脱硫塔
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脱硫塔方案概述脱硫塔是一种用于去除燃煤电厂烟气中二氧化硫(SO2)的设备。
它在燃煤电厂中起着至关重要的作用,帮助保护环境、改善空气质量。
本文将介绍脱硫塔的工作原理、结构以及不同类型的脱硫塔方案。
工作原理脱硫塔的工作原理是利用化学反应将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐,从而达到去除二氧化硫的目的。
一般来说,脱硫塔采用喷射吸收技术,即将脱硫剂溶液喷洒到烟气中,与其中的二氧化硫发生化学反应。
常见的脱硫剂包括石灰石(CaCO3)、氧化钙(CaO)等。
具体的脱硫过程可以分为以下几个步骤: 1. 烟气与脱硫剂接触混合,形成反应物。
2. 反应物经过一段时间的接触反应,二氧化硫与脱硫剂发生化学反应,生成硫酸盐。
3. 经过反应的烟气进入脱硫塔的除尘装置,去除残留的颗粒物。
4. 脱硫后的烟气排放到大气中,达到环保要求。
结构和类型脱硫塔一般由以下几个主要部分组成: 1. 进气口:用于引入含有二氧化硫的烟气。
2. 喷射系统:用于喷洒脱硫剂溶液。
3. 反应室:脱硫剂溶液与烟气进行接触反应的区域。
4. 除尘装置:用于去除脱硫后烟气中的颗粒物。
5. 出气口:将处理后的烟气排放到大气中。
根据不同的应用场景和要求,脱硫塔可以分为以下几种类型: 1. 石膏法脱硫塔:这种脱硫塔主要采用石灰石作为脱硫剂,反应生成石膏(硫酸钙)。
它适用于含有较高硫磺含量的烟气处理。
2. 活性炭吸附脱硫塔:这种脱硫塔通过活性炭吸附二氧化硫,具有较高的脱硫效率。
但由于活性炭的成本较高,一般适用于对脱硫效果要求较高的场合。
3. 湿法烟气脱硫塔:这种脱硫塔通过喷洒脱硫液将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐,脱硫效率较高。
它适用于大型燃煤电厂等高污染源。
4. 干法烟气脱硫塔:这种脱硫塔采用干式脱硫技术,通过喷洒干燥剂将烟气中的二氧化硫吸附和转化为硫酸盐。
相比湿法脱硫塔,不需要加水和产生废水,适用于水资源受限的地区。
总结脱硫塔是燃煤电厂等高污染源中必不可少的设备,它通过化学反应的方式将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐,从而达到去除二氧化硫的目的。
脱硫塔的工作原理简单描述
脱硫塔是一种用于去除燃煤电厂等工业烟气中二氧化硫的装置。
其工作原理是通过将含有二氧化硫的烟气与吸收剂(通常是氧化钙或碱性溶液)接触反应,使二氧化硫与吸收剂发生化学反应,形成硫酸或硫酸盐,并将其捕集在塔内而从烟道气中去除。
脱硫塔的内部通常是由填料或板式结构构成,在填料或板式结构上喷洒吸收剂,烟气从填料或板式结构中通过。
在烟气通过塔的过程中,二氧化硫与吸收剂发生接触并发生反应,吸收剂与二氧化硫反应后成为饱和吸收液,在塔内形成硫酸或硫酸盐。
硫化物被吸收剂吸附后,烟气经过塔后,可进一步经过除尘器等设备净化,然后排放出去。
对于吸收液中的硫酸或硫酸盐,通常通过循环系统将它们从塔底回收出来,进行回收再利用或进行处理。
脱硫塔的工作原理可简单概括为:通过烟气与吸收剂的接触,使二氧化硫发生反应并被吸收剂捕集,从而达到去除烟气中二氧化硫的目的。
脱硫塔的工作原理
脱硫塔是一种用于烟气脱硫的设备,主要应用于燃煤、燃油等工业生产过程中
产生的含硫气体的处理。
脱硫塔的工作原理主要是利用化学方法将烟气中的二氧化硫转化为固体或液体硫化物,从而达到减少大气污染物排放的目的。
脱硫塔的工作原理可以分为两个主要步骤,吸收和再生。
首先是吸收步骤。
烟气进入脱硫塔后,通过喷淋装置将脱硫剂溶液喷洒到烟气中。
脱硫剂一般采用氢氧化钙、氢氧化钠等碱性物质,这些物质能够与烟气中的二氧化硫发生化学反应,生成硫酸钙或硫酸钠等化合物。
这些化合物会被吸收到脱硫液中,从而使烟气中的二氧化硫得到去除。
接着是再生步骤。
