧式离心机脱水。

阻尼比的概念

阻尼就是使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用。 阻尼比在土木、机械、航天等领域是结构动力学的一个重要概念，指阻尼系数与临界阻尼系数之比，表达结构体标准化的阻尼大小。 阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。可分为等于1，等于0, 大于1，0~1之间4种，阻尼比=0即不考虑阻尼系统，结构常见的阻尼比都在0~1之间. ζ <1的单自由度系统自由振动下的位移 u(t) = exp(-ζwn t)*A cos (wd t - Φ ), 其中wn 是结构的固有频率，wd = sqrt(1-ζ^2) ,Φ为相位移.Φ和常数A由初始条件决定. 阻尼比的来源及阻尼比影响因素 主要针对土木、机械、航天等领域的阻尼比定义来讲解。阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，主要有[1]（1）材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。（2）周围介质对振动的阻尼。（3）节点、支座联接处的阻尼（4）通过支座基础散失一部分能量。 阻尼比的计算 对于小阻尼情况[2]： 1) 阻尼比可以用定义来计算，及ksai=C/C0； 2) ksai=C/(2*m*w) % w为结构圆频率 3) ksai=ita/2 % ita 为材料损耗系数 4) ksai=1/2/Qmax % Qmax 为共振点放大比，无量纲 5) ksai=delta/2/pi % delta是对数衰减率，无量纲 6) ksai=Ed/W/2/pi % 损耗能与机械能之比再除以2pi 阻尼比的取值 对结构基本处于弹性状态的的情况，各国都根据本国的实测数据并参考别国的资料，按结构类型和材料分类给出了共一般分析采用的所谓典型阻尼比的值。综合各国情况，钢结构的阻尼比一般在0.01－0.02之间（虾肝蚁胆：单层钢结构厂房可取0.05），钢筋混凝土结构的阻尼比一般在0.03－0.08之间。以上的典型阻尼比的值即为结构动力学在等效秥滞模态阻尼中，采用的阻尼比的值。该阻尼比即为各阶振型的阻尼比的值。

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 8月

1.石灰石-石膏法主要特点 （1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％以上。 （2）技术成熟，运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98％以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。 （3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。无论是含硫量大于3％的高硫燃料，还是含硫量小于1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。（4）吸收剂资源丰富，价格便宜。石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它吸收剂便宜。 （5）脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材原料。 （6）技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 （7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 （1）吸收剂的反应 购买回来石灰石粉（CaCO3）由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 （2）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分

SO2，反应如下： SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3－ H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3－（溶解） Ca2+ +HSO3－ +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3－→H2CO3(中和) H2CO3→CO2+H2O 总反应式：SO2＋CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 （3）氧化反应 一部分HSO3－在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的HSO3－在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶，反应如下： CaSO3＋1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) （4）其它污染物 烟气中的其它污染物如SO3、Cl－、F－和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石，按以下反应式发生反应： SO2＋H2O→2H＋＋SO32－ Ca CO3 +2HCl<==>CaCl2 + H2O+ CO2 Ca CO3 +2HF <==>CaF2 +H2O+ CO2 3.工艺流程

【CN110038415A】一种湿法烟气脱硫塔【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910312805.2 (22)申请日 2019.04.18 (71)申请人 中国能源建设集团湖南省电力设计 院有限公司 地址 410007 湖南省长沙市雨花区劳动西 路471号 (72)发明人 易超　王新　胡署根　李学军　 (74)专利代理机构 长沙星耀专利事务所(普通 合伙) 43205 代理人 李林凤　宁星耀 (51)Int.Cl. B01D 53/78(2006.01) B01D 53/48(2006.01) (54)发明名称 一种湿法烟气脱硫塔 (57)摘要 一种湿法烟气脱硫塔，包括塔体，塔体内从 下至上依次设有脱硫浆液池、托盘、浆液喷淋层 和普通除雾器，普通除雾器上方还设有加热式除 雾器，加热式除雾器包括烟气入口集箱、入口母 管、散热管、散热片、出口母管和连接烟道，烟气 入口集箱与入口母管连通，入口母管与散热管连 通，散热管与出口母管连通；散热管上设有散热 片；所述出口母管通过连接烟道与塔体内托盘下 部空间连通。本发明能够从源头上降低“石膏雨” 和“有色烟羽（冒白烟）” 出现的可能。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 110038415 A 2019.07.23 C N 110038415 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110038415 A 1.一种湿法烟气脱硫塔，包括塔体，塔体内从下至上依次设有脱硫浆液池、托盘、浆液喷淋层和普通除雾器，其特征在于：所述普通除雾器上方还设有加热式除雾器，所述加热式除雾器包括烟气入口集箱、入口母管、散热管、散热片、出口母管和连接烟道，所述烟气入口集箱与入口母管连通，入口母管与散热管连通，散热管与出口母管连通；所述散热管上设有散热片；所述出口母管通过连接烟道与塔体内托盘下部空间连通。 2.如权利要求1所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于：所述烟气入口集箱引出多根入口母管，每根入口母管斜下方引出两组散热管，组成三角形布置的分单元。 3.如权利要求2所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于：所述加热式除雾器的每个三角形布置的分单元内部设有上、下两根除雾器冲洗管道。 4.如权利要求1-3之一所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于：所述散热片呈折流板形。 5.如权利要求1-3之一所述的湿法烟气脱硫塔，其特征在于：所述散热管的截面为椭圆形。 2

