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物料平衡计算1）吸收塔出口烟气量G2G2＝(G1×（1－mw1）×(P2/(P2-Pw2))×（1－mw2）＋G3×（1－0.21/K）)×(P2/(P2-Pw2))G1:吸收塔入口烟气流量mw1:入口烟气含湿率P2：烟气压力Pw2：饱和烟气的水蒸气分压说明：Pw2为绝热饱和温度下的水蒸气分压，该值是根据热平衡计算的反应温度，由烟气湿度表查得。
（计算步骤见热平衡计算）2）氧化空气量的计算根据经验，当烟气中含氧量为6％以上时，在吸收塔喷淋区域的氧化率为50－60％。
采用氧枪式氧化分布技术，在浆池中氧化空气利用率ηo2=25－30％，因此，浆池内的需要的理论氧气量为：S=(G1×q1-G2×q2)×(1-0.6)/2/22.41所需空气流量QreqQreq=S×22.4/(0.21×0.3)G3＝Qreq×KG3：实际空气供应量K：根据浆液溶解盐的多少根据经验来确定，一般在2.0-3左右。
3）石灰石消耗量计算W1=100×qs×ηsW1:石灰石消耗量qs：:入口SO2流量ηs:脱硫效率4）吸收塔排出的石膏浆液量计算W2=172××qs×ηs/SsW2:石膏浆液量Ss:石膏浆液固含量5）脱水石膏产量的计算W3=172××qs×ηs/SgW3:石膏浆液量Sg:脱水石膏固含量（1－石膏含水量）6）滤液水量的计算W4=W3-W2W3:滤液水量7）工艺水消耗量的计算W5=18×(G4-G1-G3×(1-0.21/K))+W3×(1-Sg)+36×qs×ηs +WWT蒸发水量石膏表面水石膏结晶水排放废水一、锅炉每小时产生的SO2量：锅炉产生的SO2量（mg/Nm3）= 耗煤量（t/h）×含硫量（%）×2×燃烧率×109 ? ?? ?? ?? ?100×干烟气体积（N m3/h）我厂锅炉设计的干烟气体积为277920Nm3/h，如锅炉每小时耗煤量为35吨，煤的含硫量为1%，锅炉的燃烧率为95%，那么每台锅炉每小时产生的SO2量则为2393mg/Nm3。
吸收塔厚度计算公式在化工生产过程中，吸收塔是一种常见的设备，用于气体和液体之间的质量传递。
吸收塔的设计和计算是非常重要的，其中吸收塔的厚度计算是其中的关键一环。
本文将介绍吸收塔厚度计算的公式及其相关知识。
吸收塔的厚度计算是为了保证吸收塔在工作过程中能够承受内部和外部压力的作用，以及其他外部环境因素的影响。
在进行吸收塔厚度计算时，需要考虑到以下几个因素：1. 内部压力，吸收塔内部的气体或液体会产生一定的压力，这个压力需要被吸收塔的壁厚所承受。
2. 外部压力，吸收塔在使用过程中可能会受到外部环境的一定压力，比如风压等。
3. 温度，吸收塔在工作过程中会受到一定的温度影响，需要考虑温度对材料性能的影响。
4. 材料性能，吸收塔的材料选择和性能也是影响厚度计算的重要因素。
在进行吸收塔厚度计算时，可以采用以下的公式：t = (P D S) / (2 (E F + P))。
其中，t为吸收塔的壁厚，单位为米；P为设计压力，单位为帕斯卡；D为内径，单位为米；S为允许应力，单位为帕斯卡；E为焊缝质量系数，取值范围为0.85-1；F为腐蚀裕量系数，通常取1.25。
在实际的计算过程中，需要根据具体的吸收塔设计参数和工艺要求进行具体的计算。
在计算过程中，需要考虑到各种因素对厚度的影响，比如温度对材料性能的影响，腐蚀对材料的影响等。
同时，还需要考虑到安全因素，确保吸收塔在使用过程中不会发生压力失控或者其他安全事故。
除了上述的厚度计算公式外，还可以根据不同的材料和工艺要求，采用不同的计算方法。
比如在使用不同材料的吸收塔时，需要考虑材料的强度、韧性、耐腐蚀性等因素，选择合适的计算方法。
在进行吸收塔厚度计算时，还需要考虑到相关的国家标准和行业规范，确保计算结果符合相关的安全标准和要求。
同时，还需要进行合理的验算和校核，确保计算结果的准确性和可靠性。
总之，吸收塔的厚度计算是吸收塔设计和制造过程中的重要环节，需要综合考虑各种因素，确保吸收塔在工作过程中能够安全稳定地运行。
有关料仓设计的强度计算设计参数内径 Di 3000mm 焊缝系数 Φ0.7壁厚δe 10mm 仓顶侧夹角 β10°直段高 H 10000mm 内摩擦角 ψ29.5°锥底高 Hc 3000mm 锥侧角 α60°堆积比重 γ11.76KN/m^3风压系数 fi1.52仓高 H 013m基本振型参与系数ηk11仓高级别15m体型系数 K 10.7基本风压 q0250(N/m^2)风振系数 K 2(<20m ) 1.7基本雪压 qw 600(N/m^2)综合影响系数 Cz0.5Q235B--[σ]t 113Mpa(150℃)摩擦系数 μ0.3Q235B-σs235Mpa(常温)地震等级8级弹性模量 E t191000Mpa a max0.45刚性环以上直段高 h7500mm 场土地类别2仓顶活载5000kg 场土地特征周期 Tg0.4设计内压值 P inpa物料侧压系数 K=0.34tg^2(45°-ψ/2)A=0.00062查图或计算0.094*δe/R 0B=79.27Mpa 2/3*A*Et [σ]cr79.27MPa强度较核储料重 W G =914391.96Nπ/4*γ*Di^2(H+Hc/3)*10^-6垂直轴向压力 Pv 2-2=0.064Mpa γ*Di/(4*k*μ)*(1-e^-4*k*μh/di)*10^-6垂直轴向压力 Pv 1-1=0.055Mpa 2-22-2截面磨擦力 P f 2-2=377012.7N π*Di^2/4*(h 2-2γ*10^-6-Pv 2-2)物料对锥体大端产生的壁面法向力Pn2-20.032Mpa 料仓自重 W 0314760.3N 仓操作质量 m 0=130423.7Kg (WG+W0)*g自振周期 T=0.1437s 90.33*H*(m0*H/(E*δe*Di^3))^0.5*10^-3与T相对应的地震影响系数 a=0.450(Tg/T)^0.9*a max 地震影响系数 a=0.0900.2*a max地震影响系数 a1=0.450水平地震力 F k0=287584.3N Cz*α1*ηk1*m 0*g 垂直地震力 Fv 0-0=280394.7N