脱硫液中所含的硫化物被输送至再生系统,经过加热和氧化
处理后,将硫化物转化为硫酸钙或硫酸钠。
再生后的脱硫剂可以重新循环使用,而生成的硫酸钙或硫酸钠则可以作为工业原料进行利用,实现资源的再利用。
脱硫塔的工作原理中,关键的环节是脱硫剂的选择和再生处理。
合理选择脱硫
剂可以提高脱硫效率,减少对环境的影响。
而再生系统的设计和运行也直接影响着脱硫设备的性能和运行成本。
总的来说,脱硫塔的工作原理是通过化学方法将烟气中的二氧化硫转化为固体
或液体硫化物,再经过再生处理将硫化物转化为可再利用的脱硫剂。
这一过程既可以减少大气污染物的排放,又可以实现资源的再利用,是一种环保高效的脱硫技术。
脱硫塔的工作原理虽然看似简单,但其中涉及的化学反应和工艺控制等方面都
需要高度的专业知识和技术支持。
随着环保要求的不断提高,脱硫技术也在不断创新和完善,为工业生产提供了更加清洁、高效的解决方案。
脱硫塔的工作原理脱硫塔是一种用于烟气脱硫的设备,主要用于燃煤、燃油等工业锅炉烟气中二氧化硫的净化处理。
脱硫塔的工作原理主要包括吸收、反应和再生三个过程。
首先,烟气中的二氧化硫进入脱硫塔后,通过喷淋装置喷洒出来的吸收液,与吸收液中的氧化钙或氧化钠等吸收剂发生接触和反应。
在这个过程中,二氧化硫被吸收剂吸收,并与吸收液中的氧化钙或氧化钠发生化学反应,生成硫酸钙或硫酸钠等化合物。
其次,吸收反应后的含硫化合物的吸收液通过脱硫塔的底部排出,并经过处理后再生。
再生的过程主要包括脱水、干燥和焙烧等步骤,以将含硫化合物还原为氧化钙或氧化钠,从而实现吸收液的再生和循环利用。
最后,经过再生处理后的吸收液重新进入脱硫塔,继续吸收烟气中的二氧化硫,形成循环处理,直至脱硫效果达到要求。
脱硫塔的工作原理可以通过化学反应方程式来描述,二氧化硫与氢氧化钙发生反应生成硫酸钙,化学方程式为SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O。
再生过程中,硫酸钙经过加热分解生成氧化钙和二氧化硫,化学方程式为CaSO3 + 1/2O2 →CaSO4。
再生后的氧化钙再次用于吸收烟气中的二氧化硫,形成循环。
总的来说,脱硫塔的工作原理是通过吸收液与烟气中的二氧化硫发生化学反应,将二氧化硫吸收并转化为硫酸钙或硫酸钠等化合物,然后再经过再生处理,将含硫化合物还原为氧化钙或氧化钠,实现吸收液的再生和循环利用,从而达到净化烟气中二氧化硫的目的。
脱硫塔的工作原理是基于化学反应原理的,通过合理设计和运行,可以有效减少工业锅炉烟气中的二氧化硫排放,保护环境,减少大气污染。
同时,对脱硫塔的运行和维护也需要严格按照工作原理进行,以确保脱硫效果和设备稳定运行。
脱硫塔的工作原理
脱硫塔是一种用于烟气脱硫的设备,其工作原理基于化学吸收法。
以下是脱硫塔的工作原理详细阐述。
脱硫塔主要包括塔体和填料两个主要部分。
烟气从脱硫塔的底部进入,并通过塔体底部的布气装置均匀分布到填料层上。
同时,脱硫剂溶液从塔体的顶部喷洒至填料层上。
脱硫剂溶液通常使用石灰石浆液,其中含有CaCO3成分。
当
烟气中的SO2气体与脱硫剂溶液接触时,发生下列反应:
SO2 + CaCO3 + 1/2O2 → CaSO4 + CO2
上述反应过程中,SO2被氧化为CaSO4,并释放出CO2气体。
而CaSO4则留在溶液中,形成硫酸钙。
填料层类似于一个多孔的过滤器,起到过滤和吸收氧化产物的作用。
填料的种类有许多不同的选择,通常是根据需求和具体应用进行选择。
在脱硫塔的工作过程中,填料层会不断累积氧化产物和其他杂质。
这些杂质会通过排污系统周期性地排出脱硫塔。
整个脱硫塔系统需要经过连续循环操作以保持脱硫效率。
脱硫塔系统中还配备了泵和管道等设备,用于输送和循环脱硫剂溶液。
总之,脱硫塔通过化学吸收法,利用脱硫剂溶液与烟气中的硫化物反应,将SO2气体转化为固体硫化物,并通过排污系统去除杂质。
这样可以有效地减少烟气中的硫化物排放,达到脱硫的目的。
脱硫塔的工作原理脱硫塔是一种用于去除燃煤电厂等工业设施中烟气中二氧化硫的设备。