湿法脱硫吸收塔搅拌装置的选择

湿法脱硫吸收塔搅拌装置的选择 摘要：吸收塔浆液池内的搅拌方式主要有2种方式：机械搅拌和脉冲悬浮。作 为机械搅拌的代表，侧进式搅拌器引进技术的国产化还不够成熟，但在小机组湿 法脱硫的应用中已暂露头角。脉冲悬浮搅拌需要配置一整套工艺系统，脉冲管网 的分布比机械搅拌更为复杂，但在浆池中搅拌无死角，亦能实现长期停机后的无 障碍启动。 关键词：湿法脱硫；搅拌；浆池；脉冲悬浮 引言 我国是一个能源结构以燃煤为主的国家，燃煤大气污染物属煤烟型污染，主 要为粉尘、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX），是电厂对大气的主要污染物。目前，国内外燃煤火电厂中烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization 简称“FGD”），是 控制二氧化硫排放的主要措施，其中石灰石—石膏湿法是当今世界各国应用最多 和最成熟的工艺［1］。国内烟气脱硫市场工程竞标日益激烈的情况下，在同等 的系统可靠性、稳定性、先进性的前提下，只有优化系统设计、降低工程造价， 才能保持市场占有率。本文介绍湿法脱硫吸收塔浆池中2种搅拌装置的优缺点及 今后发展的趋势。 1、搅拌系统的作用 吸收塔浆液池内搅拌系统的主要作用如下：使浆液中的固体颗粒保持在悬浮 状态，防止CaCO3、CaSO3、CaSO4·2H2O等固体颗粒沉淀结垢；破碎细化氧化空 气气泡、分散氧化空气，提高氧的利用率，使氧化更为充分；促进新加入的石灰 石浆液与吸收氧化槽内已酸化浆液的混合，加速石灰石的溶解；使浆液中各组分 的浓度和温度均匀一致，有利于浆液池内各化学反应进程，防止局部区域石膏的 过饱和度过大；可使颗粒较小的石膏晶体悬浮在浆液中，为石膏晶体的均匀成长 创造良好的条件。 2、搅拌方式 吸收塔浆液池内的搅拌方式主要有2种方式：机械搅拌和脉冲悬浮。 (1) 机械搅拌 机械搅拌方式根据吸收塔底部浆液池的具体形式可采用顶进式(如图3-1)和侧 入式搅拌器(如图3-2)。顶进式搅拌方式应用较少，大多吸收塔利用侧入式搅拌方式。 侧入式搅拌在侧壁布置多台机械搅拌器。根据浆液池的大小，机械搅拌器可单层或多层 布置，对于较小的浆液池一般布置单层三台或四台叶片推进式搅拌器，沿浆液池四周均匀分布。浆液池内应在适当位置安装挡板，以消除中央打旋现象，并使浆液的切向流动转换成径 向流动，增强介质对流循环强度，从而提高搅拌效果。广州旺隆电厂2×100MW机组合用的 吸收塔浆液池底部1.3 m 处均匀布4 台搅拌器，搅拌器轴伸入塔内1 m , 搅拌机构是一个三叶 螺旋桨叶片, 材料为不锈钢(钢号1.4529 )。 对于浆液池较深的吸收塔可多层布置（如广州新塘电厂2×300MW机组的FGD系统）， 一般设置6台搅拌器，浆液池上部设3台，氧化空气喷枪布置在这3台搅拌器的上方。浆液 池下部设3台。 侧入式搅拌器采用机械密封系统，径向轴承设计，密封圈为“O”型结构，带有搅拌器在工 作过程中维护机械密封的关闭装置。搅拌器外壳顶部通过法兰连接在驱动器上。底部用螺栓 固定在搅拌器支座上。搅拌器的轴为实心，单杆，采用刚性连轴节与齿轮箱输出轴连接。搅 拌器的转轮是一般采用三叶的推进器，从驱动装置抽吸浆液，通过销钉和锁定螺母安装在轴 末端。转动叶片一般安装在吸收塔浆液池内与水平线约为10o倾角，与中心线约为-7o的倾角。

