氨吸收法脫硫技術物料平衡計算及除霧器性能優化探討

孫靈祎

摘 要：隨著社會經濟的發展和進步，我國煤炭的使用量逐漸增加，不論是在大型的重工業中還是日常生活中，煤炭使用量都較前些年有明顯提升。因此，在這樣的背景下，煤炭型污染在我國逐漸增多，給人類的健康和生存環境帶來嚴重的影響。對此，對氨吸收法脫硫技術物料平衡計算機除霧器性能優化進行闡述，以供參考。

關鍵詞：氨吸收法；脫硫技術；物料平衡；除霧器優化

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生產和消耗在我國體現的非常明顯，尤其是進入21世紀以來，使用量更是大幅度提升，這在一定程度上加快了我國的生產速度，但同時也帶來了嚴重的污染，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物不斷增加。因此，采用合理的治理措施已成為現階段我國的一項重要工作內容。

1 物料平衡計算

1.1 計算水平衡

1.1.1 計算前煙氣帶水量

1.1.2 計算吸收劑攜帶水量

吸收劑在濕法脫硫系統中通常以水溶液的形式呈現，一部分水分被帶到吸收塔中。在本文方法中，濃氨水和液氨是吸收劑的主要來源，按適合的濃度調配后放到吸收塔里面，將煙氣洗滌凈化。可以通過煤耗、機組燃煤含硫量計算出SO2含量，并將設計脫硫影響下的吸收和消耗量計算出來，這樣就可以得出吸收劑的帶水量。

1.1.3 計算脫硫產物帶水量

根據機組燃燒后脫硫效率參數和生成的SO2量，可以將脫硫副產物量計算出來，副產物帶水量可以利用脫硫副產物含水率進行計算。

1.2 氨的平衡情況

1.2.1 耗量和硫銨的含量

將SO2吸收時的化學關系作為依據，通過機組燃煤煤耗、設計SO2脫出效率、含硫量等參數，可以將硫銨生成量和氨水耗量計算出來。

1.2.2 脫硫中氨的總耗量

從氨吸收方式中的脫硫情況來看，可以將脫硫時使用的氨水情況作為依據，在確定脫硫系統氨的總耗量時，可以依據出口煙氣量和出口煙氣殘氨量完成。

從該技術來講，如果沒有循環的吸收溶液，一般會有較低的濃度存在于排液的硫銨中，很難將副產品提取出來，其應用價值也不高。因此，在設計時，將清液池和下塔收塔中的漿液向脫硫塔中輸入，這樣可以多次循環使用，不僅提高了脫硫的利用率，還能提高了脫硫的效率，同時也大大增加了溶液中硫銨的濃度，甚至有可能出現飽和，進而形成結晶體，有助于提取固體硫酸銨。

1.2.3 工作下煙氣體積流量

通過以上公式，可以計算出工作條件下脫硫系統中總的濕煙氣體積在吸收塔中的流量，以工作狀態下具體的煙氣流量作為依據，選定煙氣在塔內的停留時間和空塔煙氣流速，確定塔的高度和塔的內徑，依次來設計吸收塔體。

2 優化除霧器性能

2.1 氣水分離機制

微細液滴在吸收塔中上升的氣流主要受重力和氣流的影響，當液滴的重力小于氣流作用力時，氣體將帶走這部分液滴；相反，當液滴的重力大于氣流的作用力時，在進行水汽分離時，可以依靠重力完成。氣流速度和液滴直徑是液滴重力和氣流作用力的主要影響因素。

液滴直徑的大小受脫硫裝置的影響，通常來講，在使用噴嘴霧化吸收塔時，為了能夠獲得較高的脫硫效率，需要細致的霧化吸收液，加上會有破碎的情況存在吸收過程中，所以，直徑在這一部分就會比較小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，這使煙氣的速度得到提升，凈化后大大增加了夾帶的液滴。現階段，氣水分離器是解決這一問題最有效的方式，它可以分離出煙氣中的水分，所以，在設計脫硫工藝時，并不是霧化得越細就越好，這樣會使氣水分離器的負荷加重，水分離的效果在氣水分離器中會降低。

2.2 應用數值模擬技術

在濕法煙氣的脫硫系統中，除霧器發揮著非常重要的作用，清除脫硫后煙氣中攜帶的漿霧是它的主要作用。確保脫硫風機和熱氣管束正常工作，在濕法洗滌煙氣脫硫系統中連續、可靠地運行，這些是由除霧器的性能決定的，一旦有故障出現在除霧器中，可能會導致脫硫器失效，嚴重時還會造成整個機組停止工作。