αvmax*Meq*g(=0.65αmax*0.75m0*g)地震弯矩 M E10-0=1314670910N.mm16/35*Cz*α1*m0*g*H 水平风力 P w =17753.4 N K1*K21*q0*f1*l1*d01*10^-6风弯矩 Mw 0-0 =115396918N.mm Pw*H 0/2M E +0.25M w1343520139N.mm 最大弯矩 Mmax 10-01343520139N.mm雪载 Ws=4297.89Nπ/4*D 0^2*q w *10^-6σz1= 4.00Mpa P f 2-2/(π*Di*δe)+P*di/4*δe σz1'= 6.89Mpa Pv*Di/(4*δe*φ)σz2=0.83Mpa (mg+Ws)/(π*Di*δe)σz3=18.94Mpa 32*D 0*M max /(π*(D 0^4-Di^4))σz4=16.54Mpa(Wi+Fi)/(π*Di*δei)周向应力σθ= 4.68Mpa Ph*Di/(2*δei*φ)轴向组合应力σΣz40.31Mpa轴向应力与周向应力组合 σ=38.18Mpa （(σΣz)^2+σθ^2-σΣz*σθ)^0.5较核 1 σ<[σ]t OK较核 2 σΣz<[σ]cr OK 料仓锥体部分应力计算锥底壁面法向力 Pn2-2=0.0325Mpa P h2-2*(sinα)^2+P v2-2*(cosα)^2锥体大端周向应力 σθ=8.031Mpa Di*Pn/(2*δ*φ*cos θ)锥体自重4448.11N锥体自重与锥体所储物料重量之和 Wc=87575Nπ*Di^2*Hc*γ/3锥体大端经向应力 σz=9.483Mpa Di*Pv2-2/(4*δe*φ*cosθ)+Wc/(π*Di*δe*φ*cosθ)自承式料仓顶盖计算仓顶盖单位面积重力 W13506.435N/m^2仓顶附加重力及活载 W2707.355N/m^2仓顶荷重 W=4813.790N/m^2W1+W2+W3锥顶厚度 δt= 6.14mm 2.24*Di/sinβ*(W/Et)^0.5*10^-3受内压锥顶应力 σθ=Mpa Pi*Di/(2*δ*sinβ)筋的根数 N4有梁锥顶梁的最大弯矩 Mmax=2126.67N.m PI()*Di^3*W/(48*N)* 10^-9梁所需截面模数 Z=26885.81mm^31000*Mmax/([σ]t*φ)选梁H100*100梁的截面模数76500mm^3check OKP*Di^2/(8*[σ]t*φ试选包边角钢L50X5角钢截面积480.00mm^2仓顶、仓壁与角岩钢有效截面积之和 A2683.91mm^2check OK仓壁加强圈设计外压 P out许用临界外压力 P crout环形支座支撑数 n8固定螺栓中心距仓壁之距离 b200mm固定螺栓中心直径 Db=3420mm上加强圈厚度 δ135mm下加强圈厚度 δ235mm 上筋板中心到下筋板中心距 h1800mm筋板上端宽度 C300mmF b1=356190.11N 4*M max1-1/(n*Db)+m0*g/nF b2=161034.35N (0.3*Mw 1-1+m ec )/(n*D b )+m max *g/n一个支承上的组合压力 F b =356190.11N max(F b1.F b2)由Fb引起的钢性环中心线上的水平力F=89047.53N F b *b/h1由F引起的弯矩 M k =71238021.45NF b *b=F*h 1筋板厚度 δ4=5.25mm F b /(2*C*[σ])系数 K10.066系数 K21.907刚性环横截面积 A F =10500mm^2δ1*C刚性环横截面对X—X轴之截面系数 Zx-x=525000.00mm^3δ1*C^2/6在固定螺栓处刚性环所承受的合成应力σF =35.32MPa K2*F/A F +K1*F*D b /(2*Z x-x)checkOK。
（一）设计方案的确定用水吸收S02，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。
因用水作为吸收剂，且S02不作为产品，故采用纯溶剂。
（二）填料的选择该系统不属于难分离的系统，操作温度及压力较低，可采用散装填料，系统中有S02，有一定的腐蚀性，故考虑选用塑料鲍尔环，由于系统压降无特殊要求，考虑到不同尺寸鲍尔环的传质性能选用D g38塑料鲍尔填料。
（三）设计步骤本课程设计从以下几个方面的内容来进行设计（1）吸收塔的物料衡算；（2）填料塔的工艺尺寸计算；主要包括：塔径，填料层高度，填料层压降；（3）设计液体分布器及辅助设备的选型；（4）绘制有关吸收操作图纸。
（四）基础数据1、液相的物性数据对于低浓度的吸收过程，溶液的物性数据可以近似取水的物性数据，由手册查得，20℃时水的有关物性数据如下：密度ρ=998.2 kg/m3L粘度μ=0.001 Pa·s=3.6 kg/(m·h)L表面张力L σ=73 dyn/cm=940 896 kg/h 2S02在水中的扩散系数L D =1.47×10-5cm 2/s=5.29×10-6 m 2/h2、 气相的物性数据 混合气体的平衡摩尔质量M =0.04×64.06+0.96×29=30.40 g/mol混合气体的平均密度G ρ=101.330.408.31427330⨯⨯+（）=1.222 kg/m3混合气体的粘度可以近似取空气的粘度，查手册20℃时空气的粘度为G μ=1.81×10-5Pa ·s=0.065 kg/(m ·h)查手册得S02在空气中的扩散系数为G D =0.108 cm 2/s =0.039 m 2/h3、 气液相平衡数据 查手册，常压下20℃时： S02在水中的亨利系数E=3.55×1O 3kPa相平衡常数为m E P==3.55×1O 3/101.3=35.04 溶解度系数LLH EM ρ==998.2/3.55×1O 3/18.02=0.0156 kmol/h4、填料的填料因子及比表面积数据 泛点填料因子F φ=184 /m压降填料因子P φ=114 /m比表面积t α=151 m 2/m 3填料临界表面张力C σ=33 dyn/cm=427680 kg/h 2（五） 物料衡算进塔气相摩尔比111y 0.041y 10.04Y ==--=0.042 