一種半干法煙氣脫硫系統工藝的設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化工領域，尤其是涉及采用"旋轉噴霧干燥法(SDA)+袋式除塵器"組合 的半干法煙氣脫硫系統工藝的設計方法。
【背景技術】
[0002] 半干法煙氣脫硫工藝以旋轉噴霧干燥法為代表。脫硫劑利用生石灰消化成熟石 灰，或直接外購消石灰制成石灰乳液，通過霧化器進入旋轉噴霧干燥塔，與煙氣接觸除去其 中的S02、HC1、HF和S03等污染物。由于它相對于濕法FDG工藝，流程簡單，技術成熟，系統可靠 耗水量少，占地面積小，投資費用低，副產物呈干態，無廢水排放，腐蝕較輕，可去除重金屬 等優點。
[0003]噴霧干燥脫硫系統尾部常常設置袋式除塵器，由于脫硫副產物固體顆粒與飛灰的 物理性質相近，袋式除塵器用來收集經脫硫產生的固體顆粒物和煙氣中的灰分。通常在 "SDA+袋式除塵器"的工藝系統中，有10-20%的S〇2脫除率是在袋式除塵器內實現的。當對 S02脫除率要求較高時，采用袋式除塵器是必要的，此時袋式除塵器肩負著二級吸收的作 用。

【發明內容】

[0004]本發明目的在于提供一種半干法煙氣脫硫系統工藝的設計方法，用以提高中小型 鍋爐的脫硫效率，采用的袋式除塵器在提高脫硫效率的同時可以攔截煙氣中的固體顆粒物 和飛灰成分，減少粉塵污染。
[0005]為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：
[0006]本方案采用的煙氣脫硫設備包括旋轉噴霧干燥塔和袋式除塵器，旋轉噴霧干燥塔 內完成噴入堿性漿液、漿液霧化、吸收劑與煙氣混合、干態物質從煙氣中分離四項工作;袋 式除塵器內實現S02繼續被堿性顆粒吸收，并與微小固體顆粒物和飛灰一起被濾料攔截。旋 轉噴霧干燥塔結構比較簡單，采取"矮胖"原則，主要包括反應塔體、霧化器和煙氣分布器， 其中塔體(即塔徑和塔高）的設計采用工程經驗和實驗的方式獲得。
[0007]本發明提供的一種半干法煙氣脫硫系統工藝的設計方法，包括如下步驟：
[0008] (1)建立半干法煙氣脫硫系統中旋轉噴霧干燥塔的塔體和袋式除塵器參數計算的 數學模型；
[0009](2)通過測量儀器測量得到煙氣中的S02的濃度信息、煙氣的流量、流速和煙氣的 溫度信息；
[0010] (3)結合測量得到的信息和數學模型計算得出塔體和袋式除塵器的設計參數；
[0011] 所述干燥塔的塔體的計算數學模型包括塔直徑和塔高的計算，其中塔直徑的計算 公式為：
[0012]
[0013] 式中，Ti為進口處溫度，單位°C;T2為工況下平均溫度，單位°C;Q為溫度為!^下進口 處煙氣量，單位m3/h;u為煙氣流速，單位m/s;α為修正系數，2<α<3;
[0014] 塔高的計算公式為：
[0015]
[0016]式中，D為干燥塔內徑，單位m;β為圓筒部分高徑比，0.5<β< 1; Θ為錐體部分與圓 筒壁夾角，θ<60°;γ為修正系數，2.0<γ<2.3;
[0017] 所述袋式除塵器參數計算的數學模型中除塵器過濾面積的計算公式為：
[0018]
[0019]式中，Qn為除塵器入口煙氣量，單位Nm3/h;Τ為除塵器設計溫度，單位°C;Vf為過濾 速度，單位m/min，y為修正系數，1. 1<μ<1.3。
[0020] 進一步地，所述袋式除塵器參數計算的數學模型中還包括濾袋規格的設計，其中，
[0021] 濾袋的長徑比為：
[0022]Lo/d= 15Vi/V式中，V為過濾速度，單位m/s，Vi為除塵器煙氣進口速度，單位m/s; 12 <L〇/d<60〇
[0023] 濾袋數目為：
[0024]
[0025] 式中，A為過濾面積，單位m2;d為圓形濾袋直徑，單位mm;Lo為濾袋長度，單位mm。
[0026] 進一步地，所述濾袋的排列方式為縱橫方向或圓形布置，濾袋徑向間距為濾袋直 徑的1.5倍。
