脱硫塔设计制造及其在工业中的应用

1、脱硫塔设计制造及其在工业中的应用 【摘要】煤炭在我国能源使用中占据着相当大的比重，被广泛应用于社会生产生活的各个领域。然而，在煤炭使用中，会产生一定的硫化物，给空气带来严重污染，做好硫的排放处理十分重要。本文概述了合成氨工艺脱硫塔设计制造方法，并分析其在工业中的应用，能有效减少煤炭产生的污染，保护空气环境，提高人们生活质量。 【关键词】脱硫塔；设计制造；工业应用 近些年来，在社会经济迅猛发展的背景下，人们日常生活和工业生产对能源的需求量持续增长，能源利用造成的污染成为社会各界广泛关注的重点。煤炭在我国能源利用中所占比例较高，硫的排放量较大，加强脱硫塔设计，提高脱硫水平，减少污染，具有重要的意义

2、。 1、脱硫塔设计制造概述 1.1 脱硫塔的基本工作原理 在合成氨净化工艺脱硫塔中，脱硫的主体是碱性水溶液，脱硫的对象主要是硫化氢，煤炭燃烧产生的混合气体以一定速率通过脱硫塔底部进入到填料层时，脱硫塔顶部会喷淋出碱性溶液，与混合气体中的硫化氢产生化学反应，生成nahs，得到脱硫后的净化气体。一般而言，在脱硫塔净化过程中，能够将硫含量从3-5g/m?降低到20mg/m?，在此种脱硫工艺中，对脱硫塔的抗腐蚀性要求相对较高，具体过程如图1所示。 图1 氨水脱硫工艺流程图 1.2 脱硫塔设计制造的内容 1.2.1脱硫塔的结构设计 在碱性溶液脱硫塔设计中，其结构采取的是典型的塔结构，中间的塔体直径保持不

3、变，上下部是椭圆形封头。 1.2.2 脱硫塔的材料设计 在脱硫塔的材料设计中，使用的大多是钢材，但钢材的型号、性能需要根据脱硫过程的工作环境、压力等实际情况来确定；同时，在选定钢材之后，还需要根据工作环境、温度等标准，利用相应的设计软件，比如sw6-20等，对脱硫塔封头、筒体和裙座的厚度进行准确计算，保证脱硫塔工作的安全。 1.2.3 喷淋层、喷嘴设计 喷淋层是脱硫塔中的重要组成部分，是脱硫功能实现的主要结构，做好喷淋层设计十分重要。在喷淋层设计中，主要是取决于脱硫效率，通常而言，脱硫塔中喷淋层在2-6层间，最佳数量为4，但如果脱硫塔的脱硫负荷相对较低，可以适当减少喷淋层数量。 在喷淋层中，影

4、响脱硫效率的主要是喷嘴，在设计喷嘴时，要做到以下几点：（1）喷嘴要有足够的覆盖范围，喷嘴角度设计在60120间，设计成圆形喷射区，最大程度地增加喷淋液与烟气的接触面积。（2）在喷嘴口径设计上，在足够喷速前提下，尽量增大通道直径，增大浆液喷淋量，提高单位时间内的脱硫能力。（3）选择合适的喷嘴材料，常见的主要有不锈钢、黄铜和碳化硅等，其中，黄铜价格偏高，碳化硅存在易断裂的不足，使用最普遍的还是不锈钢材质。（4）在喷嘴体积上，为方便安装和清洗，要对喷嘴大小进行适当控制。（5）在喷嘴设计时，还要考虑喷淋液的雾化液情况，保持雾化液滴大小的均匀，尽量增大其比表面积。 1.2.3 脱硫塔的制造工艺 首先，钢