出塔气相摩尔比222y 0.00151y 10.0015Y ===-- 1.5×10-3进塔惰性气相流量3500273(10.04)22.427330G =⨯⨯-+=135.15 kmol/h吸收过程属于低浓度吸收，最小液气比可按下式计算12min 12)Y Y LG Y m X -=-（ 对于纯溶剂的吸收过程，进塔液相组成为：X 2=0312min 120.042 1.510)33.790.04235.040Y Y L G Y m X ---⨯===--（ 取液气操作比为1.5min ) 1.533.7950.685L LG G=⨯==1.5（ 50.685135.1550.6856850.08/L G kmol h =⨯=⨯=塔底吸收液组成1X ：1212()()G Y Y L X X -=-34121()135.15(0.042 1.510)8.0106850.08G Y Y X L ---⨯-⨯===⨯表1：气相进出组成(六）填料塔工艺尺寸的计算1、塔径的计算采用Eckert通用关联图计算泛点气速气相的质量流量G h=⨯='3500 1.2224277kg/液相的质量流量（可以近似用纯水的流量计算）=⨯=L kg h'6850.818.02123438.4/参照Eckert通用关联图图 1： 填料塔泛点和压降的通用关联图（引自《化工原理》）图中 u 0——空塔气速，m /s ；φ——湿填料因子，简称填料因子，1 /m ； ψ——水的密度和液体的密度之比； g ——重力加速度，m /s 2；ρV 、ρL ——分别为气体和液体的密度，kg /m 3； w V 、w L ——分别为气体和液体的质量流量，kg /s 。
氨法脱硫计算过程风量（标态）：，烟气排气温度：168C：工况下烟气量：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（1）塔径及底面积计算：塔内烟气流速：取D=2r=6. 332m即塔径为6. 332米，取最大值为6. 5米。
底面积 S= Ji r=3. 14X3. 25=33. 17m2塔径设定时一般为一个整数，如6. 5m,另外，还要考虑设备裕量的问题，为以后设备能够满足大气量情况下符合的运行要求。
（2）脱硫泵流量计算：液气比根据相关资料及规范取L/G= 1.4 （如果烟气中二氧化硫偏高，液气比可适当放大,如1. 5o ）①循环水泵流量：由于烟气中S02较高，脱硫塔喷淋层设计时应选取为4层设计，每层喷淋设计安装1台脱硫泵，476+4=119nr'/h,泵在设计与选型时，一定要留出20%左右的裕量。
裕量为：119X20%=23. 8 m3/h,泵总流量为：23.8+119=142. 8m3/h,参考相关资料取泵流量为140 m7ho配套功率可查相关资料，也可与泵厂家进行联系确定。
（3）吸收区高度计算吸收区高度需按照烟气中二氧化硫含量的多少进行确定，如果含量高，可适当调高吸收区高度。
2. 5米X4层/秒=10米，上下两层中间安装一层填料装置，填料层至下一级距离按1米进行设计，由于吸收区底部安装有集液装置，最下层至集液装置距离为3. 7米-3. 8米进行设计。
吸收区总高度为13.7米-13. 8米。
（4）浓缩段高度计算浓缩段由于有烟气进口，因此，设计时应注意此段高度，浓缩段一般设计为2 层，每层间距与吸收区高度一样，每层都是2. 5米，上层喷淋距离吸收区最下层喷淋为3. 23米，下层距离烟气进口为5米，烟气进口距离下层底板为2. 48米。
总高为10. 71米。
（5）除雾段高度计算除雾器设计成两段。
每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。
吸收塔设计计算吸收塔是工业生产中常用的设备，用于气体洗涤、脱硫、脱硝、除尘等工艺过程。
其设计计算是确保设备正常运行的重要步骤之一。
下文将从吸收塔的应用、结构分类、设计参数以及计算方法等方面探讨吸收塔的设计计算。
一、吸收塔的应用吸收塔是工业生产中常用的设备，广泛应用于化工、石化、钢铁、电力、印刷、制药等领域，用于将气体中的污染物分离除去。
具体应用包括：1、脱硫：吸收塔可用于烟气中的二氧化硫的脱除。
2、脱硝：吸收塔可用于烟气中的氮氧化物的脱除。
3、除尘：吸收塔可用于烟气中的粉尘颗粒的分离除去。
4、洗涤：吸收塔可用于气体中的酸气、碱气的洗涤处理。
二、吸收塔的结构分类根据结构形式可将吸收塔分为以下几种类型：1、板式吸收塔板式吸收塔是一种以板作为填料的吸收塔，分为横流型、纵流型和斜流型。
吸收塔内置有很多平行的垂直板，气体垂直流过板间空隙，与液体进行旋转接触混合，实现气体进液接触吸收的目的。
板式吸收塔简单易制，可耐受高浓度废气，且维护简单。
2、喷雾吸收塔喷雾吸收塔又称喷淋吸收塔，主要由塔体、喷头等组成。
塔体内装有填料液槽和底部雾化器。
气体经过填料液槽，液体被填料吸附，接触后管道中的液体被喷头雾化，形成雾滴与废气充分接触，从而达到吸附效果。
喷雾吸收塔结构简单，投资少，可以广泛应用。
3、吸附塔吸附塔是一种以吸附剂为填充物的吸收塔。
分为干法吸收和湿法吸收。
吸附塔可用于汽车尾气和工业废气的处理。
吸附塔结构简单，吸附盘式塔种类多样，能够高效地处理各类废气污染物。
三、吸收塔的设计参数1、气体流量气体流量是吸收塔的基本参数之一。
气体流量决定了吸收塔的尺寸和填料数量，它是吸收塔设计的起点。
2、液体流量液体流量是衡量吸收塔性能的重要指标之一。
液体流量要求经过塔体和填料液槽时能够喷淋到填料和气体中，从而实现吸收的目的。
3、气体温度气体温度是影响吸收塔工作效果的因素之一。
高温会导致液体蒸发速度减慢，吸收效果不佳，因此需要保持适宜的气体温度。
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。
烟气脱硫工艺吸收塔设计和选型4.1吸收塔的设计吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。
4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计4.1.1.1 喷淋塔的高度设计 喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。
