吸收塔的相关设计计算

烟气脱硫工艺重要设备吸取塔设计和选型（2）喷淋塔吸取区高度设计（二）对于喷淋塔，液气比范围在8L/m-25L/m之间，根据相关文献资料可知液气比选择12.2L/m是最佳的数值。逆流式吸取塔的烟气速度一般在2.5-5m/s范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s。湿法脱硫反映是在气体、液体、固体三相中进行的，反映条件比较抱负，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钠硫比(Na/S)一般略微大于1，本次选择的钠硫比(Na/S)为1.02。（3）喷淋塔吸取区高度的计算具有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸取量平均到吸取区高度内的塔内容积中,即为吸取塔的平均容积负荷――平均容积吸取率，以表达。一方面给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸取量除于吸取容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸取量＝(3)其中C为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m3为给定的二氧化硫吸取率,％;本设计方案为95％h为吸取塔内吸取区高度，mK0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃);K0=3600u×273/(273+t)按照排放标准，规定脱硫效率至少95%。二氧化硫质量浓度应当低于580mg/m3（标状态）的单位换算成kg/(m.s),可以写成=3600×(7)在喷淋塔操作温度下、烟气流速为u=3.5m/s、脱硫效率=0.95前面已经求得本来烟气二氧化硫SO质量浓度为a(mg/)且a=0.650×10mg/m而本来烟气的流量（200时）为标况20×10(m/h)(设为V)换算成工况25360m3/h时已经求得V=2×10m/h=5.6m/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中具有二氧化硫质量为=5.6×650mg/m=3640mg=3.64gV==1.3L/s=0.0013m/s 则根据抱负气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等故y=又烟气流速u=3.5m/s,y=0.023%,总结已有的经验，容积吸取率范围在5.5-6.5Kg/（m3﹒s）之间[7]，取=6kg/（m3﹒s）代入（7）式可得6=故吸取区高度h=6.17/6≈1.03（4）喷淋塔除雾区高度（h3）设计（含除雾器的计算和选型）吸取塔均应装备除雾器，在正常运营状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应当不大于75mg/m3[9]。除雾器一般设立在吸取塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。除雾器设立冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的重要是折流板除雾器，另一方面是旋流板除雾器。①除雾器的选型折流板除雾器折流板除雾器是运用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的，气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20-30mm，对于垂直安顿，气体平均流速为2－3m/s；对于水平放置，气体流速一般为6－10m/s。气体流速过高会引起二次夹带。旋流板除雾器气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达成除雾的目的，除雾率可达90％－99％。喷淋塔除雾区提成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层（3-3.5）m，距离最上层冲洗喷嘴（3.4-32）m。②除雾器的重要设计指标a.冲洗覆盖率：冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖限度。冲洗覆盖率一般可以选在100%～300%之间。冲洗覆盖率%=式中n为喷嘴数量，20个;α为喷射扩散角，90A为除雾器有效通流面积,15h为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.05m所以冲洗覆盖率%===203%b.除雾器冲洗周期：冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大。