5、材处理的工艺。钢材的处理是脱硫塔制造的基础环节，处理的水平高低决定着钢材的性能和使用寿命，做好钢材净化处理，可以有效提高钢材抗腐蚀能力和保护寿命。可以采用等离子切割机对钢材下料，严格按照设计标准。切割时，还需要对脱硫塔加工工序要求的加工余量全面掌握，准确划线，才能有效保证脱硫塔后续制造环节的良好开展。 其次，筒节制造的工艺。在筒节制造中，应当注意的技术要点包括：（1）在对筒节的划线下料过程中，要使环缝、纵缝不在管孔、预焊件范围内，同时也不会与塔体塔圈发生重叠。（2）在筒节的卷制过程中，通过内样板对筒体内侧曲率进行检查，将多出的打头量切除，确保纵缝对接的错边量在3mm以内，棱角度在5mm以内。（

6、3）在筒节卷制完成后，对筒节的椭圆度进行严格检查，周长偏差和椭圆度偏差应分别控制在6mm和10mm以内，保证脱硫塔的直线度符合标准，并为后续塔盘内部件安装创造良好条件。（4）除上述检查外，还需要对筒节两端侧厚校验，合格标准为厚度超过59mm。 第三，裙座、栅板制造工艺。在裙座制造当中，要保证裙座厚度与封头厚度相一致，且壳体的外径与封头外径也要保持一致；裙座顶部要增设短节，采用的材料应与封头相同，通过全焊透连续缝进行连接，裙座整体制造工艺与筒节相似。在栅板的制造当中，采取的是分块式栅板，每块的宽度不能超过400mm，具体数量要根据筒体直径来计算，便于安装和取出；采用的材料是q235-a，在安装过

7、程中，通过塔体内部支撑圈来对栅板进行有效支撑，栅板与连接板、边圈通过焊接完成连接，并保持整体的平整。 第四，筒体组装工艺。在筒节的总装上，其流程为确定支撑圈的位置，将支撑圈焊装到筒节上，再进行喷砂和探伤，接着将入孔、接管开孔的位置准确标记出来，利用开孔器完成开孔工作，将入孔、接管以及防变形支撑安装和焊接上，再次探伤，保证焊接缝质量，在经热处理、喷砂后，完成整体筒体的组装，最后在拆除支撑后，进行喷漆。 在筒节对接构成筒体的过程中，需要做好相应关键节点的检查，主要包括：（1）纵缝焊接质量检查，发生在环缝焊接之前，确保焊接缝无质量问题，指标合格后再进行环缝焊接。（2）环缝焊接质量检查，在环缝焊接完成

8、后，对环缝棱角、焊接错边量和对口间隙进行检查，确保各项指标合格。（3）控制层温度控制，主要是指塔内部件焊接过程中，其目的是预防焊接变形或过烧问题。 第五，塔体焊接工艺。在塔体的焊接过程中，应采取手工电弧焊和埋弧自动焊结合的方式，对于重点的焊接部位，比如封头和筒节连接处，必须采取埋弧自动焊。在焊接完成后，要做好预热处理，对于筒体壁厚较薄区域，热处理的工艺为延长保温时间，降低退火温度，确保应力完全消除。 2、脱硫塔在工业中的应用 以某一工厂热水锅炉为例，其功率为20t/h，当地环保so2的排放标准为900mg/m?，脱硫塔采取的脱硫剂为电石渣和石灰浆液，具体的应用过程为： 煤炭燃烧产生的烟气进入到

9、脱硫塔后，烟气中so2首先会经过电石渣池，通过调节阀门控制电石渣池中的ph值，使其保持在5以下，利用电石渣的溶解生成的亚硫酸钙来希吸收so2，经化学反应生成亚硫酸氢钙，起到除硫效果，在此脱硫过程中，对so2的吸收率主要是受电石渣池液位高低影响的。在烟气的持续上升过程中，会与石灰浆液（ph值6-7）进一步反应，将剩余的so2有效吸收，起到良好的脱硫效果。 3、结语 综上所述，随着火力发电、工业生产等燃烧烟气排放量的不断增加，硫污染更加严重，脱硫塔的重要性日益突显。在脱硫塔的设计制造中，要严格按照相关规定，做好各个环节的控制，确保脱硫塔运行安全，具备良好的脱硫能力，充分发挥其脱硫功能，实现经济效益和社会效益的双赢。 参考文献： 1莫娅南，王伯.液化气脱硫技术及其工业