但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。
而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：（1） 喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。
通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。
吸收区高度的理论计算式为h=H 0×NTU (1)其中：H0为传质单元高度：H 0=G m /(k y a)（k a 为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a 为塔内单位体积中有效的传质面积。
）NTU 为传质单元数，近似数值为NTU=(y 1-y 2)/ △y m ，即气相总的浓度变化除于平均推动力△y m =（△y 1-△y 2）/ln(△y 1/△y 2)(NTU 是表征吸收困难程度的量，NTU 越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。
根据（1）可知：h=H0×NTU=)ln()()(***22*11*22*112121y y y y y y y y y y a k G y y y a k G y m m y m ------=∆- a k y =a k Y =9.81×1025.07.04W G -]4[82.0W a k L ∂=]4[ (2)其中：y 1,y 2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO 2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B)*1y ,*2y 为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B)k y a 为气相总体积吸收系数，kmol/(m 3.h ﹒kp a )x 2，x 1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO 2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m 2﹒h)y 1×=mx 1, y 2×=mx 2 (m 为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)k Y a 为气体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kPa)k L a 为液体膜体积吸收系数，kg/(m 2﹒h ﹒kmol/m 3)式（2）中∂为常数，其数值根据表2[4]表3 温度与∂值的关系采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有 喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型（2） 喷淋塔吸收区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m 3-25 L/m 3之间[5]，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m 3是最佳的数值。
逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s 范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s 。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以ζ表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量ζ＝hC K V Q η0= (3) 其中 C 为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m 3η为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％h 为吸收塔内吸收区高度，mK 0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K 0=3600u ×273/(273+t) 按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m 3（标状态）ζ的单位换算成kg/( m 2.s),可以写成ζ=3600×h y u t /*273273*4.22641η+ (7) 在喷淋塔操作温度10050752C ︒+=下、烟气流速为 u=3.5m/s 、脱硫效率η=0.95 前面已经求得原来烟气二氧化硫SO 2质量浓度为 a (mg/3m )且 a=0.650×103mg/m 3而原来烟气的流量（200C ︒时）为标况20×103(m 3/h) (设为V a )换算成工况25360m3/h 时已经求得 V a =2×103 m 3/h=5.6 m 3/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为2SO m =5.6×650mg/m 3=3640mg=3.64gV 2SO = 3.6422.4 L/mol 64/g g mol ⨯=1.3L/s=0.0013 m 3/s 则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等 故 y 1=0.0013100%0.023%5.6⨯= 又 烟气流速u=3.5m/s, y 1=0.023%,C t ︒==75,95.0η总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m 3﹒s ）之间[7]，取ζ=6 kg/（m 3﹒s ）代入（7）式可得6=64273(3600 3.50.000230.95)/22.427375h ⨯⨯⨯⨯⨯+ 故吸收区高度h=6.17/6≈1.03m（4）喷淋塔除雾区高度（h 3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m 3 [9] 。