二氧化硫是燃烧煤炭等燃料时产生的一种有害气体,对环境和人体健康都有害。
因此,为了保护环境和人类健康,需要采取措施去除烟气中的二氧化硫。
脱硫塔就是其中一种常用的设备。
脱硫塔的工作原理可以简单概括为吸收和反应。
具体来说,脱硫塔内部填充有吸收剂,当烟气通过脱硫塔时,二氧化硫会被吸收剂吸收并与之发生化学反应,从而将二氧化硫去除。
下面我们将详细介绍脱硫塔的工作原理。
首先,让我们来了解一下脱硫塔的结构。
脱硫塔通常由塔体、进气口、出气口、吸收剂喷淋系统、排放系统等部分组成。
烟气从进气口进入脱硫塔,经过塔体内部的吸收剂喷淋系统,与吸收剂接触并发生化学反应,然后经过出气口排放到大气中。
脱硫塔内部的吸收剂通常是一种碱性溶液,如石灰石浆液或氨水。
这些吸收剂具有较强的碱性,能够与二氧化硫发生化学反应,生成硫酸盐或硫代硫酸盐。
这些化合物溶解在吸收剂中,使得烟气中的二氧化硫得以去除。
脱硫塔的吸收剂喷淋系统起着至关重要的作用。
吸收剂喷淋系统通常由喷嘴、管道、泵等组成,能够将吸收剂均匀地喷洒到烟气中。
这样可以增加烟气与吸收剂的接触面积,提高二氧化硫的去除效率。
除了吸收剂喷淋系统,脱硫塔的塔体结构也对其工作效果有着重要影响。
塔体内部通常填充有填料,用于增加烟气与吸收剂的接触面积,促进化学反应的进行。
填料的选择和布置对脱硫效果有着重要影响。
另外,脱硫塔的排放系统也是至关重要的。
经过脱硫塔处理后的烟气需要排放到大气中,因此需要排放系统来控制烟气的排放。
排放系统通常包括烟囱、脱硫塔出口的烟气处理设备等,能够确保排放的烟气符合环保标准。
综上所述,脱硫塔的工作原理主要是通过吸收和化学反应来去除烟气中的二氧化硫。
脱硫塔通过吸收剂喷淋系统、塔体结构和排放系统等部分的配合工作,能够有效地去除烟气中的二氧化硫,保护环境和人类健康。
在工业生产中,脱硫塔是一种非常重要的环保设备,对减少大气污染有着重要作用。
脱硫塔脱硫的基本原理1. 脱硫的背景和需求二氧化硫(SO2)是常见的大气污染物之一,主要来源于煤炭和石油等燃烧过程。
SO2的排放会引发大气酸化和细颗粒物形成,对人体健康和环境有害。
为了减少SO2排放,保护大气环境,脱硫技术被广泛应用。
脱硫塔即烟气脱硫装置,是一种常见的脱硫设备。
它通过将烟气与脱硫剂接触,利用化学反应将SO2转化为可回收或易于处理的废物,从而达到去除SO2的目的。
2. 脱硫塔的基本构造脱硫塔主要由进气口、喷淋层、吸收层、排气口、脱硫剂循环系统和废气处理系统等部分组成。
•进气口:用于引导含有SO2的烟气进入脱硫塔。
•喷淋层:位于塔底,用于喷洒脱硫剂,增大SO2和脱硫剂之间的接触面积。
•吸收层:位于塔体中部,主要用于脱硫剂和烟气的接触反应。
•排气口:位于塔顶,用于排放经脱硫处理后的烟气。
•脱硫剂循环系统:将使用过的脱硫剂从底部循环回到喷淋层,重新参与脱硫反应。
•废气处理系统:对含有二氧化硫的废气进行处理,以减少对环境的影响。
3. 脱硫塔脱硫的基本原理脱硫塔脱硫主要是通过吸收液(脱硫剂)和烟气之间的接触,利用化学反应将SO2转化为易于处理的物质。
脱硫过程涉及的主要化学反应是脱硫剂与SO2的吸收反应和脱硫产物的生成反应。
在常见的湿法脱硫中,常用的脱硫剂是碱性液体,例如石灰石乳浆(CaCO3)或苏打灰乳浆(Na2CO3)。
3.1 脱硫剂与SO2的吸收反应脱硫剂喷洒至喷淋层后,与烟气中的SO2接触,在吸收层内发生化学反应。
主要反应如下:1.CaCO3 + SO2 + 1/2O2 + H2O → CaSO4·2H2O + CO22.Na2CO3 + SO2 + 1/2O2 + H2O → Na2SO4 + CO2这些反应中,脱硫剂中的碱性物质与SO2发生氧化还原反应,生成硫酸钙或硫酸钠,同时释放出二氧化碳。
3.2 脱硫产物的生成反应在脱硫剂与SO2的吸收反应的基础上,脱硫产物进一步发生化学反应,生成稳定的化合物。
脱硫塔的工作原理
脱硫塔是一种广泛应用于燃煤发电厂和工业锅炉等高污染排放设备的空气污染治理设备,用于去除烟气中的二氧化硫