题目3：阻尼比确定

题目3：阻尼比确定 1. 阻尼 阻尼是指任何振动系统在振动中，由于外界作用和系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。在物理学和工程学上，阻尼的力学模型一般是一个与振动速度大小成正比，与振动速度方向相反的力，该模型称为粘性阻尼模型，是工程中应用最广泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能较好地模拟空气、水等流体对振动的阻碍作用。 粘性阻尼可表示为以下式子： 式中 为阻尼力（ ）， 表示振子的运动速度（ ）， 是表征阻尼大小的常数，称为阻尼系数（ ）。 理想的弹簧阻尼器振子系统如下图所示。 分析其受力分别有： 弹性力（k 为弹簧的劲度系数，x 为振子偏离平衡位置的位移）： F s = ? kx 阻尼力（c 为阻尼系数，v 为振子速度）： 2. 阻尼比 假设振子不再受到其他外力的作用，于是可利用牛顿第二定律写出系统的振动方程： 其中a 为加速度。 上面得到的系统振动方程可写成如下形式，问题归结为求解位移x 关于时间t 函数的二阶常微分方程： 将方程改写成下面的形式： 然后为求解以上的方程，定义两个新参量： 上面定义的第一个参量n ω，称为系统的（无阻尼状态下的）固有频率。第二个参量ζ，称 cv F -=m N ?m/s s/m N ?F v c

为阻尼比。根据定义，固有频率具有角速度的量纲，而阻尼比为无量纲参量。阻尼比也定义为实际的粘性阻尼系数c 与临界阻尼系数r c 之比。ζ= 1时，此时的阻尼系数称为临界阻尼系数r c 。 3. 阻尼比计算公式 由上述分析可知，微分方程化为： 根据经验，假设方程解的形式为 其中参数γ一般为复数。 将假设解的形式代入振动微分方程，得到关于γ的特征方程： 解得γ为： 当0 <ζ< 1时，运动方程的解可写成： 其中 D D D T ωπ ξωω212 = -=， 经过一个周期D T 后，相邻两个振幅1+i i A A 和的比值为 D D i i T T t t i i e Ae Ae A A ξωξωξω==+--+) (1 由此可得 D i i T A A ωπ ξωξω2ln 1==+ 如果2.0<ξ，则 1≈ω ωD ，而 1 ln 21 +≈ i i A A πξ 同样，用n i i A A +和表是两个相隔n 个周期的振幅，可得

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烟气脱硫设计计算 1130t/h 循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数：燃煤含 S 量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量 1台，压力满足 FGD 系统需求 要求：采用氧化镁湿法脱硫工艺（在方案中列出计算过程） 出口 SO2含量200mg/Nm 3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段，冷却至适合的温度后进入吸收塔，往上与逆向流下的吸收浆液反应， 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器，用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气 经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上，会导致除雾器堵塞、系统压损增大，需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下： Mg(OH)2 + SO2→ MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O→ Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2→ 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底，吸收塔底部主要为氧化、循环过程。

氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气，使得造成化学需氧量的MgSO3 氧化成 MgSO4 。这个阶段化学反应如下： MgSO3 + 1/2O2→ MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2→ MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2→ MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH 由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整，而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH 低于设定值时，氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底，在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀， 至 pH 达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产 生，或直接使用氢氧化镁，因为氧化镁粉不纯，而且氢氧化镁溶解度很低，就使得熟化后的浆液非常易于沉积，因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转，避免管线与吸收塔底 部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100 多个项目，台湾的电站95%是用氧化镁法，另外在美国、德国等地都已经应用，并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160 亿吨 ,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高

湿法烟气脱硫技术及工艺流程

湿法烟气脱硫技术及工艺流程 烟气脱硫技术品种达几十种，按脱硫进程能否加水和脱硫产物的干湿状态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术比较成熟，效率高，操作简单。 湿法烟气脱硫技术 优点： 湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80%以上。 缺点： 生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。 分类： 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。 1、石灰石/石灰-石膏法 原理： 是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙(CaSO4)，以石膏

形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到90%以上。 湿法烟气脱硫技术及工艺流程 优缺点： 目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的，其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术，双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。 2、间接石灰石-石膏法 常见的间接石灰石-石膏法有：钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。 原理： 钠碱、碱性氧化铝(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。 3、柠檬吸收法 原理： 柠檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有较好的缓冲性能，当SO2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物，SO2吸收率在99%以上。