所以冲洗不宜过于频繁,但也不能间隔太长,否则易产生结垢现象,除雾器的冲洗周期重要根据烟气特性及吸取剂拟定。c.除雾效率。指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。影响除雾效率的因素很多,重要涉及:烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。d.系统压力降。指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失,系统压力降越大,能耗就越高。除雾系统压降的大小重要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高,所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态,及时发现问题,并进行解决。e.烟气流速。通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利于除雾器的正常运营,烟气流速过高易导致烟气二次带水,从而减少除雾效率,同时流速高系统阻力大,能耗高。通过除雾器断面的流速过低,不利于气液分离,同样不利于提高除雾效率。设计烟气流速应接近于临界流速。根据不同除雾器叶片结构及布置形式,设计流速一般选定在3.5～5.5m/s之间。本方案的烟气设计流速为6.9m/s。f.除雾器叶片间距。除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率,维持除雾系统稳定运营至关重要。叶片间距大,除雾效率低,烟气带水严重,易导致风机故障,导致整个系统非正常停运。叶片间距选取过小,除加大能耗外,冲洗的效果也有所下降,叶片上易结垢、堵塞,最终也会导致系统停运。叶片间距一般设计在20～95mm。目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30～50mm。g.除雾器冲洗水压。除雾器水压一般根据冲洗喷嘴的特性及喷嘴与除雾器之间的距离等因素拟定，喷嘴与除雾器之间距离一般小于1m,冲洗水压低时,冲洗效果差,冲洗水压过高则易增长烟气带水,同时减少叶片使用寿命。h.除雾器冲洗水量。选择除雾器冲水量除了需满足除雾器自身的规定外，还需考虑系统水平衡的规定,有些条件下需采用大水量短时间冲洗,有时则采用小水量长时间冲洗,具体冲水量需由工况条件拟定,一般情况下除雾器断面上瞬时冲洗耗水量约为1-4m3/m2.③除雾器的最终设计参数本设计中设定最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层3m。距离最上层冲洗喷嘴3.5m。1)数量：1套×1units=套2)类型：V型级数：2级3)作用：除去吸取塔出口烟气中的水滴，以便减少烟囱出烟口灰尘量。4)选材：外壳：碳钢内衬玻璃鳞片；除雾元件：阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管道：FRP；冲洗喷嘴：PP。表4除雾器进出口烟气条件基于锅炉100%BMCR工况进行设计除雾器进口除雾器出口烟气量-----------------------温度℃50------------烟气压力mmAq113(1.11kPaG)93(0.91kPaG)雾滴含量mg/m3N(D)------------≤755)雾滴去除率：99.75%为达成除雾器出口烟气雾滴含量小于75mg/Nm3（干态），除雾器的雾滴去除率需要达成99.75%以上。6)除雾器内烟气流速：6.9m/sa.重散布速度大直径的雾滴颗粒可以通过除雾器元件惯性作用产生颗粒间碰撞从而去除雾滴。（平均颗粒直径大小为100～200μm）。因此，烟气流速越高，雾滴去除率越高。但是，被去除的雾滴会重新散布，而减少雾滴去除效率。这就是雾滴重散布速度的概念。b．通过除雾器的烟气流速为了使除雾器的雾滴去除率达成99.75%以上，根据吸取塔出口端（即除雾器入口端）雾滴颗粒直径的实际分布状况，直径大于17μm的雾滴颗粒必须100％完全去除。综上所述，除雾区的最终高度拟定为3.5m，即h3=3.5m（5)喷淋塔浆液池高度设计（设高度为h2）浆液池容量V1按照液气比L/G和浆液停留时间来拟定，计算式子如下：其中L/G为液气比,12.2L/m3VN为烟气标准状态湿态容积，VN=Vg=39.40m3T1=2-6min[8],取t1=2.8min=168s由上式可得喷淋塔浆液池体积V!=(L/G)×VN×t!=12.20×39.40×168=80.02m选取浆液池内径等于吸取区内径，内径D2=Di=3.8m而V=0.25×3.14×D2×D2×h2=0.25×3.14×3.8×3.8×h2所以h2=7.06m（6)喷淋塔烟气进口高度设计（设高度为h4）根据工艺规定，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）拟定进出口面积，一般希望进气在塔内可以分布均匀，且烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性.