2.3 優化過程中模型選定

2.3.1 確定除霧器中氣相流動情況

假設氣體為牛頓流體，氣體以理想形式呈現，且為不能壓縮的氣體。根據分析的結果可以獲取壓力的情況和內流長壓力的梯度。在此過程中不考慮溫度的影響，通過具體的工程測試情況可以將這些獲取出來，沒有較大的變化存在于通道中。在分析時，在設置參數時，用常數的形式設置溫度項，絮流旺盛的氣流，同性的情況就會存在于絮流區當中。

2.3.2 湍流情況下的控制形式

二維定常的流動方式存在于流場中，這樣可以對時間進行平均使用，流量的瞬間值在基礎方程中可以通過湍流表示。運用雷諾方式分解這些量，并對方程中的每一項予以雷諾平均，這樣湍流過程中的控制方程就可以通過該方式獲取，主要是運量方程、能量方程和連續方程。

2.3.3 選取模型

在對流體的壓力、溫度和速度分量進行計算時，用標準的模型將常用的湍流模型體現出來。該方式考慮了擴散和對流影響脈動速度的情況，較為真實顯示了流動場景，這樣能夠很好地優化隧道和管道中的絮流情況，因此應用標準的K—e模型來計算氣相。

就液滴顆粒來說，由于液滴在除霧器中占據的體積分數都不高，所以可以忽略顆粒對氣相的影響和顆粒之間的相機作用。

2.4 設定邊界條件

設定邊界條件分為以下幾種情況：①不同氣流速度的情況。葉片間距在除霧器中一致的條件下，將u=2～14 m/s作為進口氣流速度，垂直壁面的氣流速度為0，計算具體的數值，得出氣流速度影響除霧器脫水效率的曲線。②不同葉片間距的情況。對不一致間距除霧器的計算和數值模擬予以應用，得到隨葉片間距變化脫水效率變化的曲線。③不同布置級數的情況。為了方便進行數值計算，用除霧器葉片級數取代除霧器布置級數進行計算分析，得出隨葉片級數的變化脫水效率的變化曲線。

3 結束語

綜上所述，資源的利用率在我國逐漸提升，為我國經濟的發展帶來了極大的幫助，但在應用過程中，如果不能合理處理存在的問題，必將帶來嚴重的污染，危害人類的健康和生態環境。隨著節能減排這一理念的成熟和發展，我國也開始重視這方面的問題。本文詳細分析了氨吸收法脫硫技術物料平衡計算除霧器性能的優化，希望能為治理污染問題提供一定的幫助。

參考文獻

[1]蔣利橋，陳恩鑒.可回收硫資源的煙氣脫硫技術概述[J].工業鍋爐，2003（01）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： With the economic development and social progress， the amount of our increasing use of coal， whether in large or heavy industry in everyday life， the use of coal have improved significantly compared with previous years. Therefore， in this context， the coal-type pollution is gradually increasing in our country， to human health and the living environment have serious repercussions. In this regard， ammonia absorption desulfurization technology to optimize the performance of the material balance defogger elaborate computer for reference.

Key words： ammonia absorption； desulfurization technology； material balance； defogger optimizationendprint

摘 要：隨著社會經濟的發展和進步，我國煤炭的使用量逐漸增加，不論是在大型的重工業中還是日常生活中，煤炭使用量都較前些年有明顯提升。因此，在這樣的背景下，煤炭型污染在我國逐漸增多，給人類的健康和生存環境帶來嚴重的影響。對此，對氨吸收法脫硫技術物料平衡計算機除霧器性能優化進行闡述，以供參考。

關鍵詞：氨吸收法；脫硫技術；物料平衡；除霧器優化

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生產和消耗在我國體現的非常明顯，尤其是進入21世紀以來，使用量更是大幅度提升，這在一定程度上加快了我國的生產速度，但同時也帶來了嚴重的污染，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物不斷增加。因此，采用合理的治理措施已成為現階段我國的一項重要工作內容。

1 物料平衡計算

1.1 計算水平衡

1.1.1 計算前煙氣帶水量

1.1.2 計算吸收劑攜帶水量

吸收劑在濕法脫硫系統中通常以水溶液的形式呈現，一部分水分被帶到吸收塔中。在本文方法中，濃氨水和液氨是吸收劑的主要來源，按適合的濃度調配后放到吸收塔里面，將煙氣洗滌凈化。可以通過煤耗、機組燃煤含硫量計算出SO2含量，并將設計脫硫影響下的吸收和消耗量計算出來，這樣就可以得出吸收劑的帶水量。

