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喷头喷嘴概述

      常用的脱硫喷嘴有2种形式:螺旋型实心锥喷嘴和空心锥切线型喷嘴。 

      蜾旋型实心锥喷嘴的特点是喷淋量大,所以喷嘴个数少,缺点是结构易碎,且液滴均匀性也有待提高。在湿法脱硫吸收塔上,空心锥切线型喷嘴是蜾旋型实心喷嘴的替代产品, 其自由畅通直径大,具有自清洗功能,应用最为普遍,因此选用该型式喷嘴。脱硫喷嘴采用的材料主要有反应烧结碳化硅/(RBSC/)和氮化硅结合碳化硅/(SXBSC/)。 RBSC属于精细陶瓷,显气孔率小,弯曲强度大,适用于制作精细的螺旋型喷嘴。 SNBSC主要制造空心锥类喷嘴。目前,脱硫喷嘴的国产化率仍然很低,有的厂家正在开拓脱硫喷嘴业务,但是目前的制作还处于粗旷型模型仿制阶段。从国外公司的供货情况看SNBSC是喷嘴的主导材料。各喷淋层喷嘴错开布置,保证浆液重叠覆盖率至少达170%〜250%,最外层喷嘴与塔壁要保持合理距离,防止塔壁穿孔漏浆。

      1/)喷嘴的选择

      浆液本身要求喷头能耐腐蚀。但由于喷嘴处压力较高,流速较大,内部要求能耐磨蚀,表面要求能耐冲刷/(因为有上层浆液喷下)。故喷头材料要求全部用碳化硅制成。这种大流量的漩流雾化喷头国内制造质量还达不到要求,国外已有专业工厂生产。该喷头最上一层是单喷,下面2〜3层均采用上下同时喷的形式,一般是上喷角度为20度。流量占该喷头总量的70%,下喷角度是90度,流量占30%,近塔壁的均用上下喷角为90度的喷头。这种喷头有法兰连接和丝扣连接,承插连接三种,如喷浆管用FRP材料,则应用后两者连接方式,如用钢管内外橡胶,则只能用前者。

 

图 空心锥切线嘈嘴

      2/)喷嘴特性参数

      喷嘴的特性参数主要有喷嘴压降、喷雾角、喷嘴流量等。

    (1)喷嘴压降是指浆液通过喷嘴通道时所产生的压力损失,主要与结构参数和浆 液粘度等因素有关。压降越大,系统能耗也越大。一般WFGD喷淋系统喷嘴压降典 型值为0.05-0.1MPa。

    (2)喷雾角是指浆液离开喷嘴口后形成的液膜锥的锥角,主要受喷嘴孔半径、旋 转室半径和浆液入口半径等因素影响。选择喷雾角时,必须与喷嘴在塔内布罝相 结合,保证塔内覆盖均匀度与覆盖率,通常要求喷淋角为90〜120度。

    (3)喷嘴流量是指单位时间内通过喷嘴的体积流量,主要与压降、喷嘴结构参数 等因素有关。喷嘴流量根据系统布置与工艺计算确定,即喷嘴流量与喷嘴压降 一般有以下关系:

 

     其中:Q为喷嘴流量,L/min; K为特性系数,由喷嘴具体型号确定;

              ΔP为喷嘴压降,bar;

     由式可知,对于给定喷嘴,确定了喷嘴流量也就确定了喷嘴工作压力。

     3/)喷嘴在塔内布罝设计

     喷嘴在塔内布置是非常重要的,只有进行合理、优化的喷嘴布置设计,才能 达到系统设计要求,使脱硫系统达到高脱硫率。其中喷嘴在塔内布罝的方法有两 种:一种是同心圆布置,另一种是矩阵式布置。

      进行喷嘴在塔内布罝设计中应该注意以下问题。

    (1)选择合理的喷嘴覆盖高度,通常根据喷嘴特性及两层喷淋之间距离来确定。

    (2)选择合理的单层喷嘴个数。一般来说,喷嘴个数根据工艺计算来确定。通常 每层布置一个喷淋管网,每层应装有足够多的喷嘴,尽量减少连接喷嘴的管道长 度。喷嘴数量选择按如下公式计算:

 

      其中φ-200%或220%/(覆盖率;多取220%/)

            Do-吸收塔喷淋区直径/(米)

            d2-_喷嘴在喷射距离1米处的喷射直径/(米)

     (1)当喷嘴覆盖高度确定以后,则就可以计算单个喷嘴的覆盖面积,

 

式中,θ为喷雾角。A0为单个喷嘴的覆盖面积,m2。喷嘴覆盖高度,m。

      (2)当在脱硫塔内布置喷嘴时,选择合适的喷嘴之间的距离。通常根据喷嘴个数 和脱硫塔直径来选择喷嘴间距,并要与连接喷嘴的喷管布罝方案整体考虑。

      (3)选择合理的经济流速,并根据喷管产品的标准来确定石灰石浆液母管和支管 直径。

      (4)当检验喷淋层在脱硫塔覆盖率时,不仅要考虑喷嘴液流与母管、支管和支撑的碰撞对覆盖率的影响,还要考虑所有喷嘴在脱硫塔内覆盖均匀度。喷淋层在脱硫塔内覆盖率为

 

       式中a为覆盖率,%; n为单层喷嘴个数;A0为单个喷嘴的覆盖面积,

             A为吸收塔的截面积,m2。

       工程设计时通常要求塔内喷淋覆盖率为200%〜300%,且覆盖比较均匀。进 行喷淋层间距选择时还必须要考虑喷嘴液流与母管、支管和支撑的碰撞对覆盖率的影响。

       在本次设计中喷嘴采用矩阵式布置方法,其喷淋盘母管和支管管径的布置如 下图所示 

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