因此取进口烟气流速为20m/s，而烟气流量为36.30m3可得所以h4=1.20m2×1.20=2.40m(涉及进口烟气和净化烟气进出口烟道高度)综上所述，喷淋塔的总高（设为H,单位m）等于喷淋塔的浆液池高度h2(单位m)、喷淋塔吸取区高度h(单位m)和喷淋塔的除雾区高度h3（单位m）相加起来的数值。此外，还要将喷淋塔烟气进口高度h4（单位m）计算在内因此喷淋塔最终的高度为H=h+h2+h3+h4=18.47+7.06+3.50+2.40=31.43m取圆整值32m4.1.1.2喷淋塔的直径设计根据锅炉排放的烟气，计算运营工况下的塔内烟气体积流量，此时要考虑以下几种引起烟气体体积流量变化的情况：塔内操作温度低于进口烟气温度，烟气容积变小；浆液在塔内蒸发水分以及塔下部送入空气的剩余氮气使得烟气体积流量增大。喷淋塔内径在烟气流速和平均实际总烟气量拟定的情况下才干算出来，而以往的计算都只有考虑烟道气进入脱硫塔的流量，为了更加准确，本方案将浆液蒸发水分V2(m3/s)和氧化风机鼓入空气氧化后剩余空气流量V3(m3/s)均计算在内，以上均表达换算成标准准状态时候的流量。（1）吸取塔进口烟气量Va(m3/s)计算该数值已经由设计任务书中给出，烟气进口量为：36.30(m3/s)然而，该计算数值实质上仅仅指烟气在喷淋塔进口处的体积流量，而在喷淋塔内延期温度会随着停留时间的增大而减少，根据PVT气体状态方程，要算出瞬间数值是不也许的，因此只能算出在喷淋塔内平均温度下的烟气平均体积流量。（2）蒸发水分流量V2(m3/s)的计算烟气在喷淋塔内被浆液直接淋洗，温度减少，吸取液蒸发，烟气流速迅速达成饱和状态，烟气水分由6%增至13%，则增长水分的体积流量V2(m3/s)为：V2=0.07×36.30(m3/s)=2.541(m3/s)（标准状态下）（3）氧化空气剩余氮气量V3(m3/s)在喷淋塔内部浆液池中鼓入空气，使得亚硫酸钙氧化成硫酸钙，这部分空气对于喷淋塔内气体流速的影响是不可以忽略的，因此应当将这部分空气计算在内。假设空气通过氧化风机进入喷淋塔后，当中的氧气完全用于氧化亚硫酸钙，即最终这部分空气仅仅剩下氮气、惰性气体组分和水汽。理论上氧化1摩尔亚硫酸钙需要0.5摩尔的氧气。(假设空气中每公斤具有0.23公斤的氧气)又VSO2=0.15m3/s质量流率GSO2==0.42857kg/s0.43kg/s根据物料守蘅,总共需要的氧气质量流量GO2=0.43×0.5kg/s=0.214Kg/s该质量流量的氧气总共需要的空气流量为=GO2/0.23=0.932Kg/s标准状态下的空气密度为1.293kg/m3[2]故V空气=0.932/1.293(m3/s)=0.72(m3/s)V3=(1-0.23)×V空气=0.77×0.72m3/s=0.56m综上所述，喷淋塔内实际运营条件下塔内气体流量Vg=Va+V2+V3=36.30+2.54+0.56(m3/s)=39.40(m3/s)（4）喷淋塔直径的计算 假设喷淋塔截面为圆形，将上述的因素考虑进去以后，可以得到实际运营状态下烟气体积流量Vg，从而选取烟速u，则塔径计算公式为：D=2×其中：Vg为实际运营状态下烟气体积流量，39.40m3u为烟气速度，3.5m/s因此喷淋塔的内径为D=2×=2×=3.786m≈3.8m4.1.2吸取塔喷淋系统的设计（喷嘴的选择配置）在满足吸取二氧化硫所需表面积的同时，应当尽量把喷淋导致的压力损失减少到最小，喷嘴是净化装置的最关键部分，必须满足以下条件：（1）能产生实心锥体形状，喷射区为圆形，喷射角度为60-120；（2）喷嘴内液体流道大而畅通，具有防止堵塞的功能；（3）采用特殊的合金材料制作，具有良好的防腐性能和耐磨性能；（4）喷嘴体积小，安装清洗方便；（5）喷雾液滴大小均匀，比表面积大而又不容易引起带水；雾化喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为可以提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心压力雾化喷嘴，可粗略分为旋转型和离心型。常用的有空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥切线型、实心锥型、螺旋型等5种。喷嘴布置提成2-6层，一般情况下为4层；层数的安排可以根据脱硫效率的具体规定来增减。底负荷时可以停止使用某一层，层间距0.8-2米，离心式喷嘴1.7米。事实上从浆液池液面到除雾器，整个高度都在进行吸取反映。因而实际吸取区高度要比h高6-8米。本方案采用4层喷嘴，层间距为1.5米。每台吸取塔再循环泵均相应一个喷淋层，喷淋层上安装空心锥喷嘴，其作用是将石灰石/石膏浆液雾化。