氨吸收法脱硫技术物料平衡计算及除雾器性能优化探讨

孙灵祎

摘 要：随着社会经济的发展和进步，我国煤炭的使用量逐渐增加，不论是在大型的重工业中还是日常生活中，煤炭使用量都较前些年有明显提升。因此，在这样的背景下，煤炭型污染在我国逐渐增多，给人类的健康和生存环境带来严重的影响。对此，对氨吸收法脱硫技术物料平衡计算机除雾器性能优化进行阐述，以供参考。

关键词：氨吸收法；脱硫技术；物料平衡；除雾器优化

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生产和消耗在我国体现的非常明显，尤其是进入21世纪以来，使用量更是大幅度提升，这在一定程度上加快了我国的生产速度，但同时也带来了严重的污染，二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物不断增加。因此，采用合理的治理措施已成为现阶段我国的一项重要工作内容。

1 物料平衡计算

1.1 计算水平衡

1.1.1 计算前烟气带水量

1.1.2 计算吸收剂携带水量

吸收剂在湿法脱硫系统中通常以水溶液的形式呈现，一部分水分被带到吸收塔中。在本文方法中，浓氨水和液氨是吸收剂的主要来源，按适合的浓度调配后放到吸收塔里面，将烟气洗涤净化。可以通过煤耗、机组燃煤含硫量计算出SO2含量，并将设计脱硫影响下的吸收和消耗量计算出来，这样就可以得出吸收剂的带水量。

1.1.3 计算脱硫产物带水量

根据机组燃烧后脱硫效率参数和生成的SO2量，可以将脱硫副产物量计算出来，副产物带水量可以利用脱硫副产物含水率进行计算。

1.2 氨的平衡情况

1.2.1 耗量和硫铵的含量

将SO2吸收时的化学关系作为依据，通过机组燃煤煤耗、设计SO2脱出效率、含硫量等参数，可以将硫铵生成量和氨水耗量计算出来。

1.2.2 脱硫中氨的总耗量

从氨吸收方式中的脱硫情况来看，可以将脱硫时使用的氨水情况作为依据，在确定脱硫系统氨的总耗量时，可以依据出口烟气量和出口烟气残氨量完成。

从该技术来讲，如果没有循环的吸收溶液，一般会有较低的浓度存在于排液的硫铵中，很难将副产品提取出来，其应用价值也不高。因此，在设计时，将清液池和下塔收塔中的浆液向脱硫塔中输入，这样可以多次循环使用，不仅提高了脱硫的利用率，还能提高了脱硫的效率，同时也大大增加了溶液中硫铵的浓度，甚至有可能出现饱和，进而形成结晶体，有助于提取固体硫酸铵。

1.2.3 工作下烟气体积流量

通过以上公式，可以计算出工作条件下脱硫系统中总的湿烟气体积在吸收塔中的流量，以工作状态下具体的烟气流量作为依据，选定烟气在塔内的停留时间和空塔烟气流速，确定塔的高度和塔的内径，依次来设计吸收塔体。

2 优化除雾器性能

2.1 气水分离机制

微细液滴在吸收塔中上升的气流主要受重力和气流的影响，当液滴的重力小于气流作用力时，气体将带走这部分液滴；相反，当液滴的重力大于气流的作用力时，在进行水汽分离时，可以依靠重力完成。气流速度和液滴直径是液滴重力和气流作用力的主要影响因素。

液滴直径的大小受脱硫装置的影响，通常来讲，在使用喷嘴雾化吸收塔时，为了能够获得较高的脱硫效率，需要细致的雾化吸收液，加上会有破碎的情况存在吸收过程中，所以，直径在这一部分就会比较小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，这使烟气的速度得到提升，净化后大大增加了夹带的液滴。现阶段，气水分离器是解决这一问题最有效的方式，它可以分离出烟气中的水分，所以，在设计脱硫工艺时，并不是雾化得越细就越好，这样会使气水分离器的负荷加重，水分离的效果在气水分离器中会降低。