136 EPEM 2020.9节能减排Energy Saving吸收塔浆液泡沫层厚度的计算及应用重庆远达烟气治理特许经营有限公司 彭兴文 宋 强摘要：根据对某电厂脱硫装置的长期研究试验，提出一种自动计算和显示吸收塔浆液泡沫层厚度的方法，以提醒运行人员及时采取合理的控制措施，避免浆液品质恶化。
关键词：烟气；湿法脱硫；脱硫装置；吸收塔；浆液起泡；浆液恶化；消泡剂在采用石灰石-石膏湿法工艺的烟气脱硫系统中经常会出现吸收塔浆液起泡现象，当吸收塔浆液液面出现大量气泡且泡沫长时间存在时，会对脱硫系统造成不利影响，可能造成石膏脱水困难、吸收塔浆液溢流，严重时甚至会倒灌到吸收塔入口烟道，影响增压风机（或引风机）运行安全，特殊情况下可能造成吸收塔浆液品质恶化，脱硫效率下降等恶劣后果。
本文根据对某电厂脱硫装置的长期的研究试验，提出了一种自动计算和显示吸收塔泡沫层厚度的方法，以提醒运行人员及时采取合理的控制措施，对有效控制吸收塔浆液品质、保证脱硫装置长周期安全稳定达标排放有一定的参考价值。
1 对湿法脱硫吸收塔浆液中泡沫的认识误区随着国家环保排放指标不断提高，为满足燃煤电厂SO 2超低排放标准或深度减排标准，托盘装置（或称双相整流装置、烟气均布装置）在湿法脱硫系统中得到了广泛应用。
该技术是在吸收塔喷淋层下方适当位置设置一层多孔薄片状托盘设备，烟气从托盘下往上流动，浆液从托盘上喷射下来。
该技术是通过特定的开孔形式和孔的分布，使进入吸收塔的烟气流场分布更均匀，烟气和浆液在托盘表面发生强烈掺混形成泡沫层，增加了烟气在吸收塔中的停留时间，增大了气液接触界面，增加了SO 2的吸收速率和提高烟尘的吸附效率；同时通过烟气在泡沫层中的剧烈湍流运动增加破碎机率，促进脱硫化学反应过程持续进行，从而达到提高脱硫除尘效率的目的。
正是基于以上脱硫技术的应用有这样的观点：在吸收塔浆液中泡沫越多越好，如消除吸收塔浆液中的泡沫就会破坏托盘上的泡沫层，影响脱硫效率。
q 0400Pa 8度（0.1g)16MnR 第一组[σ]t 162MPa Ⅱρ7850kg/m 3B 类E i 194000MPaαmax 0.08查表8-1C13mm T g 0.35s查表8-2C20.25mm ξ10.02δs1200mm δs20mm 500mm ρs 150kg/m3H53000mmφ0.7D ob 13300mm 下限13160上限13400D ib 12800mm 下限12600上限12840l 488mm 30mm [σ]b 170MPa 16MnRδb 22.45mmn 60[σ]bt 170MPa 16Mn 3mm d 1#NUM!mm M42n 12δG 20mm l k 300mm l 2'140mm [σ]G 147MPa Q235-AE t 194000MPa l 3120mm l 490mm d 360mm d 245mm δc 24mm δz20mm[σ]z147MPaQ235-AD ib =D i -(160~400)地脚螺栓个数基础环计算厚度筋板材料弹性模量垫板宽度垫板上地脚螺栓孔直径盖板厚度地震影响系数最大值场地土的特征周期一阶振型阻尼比烟囱保温层厚度基础环材料的许用应力基础环外径塔体保温层厚度保温层材料密度地脚螺栓座D ob =D i +(160~400)自支撑脱硫塔及烟囱设计计算焊接接头系数计算条件基础环内径两相邻筋板最大外侧间距基础标高无实测，可取0.01~0.03塔器高度基本风压壳体材料弹性模量烟囱钢板附加量塔体钢板附加量壳体材料壳体材料密度设计温度下壳体材料许用应力盖板上地脚螺栓孔直径地脚螺栓腐蚀裕量对应于一个地脚螺栓的筋板数筋板长度（高度方向）筋板宽度（径向尺寸）筋板材料的许用应力筋板内侧间距设防烈度设计地震分组场地土类别地面粗糙度类别基础环名义厚度地脚螺栓材料的许用应力盖板与垫板材料的许用应力地脚螺栓螺纹小径（计算值）筋板厚度垫板厚度m 01310216kg T 10.296sm max 1310216kg m min 374816kg M max1.488E+10N.mm主要计算结果塔器操作重量塔器最大重量基本振型自振周期塔器最小重量塔壳底最大弯矩塔段号123456锥段78910m ikg 735519102249924831564671163472342225768206751758319703操作重h i mm250075001250017500225002650031125373754362549875质心高度m i h i 1.59.194E+10 6.641E+10 1.292E+11 3.622E+11 3.927E+11 1.010E+11 1.415E+11 1.494E+11 1.602E+11 2.195E+11求和N63 1.814E+12m i h i 31.149E+16 4.314E+16 1.806E+178.386E+17 1.325E+18 4.359E+177.770E+17 1.079E+18 1.460E+182.444E+18求和N648.596E+18η1k 2.638E-021.371E-012.950E-01 4.886E-017.123E-019.104E-01 1.159E+00 1.525E+001.923E+002.351E+00αmax 0.08查表8-1设防烈度8度（0.1g)T g 0.35s 查表8-2第一组ξ10.02γ0.95η2 1.3191α10.1238F 1kN235571701633116928091006102588936254382764104956229塔段号1底面2底面3底面4底面5底面6底面7底面8底面9底面10底面h mm 0500010000150002000025000280003425040500467501N.mm 5.89E+072N.mm 1.28E+08 4.25E+073N.mm 4.14E+08 2.48E+088.28E+074N.mm 1.62E+09 1.16E+09 