浆液由吸取塔再循环泵输送到喷嘴，喷入烟气中。喷淋系统能使浆液在吸取塔内均匀分布，流经每个喷淋层的流量相等。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置成均匀覆盖吸取塔的横截面，并达成规定的喷淋浆液覆盖率，使吸取浆液与烟气充足接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现至少95%的脱硫效率，且在吸取塔的内表面不产生结垢。喷嘴系统管道采用FRP玻璃钢，喷嘴采用SIC,是一种脆性材料，但是特别耐磨，并且抗化学腐蚀，可以长期运营而无腐蚀、无磨损、无石膏结垢以及堵塞等问题。4.1.2.1喷嘴布置设计原理（1)喷管管数的拟定根据单层浆体总流量Ql和单个喷嘴流量Qs，可得单层喷嘴个数nQl=480.68/4=120.17(L/s)而单个喷嘴流量为Qs=0.75L/sN=Ql/Qs所以N=120.17/0.75=160.22取整数值161个单喷管最大流量单喷淋层主喷管数式中为单喷淋管可选最大管径，0.04m；V为喷淋管内最大流速，6m/s所以=0.25×3.14×0.04×0.04×6=7.536L/S=int(120.17/7.536)+1=16（2)各喷管间距的拟定根据脱硫塔直径、喷嘴个数等参数，各喷管之间间距：式中Dim为脱硫塔内径Nsp为喷嘴间距（3)各支喷管直径的拟定根据布置在主管、各支管的喷嘴个数以及单喷嘴流量，可以拟定主管各段、各支管喷管直径式中Qi为节点i处浆体流量，m3/s；Di为节点i处喷管直径，m。（4)喷淋层在塔内覆盖率的拟定喷淋层在脱硫塔内覆盖率为：则==176%式中AEFF为单层喷嘴在脱硫塔内的有效覆盖面积，20mA为脱硫塔面积，11.3m计算重要涉及喷淋层内主喷管数、各支喷管的管径及流速、喷嘴在塔内位置等的计算及设计。根据上述设计方法、结合实际经验，拟定喷淋层内各喷管直径、各个喷嘴位置等几何参数。在拟定喷嘴布置设计中，需要拟定喷嘴在塔内的位置坐标在拟定各支喷管直径时，要根据厂家提供的标准管径来选取。在拟定各个支喷管直径后，还要根据厂家提供的喷嘴与各主、支喷管之间间距规定，对初步喷嘴位置进行调整，以避免喷出的液滴与喷管发生喷射碰撞。在喷嘴布置完毕后，需要拟定喷淋层在塔内的履盖率以及多层覆盖状况，验证喷嘴布置的合理性。4.1.2.2进行喷嘴在塔内布置设计中应当注意以下问题：（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拟定。（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拟定。（3)当喷嘴覆盖高度拟定以后，就可以计算单个喷嘴的覆盖面积，(为喷雾角)则=3.14×1×1=3.14（4)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置方案整体考虑。（5)选择合理的经济流速，并根据喷管产品的标准来拟定石灰石浆液母管和支管直径。（6)当检查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。4.1.3吸取塔底部搅拌器及相关配置在吸取塔底部，石灰石浆液通过脱硫过程之后，变成了CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O，此时为了使氧化风机鼓入的空气可以充足地和CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O接触，以便充足氧化，需要CaSO3和CaSO3﹒1/2H2O的混合溶液内部颗粒分布均匀，在这种情况下，需要使用搅拌器来使溶液悬浮颗粒均匀混合，同时增大和空气接触的面积。由于底部溶液是固体悬浮溶液，根据不同搅拌过程的搅拌器型式推荐表2-5[1]搅拌器型式合用条件表2-6[1]搅拌器型式使用范围表2-7[1]在吸取塔浆液池的下部，沿塔径向布置四台侧进式搅拌器，其作用是使浆液的固体维持在悬浮状态，同时分散氧化空气。搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片、机械密封。搅拌器叶片安装在吸取塔降池内，与水平线约为10度倾角、与中心线约为-7度倾角。搅拌桨型式为三叶螺旋桨，轴的密封形式为机械密封。

