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脱硫设计计算
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  • 脱硫设计计算公式及方法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=H0×NTU (1)
    其中:H0为传质单元高度:H0=Gm/(kya)(ka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=(y1-y2)/ △ym,即气相总的浓度变化除于平均推动力△ym=(△y1-△y2)/ln(△y1/△y2)(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=
    ==9.81×10
    (2)
    其中:y1,y2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO2组分的摩尔比,kmol(A)/kmol(B)
    ,为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度,kmol(A)/kmol(B)
    kya 为气相总体积吸收系数,kmol/(m3h﹒kpa)
    x2,x1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO2组分摩尔比,kmol(A)/kmol(B)
    G 气相空塔质量流速,kg/(m2﹒h)
    W 液相空塔质量流速,kg/(m2﹒h)
    y1×=mx1, y2×=mx2 (m为相平衡常数,或称分配系数,无量纲)
    kYa为气体膜体积吸收系数,kg/(m2﹒h﹒kPa)
    kLa为液体膜体积吸收系数,kg/(m2﹒h﹒kmol/m3)
    式(2)中为常数,其数值根据表2[4]
    表3 温度与值的关系...
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