6.96E+08 2.32E+085N.mm 2.26E+09 1.76E+09 1.26E+097.55E+08 2.52E+086锥段N.mm 6.86E+08 5.57E+08 4.27E+08 2.98E+08 1.68E+08 3.88E+077N.mm 1.13E+099.47E+087.66E+08 5.85E+08 4.03E+08 2.22E+08 1.13E+088N.mm 1.43E+09 1.24E+09 1.05E+098.56E+08 6.65E+08 4.74E+08 3.59E+08 1.20E+089N.mm 1.79E+09 1.59E+09 1.38E+09 1.18E+099.70E+087.65E+08 6.41E+08 3.85E+08 1.28E+0810N.mm 2.80E+09 2.52E+09 2.24E+09 1.96E+09 1.68E+09 1.40E+09 1.23E+098.79E+08 5.27E+08 1.76E+08M E i-iN.mm1.23E+101.01E+107.90E+095.86E+094.14E+092.90E+092.34E+091.38E+096.55E+081.76E+08一阶振型阻尼比曲线下降段的衰减系数备注计算地震载荷及地震弯矩-按JB/T4710-2005备注对应基本振型T 1的地震影响系数设计地震分组无实测数据时，可取0.01~0.03基本振型参与系数场地土的特征周期场地土类别阻尼调整系数地震影响系数最大值水平地震力段底截面距地面高度塔段号123456锥段78910起点标高mm 50055001050015500205002550028500347504100047250终点标高mm 5500105001550020500255002850034750410004725053500k 10.70.70.70.70.70.70.70.70.70.7f i B 类1.00001.01651.1514 1.2592 1.35031.39921.49091.57191.64491.7116q 1T 1235.04N.s 2/m 2ξ 2.519997查表8-4H it mm 5000100001500020000250002800034250405004675053000υi B 类0.72350.74100.80200.83600.85000.86440.87720.88720.89000.8950h it /H 0.09430.18870.28300.37740.47170.52830.64620.76420.8821 1.0000φzi 1型0.02670.03780.10450.20000.27880.36920.50600.68300.8303 1.0000k 2i 1.0486 1.0694 1.1834 1.3347 1.4423 1.5747 1.7503 1.9714 2.1321 2.3177l i mm 5000500050005000500030006250625062506250D ei mm 135001350013500135001350098005500550055005500P iN 19819.3620544.8725753.1231763.5836809.0518138.0225115.9829827.0733756.3838182.59塔段号1底面2底面3底面4底面5底面6底面7底面8底面9底面10底面1N.mm 4.955E+072N.mm 1.541E+08 5.136E+073N.mm 3.219E+08 1.931E+08 6.438E+074N.mm 5.559E+08 3.970E+08 2.382E+087.941E+075N.mm 8.282E+08 6.442E+08 4.601E+08 2.761E+089.202E+076锥段N.mm 4.807E+08 3.900E+08 2.993E+08 2.086E+08 1.179E+08 2.721E+077N.mm 7.817E+08 6.562E+08 5.306E+08 4.050E+08 2.794E+08 1.538E+087.849E+078N.mm 1.115E+099.657E+088.165E+08 6.674E+08 5.182E+08 3.691E+08 2.796E+089.321E+079N.mm 1.473E+09 1.304E+09 1.135E+099.663E+087.975E+08 6.287E+08 5.274E+08 3.165E+08 1.055E+0810N.mm1.904E+091.713E+09 1.523E+09 1.332E+09 1.141E+099.498E+088.352E+08 5.966E+08 3.580E+08 1.193E+08M W i-iN.mm 7.664E+096.315E+095.067E+093.934E+092.946E+092.129E+091.721E+091.006E+094.635E+081.193E+08备注体型系数计算风载荷及风弯矩-按JB/T4710-2005备注风压高度变化系数H>20m 查表8-5脉动增大系数m e 10000kg l e6500mmM e 6.377E+08N.mm塔段号1底面2底面3底面4底面5底面6底面7底面8底面9底面10底面N.mm 8.301E+09 6.952E+09 5.704E+09 3.934E+09 2.946E+09 2.129E+09 1.721E+09 1.006E+09 4.635E+08 1.193E+08N.mm 1.488E+101.228E+109.804E+097.483E+09 5.512E+09 4.068E+09 3.411E+092.272E+09 1.409E+098.432E+08M max i-i N.mm 1.488E+101.228E+109.804E+097.483E+095.512E+094.068E+093.411E+092.272E+091.409E+098.432E+08塔段号123456锥段78910D i mm 13000130001300013000130008000/130008000800080008000δei mm 15.7515.7513.7511.7511.759.009.007.00 5.00 5.00m 0kg 66021657469747244737996522349810715083728579603728519703P c MPa 0.2300.