2.2 应用数值模拟技术

在湿法烟气的脱硫系统中，除雾器发挥着非常重要的作用，清除脱硫后烟气中携带的浆雾是它的主要作用。确保脱硫风机和热气管束正常工作，在湿法洗涤烟气脱硫系统中连续、可靠地运行，这些是由除雾器的性能决定的，一旦有故障出现在除雾器中，可能会导致脱硫器失效，严重时还会造成整个机组停止工作。

2.3 优化过程中模型选定

2.3.1 确定除雾器中气相流动情况

假设气体为牛顿流体，气体以理想形式呈现，且为不能压缩的气体。根据分析的结果可以获取压力的情况和内流长压力的梯度。在此过程中不考虑温度的影响，通过具体的工程测试情况可以将这些获取出来，没有较大的变化存在于通道中。在分析时，在设置参数时，用常数的形式设置温度项，絮流旺盛的气流，同性的情况就会存在于絮流区当中。

2.3.2 湍流情况下的控制形式

二维定常的流动方式存在于流场中，这样可以对时间进行平均使用，流量的瞬间值在基础方程中可以通过湍流表示。运用雷诺方式分解这些量，并对方程中的每一项予以雷诺平均，这样湍流过程中的控制方程就可以通过该方式获取，主要是运量方程、能量方程和连续方程。

2.3.3 选取模型

在对流体的压力、温度和速度分量进行计算时，用标准的模型将常用的湍流模型体现出来。该方式考虑了扩散和对流影响脉动速度的情况，较为真实显示了流动场景，这样能够很好地优化隧道和管道中的絮流情况，因此应用标准的K—e模型来计算气相。

就液滴颗粒来说，由于液滴在除雾器中占据的体积分数都不高，所以可以忽略颗粒对气相的影响和颗粒之间的相机作用。

2.4 设定边界条件

设定边界条件分为以下几种情况：①不同气流速度的情况。叶片间距在除雾器中一致的条件下，将u=2～14 m/s作为进口气流速度，垂直壁面的气流速度为0，计算具体的数值，得出气流速度影响除雾器脱水效率的曲线。②不同叶片间距的情况。对不一致间距除雾器的计算和数值模拟予以应用，得到随叶片间距变化脱水效率变化的曲线。③不同布置级数的情况。为了方便进行数值计算，用除雾器叶片级数取代除雾器布置级数进行计算分析，得出随叶片级数的变化脱水效率的变化曲线。

3 结束语

综上所述，资源的利用率在我国逐渐提升，为我国经济的发展带来了极大的帮助，但在应用过程中，如果不能合理处理存在的问题，必将带来严重的污染，危害人类的健康和生态环境。随着节能减排这一理念的成熟和发展，我国也开始重视这方面的问题。本文详细分析了氨吸收法脱硫技术物料平衡计算除雾器性能的优化，希望能为治理污染问题提供一定的帮助。

参考文献

[1]蒋利桥，陈恩鉴.可回收硫资源的烟气脱硫技术概述[J].工业锅炉，2003（01）.

〔编辑：李珏〕

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：随着社会经济的发展和进步，我国煤炭的使用量逐渐增加，不论是在大型的重工业中还是日常生活中，煤炭使用量都较前些年有明显提升。因此，在这样的背景下，煤炭型污染在我国逐渐增多，给人类的健康和生存环境带来严重的影响。对此，对氨吸收法脱硫技术物料平衡计算机除雾器性能优化进行阐述，以供参考。

关键词：氨吸收法；脱硫技术；物料平衡；除雾器优化

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生产和消耗在我国体现的非常明显，尤其是进入21世纪以来，使用量更是大幅度提升，这在一定程度上加快了我国的生产速度，但同时也带来了严重的污染，二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物不断增加。因此，采用合理的治理措施已成为现阶段我国的一项重要工作内容。

1 物料平衡计算

1.1 计算水平衡

1.1.1 计算前烟气带水量

1.1.2 计算吸收剂携带水量

吸收剂在湿法脱硫系统中通常以水溶液的形式呈现，一部分水分被带到吸收塔中。在本文方法中，浓氨水和液氨是吸收剂的主要来源，按适合的浓度调配后放到吸收塔里面，将烟气洗涤净化。可以通过煤耗、机组燃煤含硫量计算出SO2含量，并将设计脱硫影响下的吸收和消耗量计算出来，这样就可以得出吸收剂的带水量。

