脱硫塔运行过程中脱硫效率不高、运行阻力过大的原因分析

目前的湿法脱硫塔在运行过程中普遍存在脱硫效率不高、运行阻力过大的问题。针对此问题产生的原因，利菲尔特商丘分公司对钙基湿法脱硫塔内烟气流动特性及内部构件参数进行了大量的研究与分析，分析如下。

1、单侧进烟方式使得烟气偏流现象严重

目前市场上广泛应用的湿法脱硫塔均采用单侧进烟方式，烟气从一侧进入脱硫塔后首先向对侧的壁面发起冲击，之后向上运动排出塔外。这样的进烟方式使得脱硫塔内一侧烟气流量过大，而另一侧烟气流量过小，为了平衡塔内的压力，上部区域的烟气会回流至靠近入口烟道侧的区域，从而在塔内形成涡流区。在该区域内，烟气久积不散，不易排出塔外，损耗了塔内的有效利用空间。目前的喷淋层设计原则依然为尽量保证在脱硫塔的各个横断面的浆液均匀分布，即自上而下的浆液均匀下落。脱硫塔在此种烟气分布状况下，在烟气流量较大的区域内石灰浆液不能较大程度上脱除烟气内的含硫成分就被排出塔外，而在涡流区内，烟气内的含硫成分虽然脱除的较为彻底，但该部分烟气不能及时快速地排出塔外，从而直接影响了脱硫塔的脱硫效率。且为了延长烟气在塔内的停留时间，目前的湿法脱硫塔入口烟道的设计往往会向下切斜一定角度，这种方式更加加剧了塔内的涡流现象。

2、均流设备的配置不合理使得塔内流动阻力过大

为了改善塔内烟气流场，较为常见的做法是在塔内增加均流设备或增大石灰浆液的喷淋量。较为常见的均流设备包括（孔板托盘、旋流式高效均流器）等。均能设备一般安装在脱硫塔入口烟道上方1~1.5ｍ处，其可以做到平衡塔内气压，从而有效削弱由单侧进气方式产生的烟气偏流现象，改善均流设备上方烟气分布状况。但均流设备的均流效果跟其自身设计参数相关，主要为开孔率及孔径，开孔率越大，孔径越小，均流效果就越好。但其均流效果越强，其产生的流动阻力也越大。在单侧进气方式下，脱硫塔入口对侧区域的烟气流量较大，烟气速度也较大，该部分烟气在继续向上运动时被托盘阻挡，被迫向两侧扩散，而其扩散的程度也与均流设备的均流效果相关。通过流动阻力计算公式可知，该部分区域的流动阻力也较大。理论上，均流设备可以做到烟气在经过其后的流场变得非常均匀，但这样的均流设备产生的阻力损失却是不可估量的。因此，在工程实际应用中，均流设备确实可以达到显著改善塔内流场均匀性的目的，从而提升脱硫效率，但一般都是以牺牲一部分塔内流动阻力余量为代价的。这就使得各厂方为了平衡均流设备的均流效果以及产生的流动阻力，往往选用的均流设备的均流性能有限，烟气在进入之前扩散的区域并不会较大，这使得流量较小一侧的烟气在经过均流设备后该处区域烟气流量依然较小。脱硫塔托盘上方的烟气分布均匀性虽然较为之前有了较大改善，但依然存在烟气流量较大一侧以及烟气流量较小一侧，虽然极大程度上避免了较大涡流的产生，但以此产生的脱硫效率的提升并不显著，还会增大脱硫塔内的流动阻力。

3、喷淋装置的配置不合理使得脱硫效率提升不大

为了提升脱硫塔的脱硫效率，另外一种较为普遍的做法是增大石灰浆液的喷淋量。该方法有几种实施方式，一种是增加原脱硫塔的喷淋层数，在之前基础上再增加一台浆液循环泵，另一种是增加原喷淋管中的石灰浆液的喷淋量。两种方法均增大了塔内石灰浆液的喷淋量，但在单侧进气方式条件下，脱硫塔总脱硫效率的提升是由塔内烟气流量较大一侧区域产生的，在烟气流量较小一侧区域，大量的石灰浆液被白白浪费，长此以往，大大降低了脱硫塔的经济效益。而且此举也会增加脱硫塔内的流动阻力，据数据显示，一层喷淋层运行时的阻力大概为200Pa左右。因此，该方法是以牺牲脱硫塔的经济效益换取脱硫效率少量的提升。

脱硫塔

除此之外，喷淋层的喷咀结构及排列形式是影响脱硫塔横断面浆液分布的关键因素。目前喷淋层喷咀的设计原则为尽量保证自上而下的浆液在横断面各个参考点的浆液流量保持一致，在单侧进烟方式造成了塔内烟气横断面流场不均，这就使得自上而下的均匀分布的浆液无法得到有效的利用，从而无法保证较高的气液反应速率。

4、除雾器的配置不合理使得除雾效果变差

塔内除雾器的处境与上述均流设备的处境相差不大。除雾器的除雾效果与除雾器的板间距有关，板间距越小，除雾效果越好，但其产生的流动阻力越大。除雾器为保证除雾效果，板间距一般都较小，当较大流量的烟气通过时容易造成除雾器的堵塞，进一步增大了塔内的流动阻力。

5、脱硫塔内各部件协调不合理使得提效与降阻难以并行

在目前脱硫塔内的配置中，较为常用的为多种提效与降阻措施并行。如在塔内增设高效率的均流设备同在运行中长期停运一层喷淋层并举，在塔内增设中等效率的均流设备同在适当负荷下停运一层喷淋层并举，在塔内増加一层喷淋层同减少每一层的喷淋量并举等。诸种方法的实施的目的在于提升脱硫效率的同时，不过分增大脱硫塔内的流动阻力。但这些方法的实施并不能从根本上改变单侧进烟方式造成的脱硫塔低效高阻，实际运行起来往往会出现脱硫效率提升不大，塔内流动阻力更加大的问题，与市场追求的脱硫塔的高效低阻的目的往往背道而驰。

综上所述，目前的湿法脱硫塔脱硫效率不高、阻力损失过大的问题，根本上是由于单侧进烟方式使得脱硫塔内的烟气流场极度不均造成的，在不改变脱硫塔的进烟方式时，其他措施往往难以实现脱硫塔提效与降阻的并行。