[0027] 進一步地，所述袋式除塵器參數計算的數學模型中還包括煙氣室大小的設計，其 中，
[0028]煙氣室的長度為：
[0029] ly =aX[ηιXd+(ni-l)X(ra-d)]
[0030] 煙氣室的寬度為：
[0031] wy = aX[nwXd+(nw~l)X(ra-d)]
[0032] 煙氣室的高度為：
[0033] hy = 0Lo
[0034] 式中，rd為濾袋排布的徑向間距，單位mm;d為圓形濾袋直徑，單位mm;m為縱向排列 的濾袋個數;nw為橫向排列的濾袋個數;a、β為安裝空間余量系數，1.1 <a< 1.2，1.4 <β< 1·5〇
[0035]
[0036]進一步地，所述袋式除塵器參數計算的數學模型中還包括凈氣室大小的設計，其 中，
[0037]凈氣室長和寬分別為：
[0038] ly =aX[ηιXd+(ni-l)X(ra-d)]
[0039] wy =aX[nwXd+(nw~l)X(ra-d)]
[0040] 式中，rd為濾袋排布的徑向間距，單位mm;d為圓形濾袋直徑，單位mm;m為縱向排列 的濾袋個數;nw為橫向排列的濾袋個數;a為安裝空間余量系數，1.1<a< 1.2。
[0041] 有益效果:本發明通過建立合理的"旋轉噴霧干燥法(SDA)+袋式除塵器"半干法煙 氣脫硫系統中設備參數計算的數學模型，結合測量得到的煙氣流量、溫度等測量數據或系 統設計指標要求，能夠準確計算得到旋轉噴霧干燥塔的塔徑和塔高、以及袋式除塵器過濾 面積等系統工藝的設計數值，為系統的設計提供了提供理論計算依據和參考。并且基于本 發明設計方法中提出的數學模型設計得到的系統，能夠提高中小型鍋爐的脫硫效率，采用 的袋式除塵器在提高脫硫效率的同時可以攔截煙氣中的固體顆粒物和飛灰成分，減少粉塵 污染。
【附圖說明】
[0042]圖1為本發明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價 形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0044]如圖1所示，本發明實施例提供了一種半干法煙氣脫硫系統工藝的設計方法，主要 包括:首先，建立半干法煙氣脫硫系統中旋轉噴霧干燥塔的塔體和袋式除塵器參數計算的 數學模型;然后，通過測量儀器測量得到煙氣中的S02的濃度信息、煙氣的流量、流速和煙氣 的溫度信息；最后結合測量得到的信息和數學模型計算得出塔體和袋式除塵器的設計參 數。本發明的主要發明點在于基于長期的工程經驗和實驗對系統工藝設計建立了如下的數 學模型，為工程設計提供了理論計算依據和參考。其中數學模型主要包括如下方面：
[0045](一)旋轉噴霧干燥塔的塔體設計 [0046] 1.塔直徑的計算
[0047] 干燥塔截面為圓形，計算公式：
[0048]
[0049] 式中：Q-溫度為1\下進口煙氣量，m3/h。（在進口處使用煙氣流量計測量可得）
[0050] T2-工況下平均溫度，。C;
[0051 ]?\一進口溫度，°C;(溫度測量儀測量可得）
[0052] u-煙氣流速，m/s;(可通過煙氣流量計測量得到）
[0053] a-修正系數，2<a< 3 (考慮煙氣含塵量和氣液混合程度）
[0056]
[0054] 2.塔塔高計算[0055] 塔總高分成三個部分:圓筒部分高度、下部椎體部分高度和進出口煙道高度。
[0057] ：υ一-h猓拾円佇，m;
[0058] β-圓筒部分高徑比，0·5<β<1;
[0059]Θ-錐體部分與圓筒壁夾角，60°;
[0060] u-煙氣流速，m/s;
[0061] Q-溫度為1\下進口煙氣量，m3/h。
[0062] γ-修正系數，2.0<γ<2.3。（考慮煙氣流速過高或過低）
[0063](二)袋式除塵器的設計
[0064] 1