1.1.3 計算脫硫產物帶水量

根據機組燃燒后脫硫效率參數和生成的SO2量，可以將脫硫副產物量計算出來，副產物帶水量可以利用脫硫副產物含水率進行計算。

1.2 氨的平衡情況

1.2.1 耗量和硫銨的含量

將SO2吸收時的化學關系作為依據，通過機組燃煤煤耗、設計SO2脫出效率、含硫量等參數，可以將硫銨生成量和氨水耗量計算出來。

1.2.2 脫硫中氨的總耗量

從氨吸收方式中的脫硫情況來看，可以將脫硫時使用的氨水情況作為依據，在確定脫硫系統氨的總耗量時，可以依據出口煙氣量和出口煙氣殘氨量完成。

從該技術來講，如果沒有循環的吸收溶液，一般會有較低的濃度存在于排液的硫銨中，很難將副產品提取出來，其應用價值也不高。因此，在設計時，將清液池和下塔收塔中的漿液向脫硫塔中輸入，這樣可以多次循環使用，不僅提高了脫硫的利用率，還能提高了脫硫的效率，同時也大大增加了溶液中硫銨的濃度，甚至有可能出現飽和，進而形成結晶體，有助于提取固體硫酸銨。

1.2.3 工作下煙氣體積流量

通過以上公式，可以計算出工作條件下脫硫系統中總的濕煙氣體積在吸收塔中的流量，以工作狀態下具體的煙氣流量作為依據，選定煙氣在塔內的停留時間和空塔煙氣流速，確定塔的高度和塔的內徑，依次來設計吸收塔體。

2 優化除霧器性能

2.1 氣水分離機制

微細液滴在吸收塔中上升的氣流主要受重力和氣流的影響，當液滴的重力小于氣流作用力時，氣體將帶走這部分液滴；相反，當液滴的重力大于氣流的作用力時，在進行水汽分離時，可以依靠重力完成。氣流速度和液滴直徑是液滴重力和氣流作用力的主要影響因素。

液滴直徑的大小受脫硫裝置的影響，通常來講，在使用噴嘴霧化吸收塔時，為了能夠獲得較高的脫硫效率，需要細致的霧化吸收液，加上會有破碎的情況存在吸收過程中，所以，直徑在這一部分就會比較小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，這使煙氣的速度得到提升，凈化后大大增加了夾帶的液滴。現階段，氣水分離器是解決這一問題最有效的方式，它可以分離出煙氣中的水分，所以，在設計脫硫工藝時，并不是霧化得越細就越好，這樣會使氣水分離器的負荷加重，水分離的效果在氣水分離器中會降低。

2.2 應用數值模擬技術

在濕法煙氣的脫硫系統中，除霧器發揮著非常重要的作用，清除脫硫后煙氣中攜帶的漿霧是它的主要作用。確保脫硫風機和熱氣管束正常工作，在濕法洗滌煙氣脫硫系統中連續、可靠地運行，這些是由除霧器的性能決定的，一旦有故障出現在除霧器中，可能會導致脫硫器失效，嚴重時還會造成整個機組停止工作。

2.3 優化過程中模型選定

2.3.1 確定除霧器中氣相流動情況

假設氣體為牛頓流體，氣體以理想形式呈現，且為不能壓縮的氣體。根據分析的結果可以獲取壓力的情況和內流長壓力的梯度。在此過程中不考慮溫度的影響，通過具體的工程測試情況可以將這些獲取出來，沒有較大的變化存在于通道中。在分析時，在設置參數時，用常數的形式設置溫度項，絮流旺盛的氣流，同性的情況就會存在于絮流區當中。

2.3.2 湍流情況下的控制形式

二維定常的流動方式存在于流場中，這樣可以對時間進行平均使用，流量的瞬間值在基礎方程中可以通過湍流表示。運用雷諾方式分解這些量，并對方程中的每一項予以雷諾平均，這樣湍流過程中的控制方程就可以通過該方式獲取，主要是運量方程、能量方程和連續方程。

2.3.3 選取模型

在對流體的壓力、溫度和速度分量進行計算時，用標準的模型將常用的湍流模型體現出來。該方式考慮了擴散和對流影響脈動速度的情況，較為真實顯示了流動場景，這樣能夠很好地優化隧道和管道中的絮流情況，因此應用標準的K—e模型來計算氣相。