(SO2)。
脱硫塔的工作原理是利用吸收剂与烟气中的SO2发生反应,
形成硫酸盐,将其从烟气中去除。
具体而言,脱硫塔内设置了填料层和喷淋系统,烟气由下而上通过填料层,而在填料层中通过喷淋系统喷洒的吸收剂与烟气接触。
当烟气通过填料层时,气相中的SO2会与吸收剂中的活性成
分发生接触和反应,吸收剂中的氨气或碱液会与SO2反应生
成硫酸氢铵或硫酸钠。
反应产物通过填料层的吸附和溶解作用,在接触面积增大的情况下,更大程度上与烟气中SO2发生反应,从而提高了脱硫效率。
在脱硫塔中,吸收剂与烟气的接触由喷淋系统实现。
喷淋系统通过喷洒吸收剂,将其均匀分布在填料层上,并形成由上至下的逆流湿式吸收过程。
这种设计有助于增加吸收剂与烟气之间的接触面积,提高了吸收效果。
通过脱硫塔的处理,大部分的SO2会被吸收剂吸收并转化为
硫酸盐,使得烟气中的SO2浓度得到明显降低,达到治理空
气污染的目的。
脱硫塔的工作原理主要依赖于吸收剂与烟气之间的接触及其反应能力,以及填料层和喷淋系统的设计和操作。
通过不断改进和优化,脱硫塔在工业应用中发挥了重要的环保作用。
脱硫塔工作原理脱硫塔是一种用于烟气脱硫的设备,主要用于煤电厂、钢铁厂、水泥厂等工业生产中,用于去除烟气中的二氧化硫等有害气体。
脱硫塔的工作原理主要包括吸收、氧化、还原和再生等过程。
首先,烟气中的二氧化硫和脱硫剂接触,通过吸收作用,使二氧化硫被脱硫剂溶解吸收。
脱硫剂通常采用石灰石、石膏等碱性物质,与二氧化硫发生化学反应,生成硫酸盐。
这一过程是脱硫塔脱硫的关键步骤,也是最主要的脱硫原理之一。
其次,脱硫剂中的硫酸盐经过氧化作用,转化为硫酸。
氧化过程一般采用氧气或空气进行,在催化剂的作用下,将硫酸盐氧化为硫酸。
这一步骤是为了进一步提高硫酸盐的浓度,增加脱硫效果。
随后,通过还原作用,将生成的硫酸还原为二氧化硫气体。
还原一般采用还原剂,如亚硫酸氢钠等,在还原剂的作用下,将硫酸还原为二氧化硫气体。
这一步骤是为了循环再利用脱硫剂,减少废弃物的产生,同时也可以提高脱硫效率。
最后,再生脱硫剂。
在脱硫过程中,脱硫剂会逐渐被二氧化硫和硫酸盐吸收,降低脱硫效果。
因此需要对脱硫剂进行再生,将其中的硫酸盐和二氧化硫去除,使脱硫剂重新恢复活性。
再生一般采用加热或干燥等方法,将脱硫剂中的吸收物质去除,使脱硫剂得以再次利用。
总的来说,脱硫塔的工作原理是通过吸收、氧化、还原和再生等过程,将烟气中的二氧化硫去除,达到净化烟气的目的。
这一过程需要配合适当的脱硫剂和催化剂,以及控制适当的温度、压力等条件,才能达到较好的脱硫效果。
脱硫塔作为环保设备,在工业生产中起着重要的作用。
通过了解脱硫塔的工作原理,可以更好地理解脱硫设备的运行机理,为环保工作提供技术支持。
同时,不断改进和完善脱硫技术,提高脱硫效率,减少对环境的污染,是当前工业生产中亟待解决的问题。
脱硫塔的工艺流程脱硫塔是一种用于去除燃煤电厂、锅炉等燃烧设备中烟气中二氧化硫的设备。
它是环保设备中的重要组成部分,能够有效减少大气污染物排放,保护环境,改善空气质量。
脱硫塔的工艺流程经过多年的发展和改进,已经相当成熟和完善。
本文将详细介绍脱硫塔的工艺流程,包括其原理、设备、操作步骤等内容。
一、脱硫塔的原理。
脱硫塔的原理是利用吸收剂(通常为石灰石或石膏)与烟气中的二氧化硫发生化学反应,将二氧化硫转化为硫酸盐,从而达到去除二氧化硫的目的。
脱硫塔通常采用湿法脱硫工艺,即将吸收剂喷入烟气中,与烟气发生接触和反应,然后将含有硫酸盐的吸收液与烟气分离,最终得到干净的烟气排放。
二、脱硫塔的设备。
脱硫塔通常由进气系统、吸收塔、循环泵、喷淋系统、排气系统、废液处理系统等部分组成。
其中,吸收塔是脱硫塔的核心部件,其内部填充有填料,用于增加与烟气的接触面积,促进二氧化硫的吸收和转化。
循环泵用于将吸收液循环喷洒到烟气中,喷淋系统用于均匀地将吸收液喷洒到填料上,排气系统用于排放处理后的烟气,废液处理系统用于处理含有硫酸盐的废液,以及对脱硫塔进行排污和维护。
三、脱硫塔的工艺流程。