1.1.3 计算脱硫产物带水量

根据机组燃烧后脱硫效率参数和生成的SO2量，可以将脱硫副产物量计算出来，副产物带水量可以利用脱硫副产物含水率进行计算。

1.2 氨的平衡情况

1.2.1 耗量和硫铵的含量

将SO2吸收时的化学关系作为依据，通过机组燃煤煤耗、设计SO2脱出效率、含硫量等参数，可以将硫铵生成量和氨水耗量计算出来。

1.2.2 脱硫中氨的总耗量

从氨吸收方式中的脱硫情况来看，可以将脱硫时使用的氨水情况作为依据，在确定脱硫系统氨的总耗量时，可以依据出口烟气量和出口烟气残氨量完成。

从该技术来讲，如果没有循环的吸收溶液，一般会有较低的浓度存在于排液的硫铵中，很难将副产品提取出来，其应用价值也不高。因此，在设计时，将清液池和下塔收塔中的浆液向脱硫塔中输入，这样可以多次循环使用，不仅提高了脱硫的利用率，还能提高了脱硫的效率，同时也大大增加了溶液中硫铵的浓度，甚至有可能出现饱和，进而形成结晶体，有助于提取固体硫酸铵。

1.2.3 工作下烟气体积流量

通过以上公式，可以计算出工作条件下脱硫系统中总的湿烟气体积在吸收塔中的流量，以工作状态下具体的烟气流量作为依据，选定烟气在塔内的停留时间和空塔烟气流速，确定塔的高度和塔的内径，依次来设计吸收塔体。

2 优化除雾器性能

2.1 气水分离机制

微细液滴在吸收塔中上升的气流主要受重力和气流的影响，当液滴的重力小于气流作用力时，气体将带走这部分液滴；相反，当液滴的重力大于气流的作用力时，在进行水汽分离时，可以依靠重力完成。气流速度和液滴直径是液滴重力和气流作用力的主要影响因素。

液滴直径的大小受脱硫装置的影响，通常来讲，在使用喷嘴雾化吸收塔时，为了能够获得较高的脱硫效率，需要细致的雾化吸收液，加上会有破碎的情况存在吸收过程中，所以，直径在这一部分就会比较小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，这使烟气的速度得到提升，净化后大大增加了夹带的液滴。现阶段，气水分离器是解决这一问题最有效的方式，它可以分离出烟气中的水分，所以，在设计脱硫工艺时，并不是雾化得越细就越好，这样会使气水分离器的负荷加重，水分离的效果在气水分离器中会降低。

2.2 应用数值模拟技术

在湿法烟气的脱硫系统中，除雾器发挥着非常重要的作用，清除脱硫后烟气中携带的浆雾是它的主要作用。确保脱硫风机和热气管束正常工作，在湿法洗涤烟气脱硫系统中连续、可靠地运行，这些是由除雾器的性能决定的，一旦有故障出现在除雾器中，可能会导致脱硫器失效，严重时还会造成整个机组停止工作。

2.3 优化过程中模型选定

2.3.1 确定除雾器中气相流动情况

假设气体为牛顿流体，气体以理想形式呈现，且为不能压缩的气体。根据分析的结果可以获取压力的情况和内流长压力的梯度。在此过程中不考虑温度的影响，通过具体的工程测试情况可以将这些获取出来，没有较大的变化存在于通道中。在分析时，在设置参数时，用常数的形式设置温度项，絮流旺盛的气流，同性的情况就会存在于絮流区当中。

2.3.2 湍流情况下的控制形式

二维定常的流动方式存在于流场中，这样可以对时间进行平均使用，流量的瞬间值在基础方程中可以通过湍流表示。运用雷诺方式分解这些量，并对方程中的每一项予以雷诺平均，这样湍流过程中的控制方程就可以通过该方式获取，主要是运量方程、能量方程和连续方程。

2.3.3 选取模型

在对流体的压力、温度和速度分量进行计算时，用标准的模型将常用的湍流模型体现出来。该方式考虑了扩散和对流影响脉动速度的情况，较为真实显示了流动场景，这样能够很好地优化隧道和管道中的絮流情况，因此应用标准的K—e模型来计算气相。