就液滴顆粒來說，由于液滴在除霧器中占據的體積分數都不高，所以可以忽略顆粒對氣相的影響和顆粒之間的相機作用。

2.4 設定邊界條件

設定邊界條件分為以下幾種情況：①不同氣流速度的情況。葉片間距在除霧器中一致的條件下，將u=2～14 m/s作為進口氣流速度，垂直壁面的氣流速度為0，計算具體的數值，得出氣流速度影響除霧器脫水效率的曲線。②不同葉片間距的情況。對不一致間距除霧器的計算和數值模擬予以應用，得到隨葉片間距變化脫水效率變化的曲線。③不同布置級數的情況。為了方便進行數值計算，用除霧器葉片級數取代除霧器布置級數進行計算分析，得出隨葉片級數的變化脫水效率的變化曲線。

3 結束語

綜上所述，資源的利用率在我國逐漸提升，為我國經濟的發展帶來了極大的幫助，但在應用過程中，如果不能合理處理存在的問題，必將帶來嚴重的污染，危害人類的健康和生態環境。隨著節能減排這一理念的成熟和發展，我國也開始重視這方面的問題。本文詳細分析了氨吸收法脫硫技術物料平衡計算除霧器性能的優化，希望能為治理污染問題提供一定的幫助。

參考文獻

[1]蔣利橋，陳恩鑒.可回收硫資源的煙氣脫硫技術概述[J].工業鍋爐，2003（01）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： With the economic development and social progress， the amount of our increasing use of coal， whether in large or heavy industry in everyday life， the use of coal have improved significantly compared with previous years. Therefore， in this context， the coal-type pollution is gradually increasing in our country， to human health and the living environment have serious repercussions. In this regard， ammonia absorption desulfurization technology to optimize the performance of the material balance defogger elaborate computer for reference.

Key words： ammonia absorption； desulfurization technology； material balance； defogger optimizationendprint

摘 要：隨著社會經濟的發展和進步，我國煤炭的使用量逐漸增加，不論是在大型的重工業中還是日常生活中，煤炭使用量都較前些年有明顯提升。因此，在這樣的背景下，煤炭型污染在我國逐漸增多，給人類的健康和生存環境帶來嚴重的影響。對此，對氨吸收法脫硫技術物料平衡計算機除霧器性能優化進行闡述，以供參考。

關鍵詞：氨吸收法；脫硫技術；物料平衡；除霧器優化

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生產和消耗在我國體現的非常明顯，尤其是進入21世紀以來，使用量更是大幅度提升，這在一定程度上加快了我國的生產速度，但同時也帶來了嚴重的污染，二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物不斷增加。因此，采用合理的治理措施已成為現階段我國的一項重要工作內容。

1 物料平衡計算

1.1 計算水平衡

1.1.1 計算前煙氣帶水量

1.1.2 計算吸收劑攜帶水量

吸收劑在濕法脫硫系統中通常以水溶液的形式呈現，一部分水分被帶到吸收塔中。在本文方法中，濃氨水和液氨是吸收劑的主要來源，按適合的濃度調配后放到吸收塔里面，將煙氣洗滌凈化。可以通過煤耗、機組燃煤含硫量計算出SO2含量，并將設計脫硫影響下的吸收和消耗量計算出來，這樣就可以得出吸收劑的帶水量。

1.1.3 計算脫硫產物帶水量

根據機組燃燒后脫硫效率參數和生成的SO2量，可以將脫硫副產物量計算出來，副產物帶水量可以利用脫硫副產物含水率進行計算。

1.2 氨的平衡情況

1.2.1 耗量和硫銨的含量

將SO2吸收時的化學關系作為依據，通過機組燃煤煤耗、設計SO2脫出效率、含硫量等參數，可以將硫銨生成量和氨水耗量計算出來。

1.2.2 脫硫中氨的總耗量

從氨吸收方式中的脫硫情況來看，可以將脫硫時使用的氨水情況作為依據，在確定脫硫系統氨的總耗量時，可以依據出口煙氣量和出口煙氣殘氨量完成。

從該技術來講，如果沒有循環的吸收溶液，一般會有較低的濃度存在于排液的硫銨中，很難將副產品提取出來，其應用價值也不高。因此，在設計時，將清液池和下塔收塔中的漿液向脫硫塔中輸入，這樣可以多次循環使用，不僅提高了脫硫的利用率，還能提高了脫硫的效率，同時也大大增加了溶液中硫銨的濃度，甚至有可能出現飽和，進而形成結晶體，有助于提取固體硫酸銨。

1.2.3 工作下煙氣體積流量

通過以上公式，可以計算出工作條件下脫硫系統中總的濕煙氣體積在吸收塔中的流量，以工作狀態下具體的煙氣流量作為依據，選定煙氣在塔內的停留時間和空塔煙氣流速，確定塔的高度和塔的內徑，依次來設計吸收塔體。