1. 进气系统,烟气从锅炉或其他燃烧设备中产生,经过除尘设备后进入脱硫塔的进气系统。
进气系统通常包括风机、风道、阀门等设备,用于调节烟气的流量和温度,保证脱硫塔的正常运行。
2. 吸收塔,烟气进入吸收塔后,与喷洒的吸收液进行接触和反应。
填料的作用是增加接触面积,促进二氧化硫的吸收和转化。
吸收塔的设计和填料的选择对脱硫效率有重要影响,通常需要根据具体情况进行优化和调整。
3. 循环泵和喷淋系统,循环泵将吸收液从废液池中抽出,通过喷淋系统喷洒到填料上,与烟气进行接触和反应。
循环泵和喷淋系统的运行稳定性和喷洒均匀性对脱硫效果有重要影响,需要定期检查和维护。
4. 排气系统,经过吸收塔处理后的烟气进入排气系统,经过除雾器和烟囱排放到大气中。
排气系统需要保证排放的烟气符合环保要求,通常需要安装在线监测设备,对烟气的排放进行实时监测和记录。
脱硫塔C-102机械设计摘要塔设备广泛用于蒸馏、吸收、介吸(气提)、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中,它的操作性能好坏,对整个装置的生产,产品产量、质量、成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。
在化工和石油化工装置中塔设备的投资费用占整个工艺设备的四分之一多。
对工业废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。
优点是易维护,且可通过配制不同的除尘剂,同时达到除尘和脱硫(脱氮)的效果。
在说明部分中,主要介绍了塔设备在石油化工生产中的作用、地位、发展、现状、特点及和分类,同时又对塔的材料选择,筒体、封头的选用进行了说明和论述。
在计算部分中,主要对筒体、封头材料的选择、壁厚的选取进行了计算,并进行了稳定性校核。
设计主要包括基本参数选定、机械设计和图纸绘制。
基本参数选定部分完成了塔设备的选型、塔盘的选型和设备材料等内容的设计;机械设计部分为塔设备的筒体、封头、开口、裙座和地基等部件的设计计算。
关键词:塔设备,脱硫塔,设计,校核Mechanical design of the desulfurization towerAbstractTower equipment is widely used in distillation, absorption, dielectric absorption (gas stripping), extraction, gas washing, humidification and cooling unit operations, its operational performance is good or bad, the production of the entire device, product yield, quality, costand environmental protection, "three wastes" treatment has a greater impact. Investment cost of the tower equipment in the chemical and petrochemical installations account for more than a quarter of the whole process equipment.The industrial waste gas desulfurization processing equipment, the majority of tower equipment, is the desulfurization tower. The advantages are easy to maintain, and by the preparation of different dust agent to achieve the effect of dust removal and