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.100计算压力σ1MPa 47.46020.63523.63627.66027.66041.69822.22228.57140.00040.000σ2MPa 10.0698.7658.2537.767 4.569 3.302 3.631 3.232 2.911 1.538σ3MPa7.1195.874 5.372 4.798 3.534 3.9327.5416.458 5.606 3.355A 2.278E-04 2.278E-041.988E-041.699E-041.699E-042.115E-042.115E-041.645E-041.175E-041.175E-04B MPa 484843403710595797979K 1.2内压容器MPa 17.18814.63913.62512.5658.1037.23411.1729.6908.517 4.893外压容器MPa 64.64835.27437.26240.22535.76348.93133.39438.26148.51744.893[σ]crMPa57.6057.6051.6048.0044.4094.50114.0094.8094.8094.80合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格φ0.7k[σ]t φ136.08MPa 内压容器MPa 44.51017.74420.75524.69026.62542.32726.13231.79742.69541.817外压容器MPa -2.950-2.891-2.881-2.970-1.0350.630 3.910 3.226 2.695 1.817合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格偏心弯矩塔壳轴向应力校核-按JB/T4710-2005备注σ1+σ2+σ3许用拉应力σ1-σ2+σ3载荷组合系数许用轴向压应力计算偏心弯矩-按JB/T4710-2005计算最大弯矩-按JB/T4710-2005偏心质量偏心质量重心至塔中心线的距离JB/T4710-2005 P26,P27按GB150焊接接头系数-σ2+σ3m 01不计液重A=0.094δei /R iσ2+σ3n 12δG 20mm l k 300mm l 2'140mm [σ]G 147MPa Q235-AEt194000MPaF 1-1.808E+04N σG -3.80MPa ρi 5.78mmλ25.95λc 147.34ν 1.521[σ]c 95.47MPa>σG 安全l 3120mm l 490mm d 360mm d 245mm δc24mm δz20mm[σ]z 147MPa Q235-Aσx -33.70MPa<[σ]z安全盖板JB/T4710-2005 P32JB/T4710-2005 P33环形盖板盖板的最大应力λ≤λc 时筋板的临界许用压应力惯性半径对应于一个地脚螺栓的筋板数筋板厚度筋板长度（高度方向）筋板宽度（径向尺寸）临界细长比筋板材料弹性模量筋板材料的许用应力一个地脚螺栓承受的最大拉力筋板的压应力细长比筋板计算地脚螺栓座(2)-按JB/T4710-2005盖板与垫板材料的许用应力筋板内侧间距盖板上地脚螺栓孔直径盖板厚度垫板宽度垫板上地脚螺栓孔直径垫板厚度。
工程计算双碱法 计算过程入口烟气量：4.5×105Nm 3/h ；SO2浓度：2090mg/Nm 3；烟气入口温度：T=160℃、常压标态：h Nm Q /105.4350⨯=160℃：h m Q /713736105.4273160273351=⨯⨯+=脱硫塔（1）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 44.42.314.33600/713736121=⨯==⇒⋅⋅==ππ D=2r=8.88m 即塔径为8.88米。
底面积S=∏r 2=61.9 m 2塔径设定为一个整数，如4.5m（2）脱硫塔高度计算：液气比取L/G= 4 烟气中水气含量设为8%SO2如果2090mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在2090mg/m3时，选4①循环水泵流量：h m m l HG Q GL Q /28321000)08.01(7137364)/(100033=-⨯⨯=⨯⨯= 取每台循环泵流量=Q 191m 。
选100LZ A -360型渣浆泵，流量194m 3/h ，扬程122.8米， 功率130KW ，3台②计算循环浆液区的高度：取循环泵8min的流量H1=349.735÷61.9=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秒洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m④除雾区高度取6米H3=6m⑤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物料恒算每小时消耗99%的NaOH1.075Kg。
5. 设备计算及选型选塔体材料为Q235-B 5.1 脱硫塔的设计计算脱硫吸收塔采用填料塔，填料为φ50×30×1.5聚丙烯鲍尔环，公称直径为50cm ，空隙率为ε=0.927，比表面积为α=114.m 2/m 3,采用乱堆的方式。
5.1.1 塔径计算泛点气速法泛点气速是填料塔操作气速上限，填料塔的操作空塔气速必须小于泛点气速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。
