脱硫喷嘴设计

认真选择吸收塔中喷雾喷嘴是控制FGD系统运行和维护费用的重要因素。在吸收塔中对喷嘴的选择是zui严苛的。选择雾化器时，对于给定的操作条件，应获得*的喷雾特性。在吸收塔内，不论是反应速度，还是由液滴尺寸导致的接触面积都会限制吸收进程。通常认为液滴的表面积对烟气脱硫率的影响会大于90%，严格来说，有时可达95%以上。工程上脱硫率达不到要求，经认真考察认为*的原因是脱硫喷嘴的雾化效果差，石灰石浆液喷雾后所提供的接触反应的液体表面积过小。

下面介绍脱硫喷嘴的主要性能参数

    1、平均粒径及雾滴粒径分布

喷嘴的雾化性能取决于浆液进口压力、浆液的黏度、表面张力和喷嘴结构参数等。当喷嘴进口压力越大，喷嘴压力降越大，通过喷嘴的流量越大，而喷嘴雾化浆滴平均直径越小。

雾化浆滴平均直径通常采用体面积平均直径（Sauter平均粒径）来表示。影响浆滴平均直径的因素很多，目前只能依靠实验的办法来建立方程。对于切线入口喷嘴，其浆液平均直径的计算公式为

D_VS=572.8d1.589σ0.594μ0.220Q-0.537

式中，D_VS—体积-面积平均直径,  μm；

d—喷嘴孔径，mm；

σ—表面张力，N/m；

μ—浆液黏度，N.s/m² ；

   Q—体积流量，m³/s。

喷嘴的喷雾雾滴粒径分布对于多数应用都很重要，对于湿法脱硫系统更是有非常重要的意义。对于某一特定的工况而言，脱硫塔内的雾滴粒径有一个*值。如果能喷出与*值粒径均匀度很高的雾滴，就能减少投资及实现系统的经济运行。

雾滴粒径分布的均匀度通常用RSF表示：

RSF＝(D_V0.9_D_V0.1 )/D_V0.5

在湿法脱硫一般要求，雾滴的Sauter平均粒径小于2100μm，RSF小于1。

2 喷嘴压力降

喷嘴压力降是指浆液通过喷嘴通道时所产生的压力损失，喷嘴压力降越大，能耗就越大。喷嘴压力降的大小主要与喷嘴结构参数和浆液粘度等因素有关，浆液黏度越大，喷嘴压力降越大。

喷嘴的压力降的大小决定其工作压力，压力降越小，工作压力也越小，循环泵电耗越小。目前，双空心锥切线型喷嘴工作压力大致有0.5/0.7/0.8/0.85×10⁵Pa几个级别。

3 喷雾角度

喷雾角是指浆液从喷嘴旋转喷出后，形成的液膜空心锥的锥角。影响喷雾角的因素主要是喷嘴的各种结构参数，如喷嘴孔半径、旋转室半径和浆液入口半径等。

在湿法脱硫系统中，一般往下喷的脱硫喷嘴的喷雾角取90^o，往上喷的脱硫喷嘴的喷雾角取120^o。在靠近吸收塔壁面的喷嘴，为了避免壁面上的防腐材料受到冲刷而破坏，往上喷的脱硫喷嘴的喷雾角也取90^o

 4 喷嘴流量

喷嘴流量指单位时间内通过喷嘴的体积流量，喷嘴流量与喷嘴压力降、喷嘴结构参数等因素有关。在相同喷嘴压力降条件下，喷嘴孔半径越大，喷嘴流量越大。喷嘴流量的计算公式为:

Q＝CDπ  r_D r_D sqrt(2RΔP/ρ）

式中，Q—喷嘴流量，m³/s；

      r_D—喷嘴孔半径，m；

      C_D—流量系数；

     △P—喷嘴压力降，Pa；

       —浆液密度，kg/m³。

喷嘴的流量zui终将影响脱硫系统的经济性，在给定的吸收塔中，选用流量大的喷嘴可以减少所需喷嘴的总数，从而降低系统的造价，大流量喷嘴的限制少且防堵塞性能好，这样可有效地节约运行和维护费用。但选用大流量喷嘴也有所牺牲，其液滴尺寸要增大，所以不同喷嘴可接受的zui大流量度受到这种喷嘴雾化效果的限制。

湿法脱硫中的喷嘴的流量一般在50m³/h左右。

5 自由畅通直径

    自由畅通直径是指喷嘴允许通过球形杂质的zui大直径。自由畅通直径约大，其防堵塞的性能越好。