desulfurization. Tower equipment in petrochemical production in the description section, the status of development, current status, characteristics and classification, while the tower of the material selection, described the selection of the cylinder, head and expositions. In calculating the section, the main cylinder, head choice of materials, wall thickness selected calculated and stability check. The design includes the basic parameters selected, the mechanical design and drawings. The basic parameters of the selected partially completed tower equipment selection and design of tray selection and equipment and materials; mechanical design part of tower equipment, cylinder head, opening, skirt and foundation and other parts of the design calculations, while the tower of the mechanical properties and plate load performance check.Keywords: tower equipment, desulphurization tower, design, verification目录绪论 (1)1脱硫塔的应用 (2)2设备总体设计 (3)2.1脱硫塔的主要构件及其作用 (3)2.3圆筒的设计 (6)2.4裙座及裙座与塔壳的连接方式 (7)2.5危险截面的选择 (7)2.6塔体分段 (8)2.7地震载荷、地震弯矩及风载荷、风弯矩 (9)2.8圆筒应力校核 (10)2.9地脚螺栓的确定 (10)2.10补强方式 (11)2.11脱硫塔设备运行中常见故障及处理方法 (12)3计算部分 (14)3.1设计任务书 (14)3.1.1 设计参数 (14)3.1.2 设计内容 (14)3.1.3 设计要求 (14)3.1.4 设计简图 (14)3.2符号说明 (15)3.3塔壳厚度计算 (22)3.4塔式容器质量计算 (23)3.5自振周期计算 (24)3.6高振型地震载荷和地震弯矩计算 (25)3.7风载荷计算 (29)3.7.1 顺风向风载荷计算 (29)3.8最大弯矩计算 (31)3.9圆筒应力校核 (32)3.10裙座验算 (33)3.11液压试验时的应力校核 (35)3.12基础环厚度计算 (37)3.13地脚螺栓计算 (38)3.14筋板计算 (40)3.15盖板计算 (41)3.16裙座与塔壳连接焊缝验算 (41)3.17开孔补强设计计算 (42)4 结论 (46)参考文献 (47)谢辞 (48)绪论在炼油、化工、轻工及医药等工业生产中,气、液或液、液两相直接接触进行传质传热的过程是很多的,如精馏、吸收、萃取等,这些过程都是在一定的设备内完成的。
由于过程中介质相互间主要发生的是质量的传递,所以也将实现这些过程的设备叫传质设备,从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器,高径比较大,形状如“塔”,故习惯上称其为塔设备。