对于散装填料，其泛点率的经验值为 u/u F =0.5 ~ 0.85 填料的泛点气速可由贝恩 — 霍根关联式计算：81412.032)()(lg Lg L g F G L K A a g u ρρμρρε-=⨯⨯⨯ 式中 u F —— 泛点气速，m/s ； g —— 重力加速度，9.81m/s 2 ； a —— 填料总比表面积，m 2/m 3 ； ε —— 填料层空隙率，m 3/m 3 ； ρg 、ρL —— 气相、液相密度，kg/m 3 ；μ —— 液体粘度，mPa·S ；μ=0.837 mPa·SL 、G —— 液相、气相的质量流量，kg/h ；A 、K —— 关联常数，与填料的形状及材料有关。
查下表得出A=0.204，K=1.75。
表3.2.1不同类型填料的A 、K 值散装填料类型 AK规整填料类型 AK塑料鲍尔环 0.0942 1.75 金属阶梯环 0.106 1.75 金属鲍尔环 0.1 1.75 瓷矩鞍 0.176 1.75 塑料阶梯环0.2041.75金属环矩鞍0.062251.75其中，8141)()(Lg G L K A ρρ-8141)03.1044869.0()91126869.003.1044711.7(75.1204.0⨯⨯⨯⨯-=0583.1-=因此， 2.0310583.110ua g u LgF ρρε⨯⨯⨯=-所以s m u F 575.2873.0869.003.1044114927.081.9102.0310583.1=⨯⨯⨯=- 取泛点率为0.5，则s m u u F 751.168.0==根据操作态的每小时气体处理量算出塔径D ，m u / 4V s π=D式中：D ——吸收塔直径，m ； V S ——气体的体积流量，m 3/sD=m 2902.4751.13600911264=⨯⨯⨯π圆整后D 取4.3m壁厚的计算 Q235-B当δ在3-4mm的范围内时[]M P at 113=δ，操作压力k p a m kg N kg gh P m c 388.11712/8.9/2.9903=⨯⨯==ρ，设计压力为：Kpa kpa p p c 1293.0126.1291.1===， 选取双面焊无损检测的比例为全部，所以1ϕ=计算壁厚： []21211293.01113243001293.02C C C C ppD td ++-⨯⨯⨯=++-=ϕδδ，取2.01=C ，12=C所以mm d 66.3`12.046.2=++=δ圆整后取mm n 4=δ.5.4强度校核求水压试验时的应力。
工程计算双碱法 计算过程入口烟气量：4.5×105Nm 3/h ；SO2浓度：2090mg/Nm 3；烟气入口温度：T=160℃、常压标态：h Nm Q /105.4350⨯=160℃：h m Q /713736105.4273160273351=⨯⨯+=脱硫塔（1）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 44.42.314.33600/713736121=⨯==⇒⋅⋅==ππ D=2r=8.88m 即塔径为8.88米。
底面积S=∏r 2=61.9 m 2塔径设定为一个整数，如4.5m（2）脱硫塔高度计算：液气比取L/G= 4 烟气中水气含量设为8%SO2如果2090mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在2090mg/m3时，选4①循环水泵流量：h m m l HG Q GL Q /28321000)08.01(7137364)/(100033=-⨯⨯=⨯⨯= 取每台循环泵流量=Q 191m 。
选100LZ A -360型渣浆泵，流量194m 3/h ，扬程122.8米， 功率130KW ，3台②计算循环浆液区的高度：取循环泵8min的流量H1=349.735÷61.9=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秒洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m④除雾区高度取6米H3=6m⑤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物料恒算每小时消耗99%的NaOH1.075Kg。
烟气脱硫吸收塔壁厚的计算
由于操作压力不大，假设计算壁厚小于16毫米，Q235B 钢板在操作温度下的许用应力为t ][σ=113Mpa 。
对于浆液池部分由于浆液会对塔壁产生压力，因此计算时还要这部分压力考虑在内，同时假设塔内的计算压力取0.202 MPa （2个标准大气压）P C ’=0.202+gh ρ（ρ为浆液密度1257kg/m 3，g=/s 2,h 浆液池高度） 所以P C ’=0.202+gh ρ610⨯+1257×××106
吸收塔（喷淋塔）的计算壁厚公式为: S=c
t i c P D P -Φ][2σ (mm) 其中： P c 计算压力，对于浆液池以上部分取二倍大气压，0.202 MPa P C ’
D i 圆筒或者球壳内径,为5900mm
Φ 焊接接头系数，取Φ=1; C 壁厚附加量,取C= C 2 腐蚀
裕量,mm ; C 1 钢板厚度负偏差,mm
对于喷淋塔顶部以下浆液池以上的部分（简称上部分）
S=c t i c P D P -Φ][2σ=mm 27.58
.2251191.8202.0111325900202.0==-⨯⨯⨯ 根据取腐蚀裕量C 2=, C 1=
则 C 1 + C 2=0.8+1=
+C=+1.6=mm 圆整后取S n =
因此脱硫塔上部分应该选用的壁厚为的Q235B 钢材，与上面的假设相符
〈
对于喷淋塔浆液池部分（简称下部分）
S ’=mm P D P c t i
c 18.8225.7
1846.7313.0111325900313.0][2''==-⨯⨯⨯=-Φσ 根据取腐蚀裕量C 2=,C 1=
则 C 1+ C 2=0.75+1=
8.18+C=8.18+1.75=圆整后取S n
’=10mm
由计算得出，塔底部壁厚应选择10mm ，上部壁厚应选择7mm ，考虑到自然灾害（地震、强风等）影响，以及增加保险系数，脱硫塔壁厚做相应增加，底部钢板厚度选择14mm ，顶部钢板厚度选择8mm ，中部选择10~12mm 厚钢板作为过渡。