就液滴颗粒来说，由于液滴在除雾器中占据的体积分数都不高，所以可以忽略颗粒对气相的影响和颗粒之间的相机作用。

2.4 设定边界条件

设定边界条件分为以下几种情况：①不同气流速度的情况。叶片间距在除雾器中一致的条件下，将u=2～14 m/s作为进口气流速度，垂直壁面的气流速度为0，计算具体的数值，得出气流速度影响除雾器脱水效率的曲线。②不同叶片间距的情况。对不一致间距除雾器的计算和数值模拟予以应用，得到随叶片间距变化脱水效率变化的曲线。③不同布置级数的情况。为了方便进行数值计算，用除雾器叶片级数取代除雾器布置级数进行计算分析，得出随叶片级数的变化脱水效率的变化曲线。

3 结束语

综上所述，资源的利用率在我国逐渐提升，为我国经济的发展带来了极大的帮助，但在应用过程中，如果不能合理处理存在的问题，必将带来严重的污染，危害人类的健康和生态环境。随着节能减排这一理念的成熟和发展，我国也开始重视这方面的问题。本文详细分析了氨吸收法脱硫技术物料平衡计算除雾器性能的优化，希望能为治理污染问题提供一定的帮助。

参考文献

[1]蒋利桥，陈恩鉴.可回收硫资源的烟气脱硫技术概述[J].工业锅炉，2003（01）.

〔编辑：李珏〕

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：随着社会经济的发展和进步，我国煤炭的使用量逐渐增加，不论是在大型的重工业中还是日常生活中，煤炭使用量都较前些年有明显提升。因此，在这样的背景下，煤炭型污染在我国逐渐增多，给人类的健康和生存环境带来严重的影响。对此，对氨吸收法脱硫技术物料平衡计算机除雾器性能优化进行阐述，以供参考。

关键词：氨吸收法；脱硫技术；物料平衡；除雾器优化

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）13-0149-02

煤炭的生产和消耗在我国体现的非常明显，尤其是进入21世纪以来，使用量更是大幅度提升，这在一定程度上加快了我国的生产速度，但同时也带来了严重的污染，二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物不断增加。因此，采用合理的治理措施已成为现阶段我国的一项重要工作内容。

1 物料平衡计算

1.1 计算水平衡

1.1.1 计算前烟气带水量

1.1.2 计算吸收剂携带水量

吸收剂在湿法脱硫系统中通常以水溶液的形式呈现，一部分水分被带到吸收塔中。在本文方法中，浓氨水和液氨是吸收剂的主要来源，按适合的浓度调配后放到吸收塔里面，将烟气洗涤净化。可以通过煤耗、机组燃煤含硫量计算出SO2含量，并将设计脱硫影响下的吸收和消耗量计算出来，这样就可以得出吸收剂的带水量。

1.1.3 计算脱硫产物带水量

根据机组燃烧后脱硫效率参数和生成的SO2量，可以将脱硫副产物量计算出来，副产物带水量可以利用脱硫副产物含水率进行计算。

1.2 氨的平衡情况

1.2.1 耗量和硫铵的含量

将SO2吸收时的化学关系作为依据，通过机组燃煤煤耗、设计SO2脱出效率、含硫量等参数，可以将硫铵生成量和氨水耗量计算出来。

1.2.2 脱硫中氨的总耗量

从氨吸收方式中的脱硫情况来看，可以将脱硫时使用的氨水情况作为依据，在确定脱硫系统氨的总耗量时，可以依据出口烟气量和出口烟气残氨量完成。

从该技术来讲，如果没有循环的吸收溶液，一般会有较低的浓度存在于排液的硫铵中，很难将副产品提取出来，其应用价值也不高。因此，在设计时，将清液池和下塔收塔中的浆液向脱硫塔中输入，这样可以多次循环使用，不仅提高了脱硫的利用率，还能提高了脱硫的效率，同时也大大增加了溶液中硫铵的浓度，甚至有可能出现饱和，进而形成结晶体，有助于提取固体硫酸铵。

1.2.3 工作下烟气体积流量

通过以上公式，可以计算出工作条件下脱硫系统中总的湿烟气体积在吸收塔中的流量，以工作状态下具体的烟气流量作为依据，选定烟气在塔内的停留时间和空塔烟气流速，确定塔的高度和塔的内径，依次来设计吸收塔体。