塔设备为气、液或液、液两相进行充分接触创造了良好的条件,使两相有足够的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而达到相际间质量和热量传递的目的,实现工艺要求。
所以塔设备的性能对整个装置的产品质量、生产能力、消耗定额和环境保护等方面都有着重大的影响。
在化工和石油化工生产装置中,塔设备的投资费用约占全部工艺设备总投资的25%,在炼油和煤化工生产装置中约占35%的钢材重量在各类工艺设备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备耗用钢材重量约占45%,年产30万吨乙烯装置中约占27%。
可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工艺设备之一,它的设计、研究、使用对炼油、化工等工艺的发展起着重要的作用。
对工业废气进行脱硫处理的设备,以塔式设备居多,即为脱硫塔。
硫塔最初以花岗岩砌筑的应用的最为广泛,其利用水膜脱硫除尘原理,又名花岗岩水膜脱硫除尘器,或名麻石水膜脱硫除尘器。
优点是易维护,且可通过配制不同的除尘剂,同时达到除尘和脱硫(脱氮)的效果。
根据原油的含硫量及加工深度的不同,炼厂干气不同程度地含有H2S等硫化物。
例如胜利馏分油催化裂化干气中,含H2S约2.2%(气体)。
除炼制低硫原油的干气在作为燃料气使用时不需脱硫外,一般炼油厂的干气不管是作为燃料使用还是用作化工装置的原料,都需要先进行脱硫。
可见,干气脱硫塔在现代炼化厂中起着非常大的作用。
1 脱硫塔的应用炼厂气体脱硫方法主要分为两大类。
一为干法脱硫,主要用于需要较高脱硫率的场合,常用的有氧化锌法、活性炭吸附法;另一为湿法脱硫,其中使用最普遍的为MDEA法脱硫。
MDEA法脱硫比干法脱硫相比,其具有可连续操作、流程简单、处理量大、投资和操作费用较低等优点。
目前,我国炼厂干气脱硫绝大多数采用这种MDEA法。
本文主要设计的就是以MEDA水溶液为主的干气脱硫塔。
目前,国内外对脱硫塔进行了许多实验研究,如脱硫塔的阻力特性研究、液滴运动速度沿塔高变化和TCA( turbulent contact absorber) 塔内温度场分布研究等,这些研究对指导工业应用具有重要意义,但其实验结果往往只能针对特定的设备或结构,具有很大的局限性。
随着计算机技术的迅速发展,计算流体力学(CFD) 已成为研究流体流动的重要手段,采用该技术可以弥补和克服传统设计方法的缺陷,减少物理试验,缩短研发周期,节约研究经费,还可以获取大量局部、瞬时数据,从而指导工程的设计和优化。
目前国内多脱硫塔所进行的数值模拟还仅限实验室规模的脱硫塔上;而国外学者的研究主要集中在脱硫机理或者浆液液滴的运动方面,很少针对某个工程项目进行优化设计。
目前国内炼油行业约有50 多套MDEA法脱硫塔,其中约70 %的装置是90 年代建成投产的,规模最大的每年处理干气和液化石油气总量为460 Kt ,规模最小的每年仅处理液化石油气16 Kt。
2 设备总体设计2.1脱硫塔的主要构件及其作用脱硫塔结构简图如图2-1所示。
图2-1填料塔的总体结构1-吊柱;2-气体出口;3-喷墨装置;4-人孔;5-壳体;6-液体再分配器;7-填料;8-卸填料人孔;9-支撑装置;10-气体入口;11-液体出口;12-群座;13-检查孔a.塔体塔体即塔设备的外壳,常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。
塔设备通常安装在室外,因而塔体除了承受一定的操作压力(内压或外压)、温度外,还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷。
此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求b.支座塔体支座是塔体与基础的连接结构。
因为塔设备较高、重量较大,为保证其足够的强度及刚度,通常采用裙式支座。
c.人孔及手孔为安装、检修、检查等需要,往往在塔体上设置人孔或手孔。