2 優化除霧器性能

2.1 氣水分離機制

微細液滴在吸收塔中上升的氣流主要受重力和氣流的影響，當液滴的重力小于氣流作用力時，氣體將帶走這部分液滴；相反，當液滴的重力大于氣流的作用力時，在進行水汽分離時，可以依靠重力完成。氣流速度和液滴直徑是液滴重力和氣流作用力的主要影響因素。

液滴直徑的大小受脫硫裝置的影響，通常來講，在使用噴嘴霧化吸收塔時，為了能夠獲得較高的脫硫效率，需要細致的霧化吸收液，加上會有破碎的情況存在吸收過程中，所以，直徑在這一部分就會比較小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，這使煙氣的速度得到提升，凈化后大大增加了夾帶的液滴。現階段，氣水分離器是解決這一問題最有效的方式，它可以分離出煙氣中的水分，所以，在設計脫硫工藝時，并不是霧化得越細就越好，這樣會使氣水分離器的負荷加重，水分離的效果在氣水分離器中會降低。

2.2 應用數值模擬技術

在濕法煙氣的脫硫系統中，除霧器發揮著非常重要的作用，清除脫硫后煙氣中攜帶的漿霧是它的主要作用。確保脫硫風機和熱氣管束正常工作，在濕法洗滌煙氣脫硫系統中連續、可靠地運行，這些是由除霧器的性能決定的，一旦有故障出現在除霧器中，可能會導致脫硫器失效，嚴重時還會造成整個機組停止工作。

2.3 優化過程中模型選定

2.3.1 確定除霧器中氣相流動情況

假設氣體為牛頓流體，氣體以理想形式呈現，且為不能壓縮的氣體。根據分析的結果可以獲取壓力的情況和內流長壓力的梯度。在此過程中不考慮溫度的影響，通過具體的工程測試情況可以將這些獲取出來，沒有較大的變化存在于通道中。在分析時，在設置參數時，用常數的形式設置溫度項，絮流旺盛的氣流，同性的情況就會存在于絮流區當中。

2.3.2 湍流情況下的控制形式

二維定常的流動方式存在于流場中，這樣可以對時間進行平均使用，流量的瞬間值在基礎方程中可以通過湍流表示。運用雷諾方式分解這些量，并對方程中的每一項予以雷諾平均，這樣湍流過程中的控制方程就可以通過該方式獲取，主要是運量方程、能量方程和連續方程。

2.3.3 選取模型

在對流體的壓力、溫度和速度分量進行計算時，用標準的模型將常用的湍流模型體現出來。該方式考慮了擴散和對流影響脈動速度的情況，較為真實顯示了流動場景，這樣能夠很好地優化隧道和管道中的絮流情況，因此應用標準的K—e模型來計算氣相。

就液滴顆粒來說，由于液滴在除霧器中占據的體積分數都不高，所以可以忽略顆粒對氣相的影響和顆粒之間的相機作用。

2.4 設定邊界條件

設定邊界條件分為以下幾種情況：①不同氣流速度的情況。葉片間距在除霧器中一致的條件下，將u=2～14 m/s作為進口氣流速度，垂直壁面的氣流速度為0，計算具體的數值，得出氣流速度影響除霧器脫水效率的曲線。②不同葉片間距的情況。對不一致間距除霧器的計算和數值模擬予以應用，得到隨葉片間距變化脫水效率變化的曲線。③不同布置級數的情況。為了方便進行數值計算，用除霧器葉片級數取代除霧器布置級數進行計算分析，得出隨葉片級數的變化脫水效率的變化曲線。

3 結束語

綜上所述，資源的利用率在我國逐漸提升，為我國經濟的發展帶來了極大的幫助，但在應用過程中，如果不能合理處理存在的問題，必將帶來嚴重的污染，危害人類的健康和生態環境。隨著節能減排這一理念的成熟和發展，我國也開始重視這方面的問題。本文詳細分析了氨吸收法脫硫技術物料平衡計算除霧器性能的優化，希望能為治理污染問題提供一定的幫助。

參考文獻

[1]蔣利橋，陳恩鑒.可回收硫資源的煙氣脫硫技術概述[J].工業鍋爐，2003（01）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： With the economic development and social progress， the amount of our increasing use of coal， whether in large or heavy industry in everyday life， the use of coal have improved significantly compared with previous years. Therefore， in this context， the coal-type pollution is gradually increasing in our country， to human health and the living environment have serious repercussions. In this regard， ammonia absorption desulfurization technology to optimize the performance of the material balance defogger elaborate computer for reference.

Key words： ammonia absorption； desulfurization technology； material balance； defogger optimizationendprint