2 优化除雾器性能

2.1 气水分离机制

微细液滴在吸收塔中上升的气流主要受重力和气流的影响，当液滴的重力小于气流作用力时，气体将带走这部分液滴；相反，当液滴的重力大于气流的作用力时，在进行水汽分离时，可以依靠重力完成。气流速度和液滴直径是液滴重力和气流作用力的主要影响因素。

液滴直径的大小受脱硫装置的影响，通常来讲，在使用喷嘴雾化吸收塔时，为了能够获得较高的脱硫效率，需要细致的雾化吸收液，加上会有破碎的情况存在吸收过程中，所以，直径在这一部分就会比较小。尤其是近些年，吸收塔空塔的速度有所提升，这使烟气的速度得到提升，净化后大大增加了夹带的液滴。现阶段，气水分离器是解决这一问题最有效的方式，它可以分离出烟气中的水分，所以，在设计脱硫工艺时，并不是雾化得越细就越好，这样会使气水分离器的负荷加重，水分离的效果在气水分离器中会降低。

2.2 应用数值模拟技术

在湿法烟气的脱硫系统中，除雾器发挥着非常重要的作用，清除脱硫后烟气中携带的浆雾是它的主要作用。确保脱硫风机和热气管束正常工作，在湿法洗涤烟气脱硫系统中连续、可靠地运行，这些是由除雾器的性能决定的，一旦有故障出现在除雾器中，可能会导致脱硫器失效，严重时还会造成整个机组停止工作。

2.3 优化过程中模型选定

2.3.1 确定除雾器中气相流动情况

假设气体为牛顿流体，气体以理想形式呈现，且为不能压缩的气体。根据分析的结果可以获取压力的情况和内流长压力的梯度。在此过程中不考虑温度的影响，通过具体的工程测试情况可以将这些获取出来，没有较大的变化存在于通道中。在分析时，在设置参数时，用常数的形式设置温度项，絮流旺盛的气流，同性的情况就会存在于絮流区当中。

2.3.2 湍流情况下的控制形式

二维定常的流动方式存在于流场中，这样可以对时间进行平均使用，流量的瞬间值在基础方程中可以通过湍流表示。运用雷诺方式分解这些量，并对方程中的每一项予以雷诺平均，这样湍流过程中的控制方程就可以通过该方式获取，主要是运量方程、能量方程和连续方程。

2.3.3 选取模型

在对流体的压力、温度和速度分量进行计算时，用标准的模型将常用的湍流模型体现出来。该方式考虑了扩散和对流影响脉动速度的情况，较为真实显示了流动场景，这样能够很好地优化隧道和管道中的絮流情况，因此应用标准的K—e模型来计算气相。

就液滴颗粒来说，由于液滴在除雾器中占据的体积分数都不高，所以可以忽略颗粒对气相的影响和颗粒之间的相机作用。

2.4 设定边界条件

设定边界条件分为以下几种情况：①不同气流速度的情况。叶片间距在除雾器中一致的条件下，将u=2～14 m/s作为进口气流速度，垂直壁面的气流速度为0，计算具体的数值，得出气流速度影响除雾器脱水效率的曲线。②不同叶片间距的情况。对不一致间距除雾器的计算和数值模拟予以应用，得到随叶片间距变化脱水效率变化的曲线。③不同布置级数的情况。为了方便进行数值计算，用除雾器叶片级数取代除雾器布置级数进行计算分析，得出随叶片级数的变化脱水效率的变化曲线。

3 结束语

综上所述，资源的利用率在我国逐渐提升，为我国经济的发展带来了极大的帮助，但在应用过程中，如果不能合理处理存在的问题，必将带来严重的污染，危害人类的健康和生态环境。随着节能减排这一理念的成熟和发展，我国也开始重视这方面的问题。本文详细分析了氨吸收法脱硫技术物料平衡计算除雾器性能的优化，希望能为治理污染问题提供一定的帮助。

参考文献

[1]蒋利桥，陈恩鉴.可回收硫资源的烟气脱硫技术概述[J].工业锅炉，2003（01）.

〔编辑：李珏〕

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