在吸取塔旁有人工冲洗设施，提供安装和检修所需要的吊耳、吊环及其他专用滑轮。采用低速搅拌器，有效防止浆液沉降。吸取塔搅拌器的搅拌叶片和主轴的材质为合金钢。在运营时严禁触摸传动部件及拆下保护罩。向吸取塔加注浆液时，搅拌器必须不断地运营。叶片和叶轮的材料等级是ANSI/ASTMA176—80a，搅拌器轴为固定结构，转速适当控制，不超过搅拌机的临界转速。所有接触被搅拌流体的搅拌器部件，必须选用适应被搅拌流体的特性的材料，涉及具有耐磨损和腐蚀的性能。4.1.4吸取塔材料的选择由于脱硫塔承受压力不大，并且16MnR钢材综合力学性能、焊接性能以及低温韧性、冷冲压以及切削性能比较好，低温冲击韧性也比较优越，价格低廉，应用比较广泛。故塔壁面由16MnR钢材制造，为了节约材料和防止腐蚀，内衬橡胶板防腐层，其烟气入口部分内衬玻璃鳞片加耐酸瓷砖。4.1.5吸取塔壁厚的计算(涉及计算壁厚和最小壁厚)4.1.5.1吸取塔计算壁厚的计算由于操作压力不大，假设计算壁厚小于16毫米，根据附表九[3]16MnR钢板在操作温度下的许用应力为=170Mpa。对于浆液池部分由于浆液会对塔壁产生压力，因此计算时还要这部分压力考虑在内，同时假设塔内的计算压力取0.202MPa（2个标准大气压）PC’=0.202+（为浆液密度1257kg/m3，g=9.81m/s2,h浆液池高度7.06m）所以PC’=0.202+=0.202+1257×9.81×7.06=0.292×10Pa=0.292MPa又根据式4-5[3]可知:吸取塔（喷淋塔）的计算壁厚公式为:S=(mm)其中：Pc计算压力，对于浆液池以上部分取二倍大气压，0.202MPaPC’=0.292MPaDi圆筒或者球壳内径,为3800mm焊接接头系数，取=1;C壁厚附加量,取C=1.00mmC2腐蚀裕量,mm;C1钢板厚度负偏差,mm对于喷淋塔顶部以下浆液池以上的部分（简称上部分）S==根据取腐蚀裕量C2=1.00mm[3],根据表4-7[3]可得C1=0.25mm则C1+C2=0.25+1=1.25mm2.259+C=2.259+1.25=3.509mm圆整后取Sn=4.00mm因此脱硫塔上部分应当选用的壁厚为4.00mm的16MnR钢材，与上面的假设相符4.0mm〈16.00mm对于喷淋塔浆液池部分（简称下部分）S’=根据取腐蚀裕量C2=1.00mm,根据表4-7可得C1=0.5mm则C1+C2=0.5+1=1.5mm3.31+C=3.31+1.5=4.81mm圆整后取S’=5mm4.1.5.2吸取塔（喷淋塔）计算壁厚的液压实验校核上部分：（设计实验温度为200度，则[]=170Mpa）P=1.25×P×=0.253MpaS=S-C=4-1.25=2.75mmD=3800mm故=0.253×(3800+2.75)/2×2.75=174.93Mpa≈175Mpa而0.9=0.9×1×274=246.6Mp因此=175MPa〈0.9=246.6Mpa所以液压实验强度符合规定下部分：≤0.9P=1.25×P×=0.365MpaS=S-C=5-1.5=3.5mmD=3800mm故=0.365×(3800+3.5)/（2×3.5）=201Mpa而0.8=0.8×1×274=219.2MPa因此=201MPa〈0.9=219.2Mpa所以液压实验强度符合规定综上所述，设计的材料选择，壁厚计算数值和实验强度均符合实际操作规定。4.1.5.3吸取塔最小壁厚的计算根据相关规定，塔壳圆筒不涉及腐蚀裕度的最小厚度，对于碳钢和低合金钢制造的塔设备为0.2%的塔径[20]，并且不小于4mm。而喷淋塔的内径为3800mm，所以最小壁厚S=0.2%×3800=7.6mm根据取腐蚀裕量C=1.00mm,根据表4-7可得C=0.8mm则C+C=0.8+1=1.8mm7.6+C=7.6+1.8=9.4mm圆整后取S=10mm综合以上计算壁厚和最小壁厚的结果，最终台喷淋塔的壁厚为10mm4.1.6吸取塔封头选择计算考虑到封头与筒体采用双面焊接的焊接方法进行焊接，根据力学有关知识，为了不使应力集中破坏设备，决定两端封头采用浅碟形封头，根据相关知识，在浅碟形封头内部：（1）球面部分半径R不得大于筒体内径Ri≤Di,故Ri≤Di，一般取Ri=0.9Di（2）折边半径r在任何情况下不得小于筒体内径Di的10%即380mm，并且不应当小于3倍的封头名义壁厚Sn(封头)。因此r≥3Sn且r≥10%Di=380mm浅碟形封头的尺寸是：Di=3800mm；Ri=0.9Di=3420mm；r取400mm则浅碟形封头的形状系数M=)=0.25×(3+而取=3.00（根据表4-12）Pc=0.292Mpa,材料选用16MnR钢材，故=170Mpa,=1,取C2=2.00mm浅碟形封头的计算壁厚S=（根据式4-23）所以S=S+C2=6.41mm,根据表4-7[3]，负偏差C1=0.5mm,C=C1+C2=2+0.5=2.5mmS+C1+C2=4.41+2.5=6.91mm圆整后取Sn=7.00mm此时浅碟形封头的最大允许工作压力[PMpa(根据式4-25[3])[P=故脱硫塔的浅碟形封头设计强度不够。为了运营安全，应当增长壁厚，选择封头的壁厚和筒体壁厚一致，则封头壁厚为10mm.此时浅碟形封头的最大允许工作压力[PMpa(根据式4-25[3])[P=故强度符合规定，因此浅碟形封头的壁厚为10mm。下端碟形封头与塔体采用焊接的方式，上端碟形封头与塔体采用法兰盘的连接方式。4.1.7吸取塔裙式支座选择计算立式容器的支座重要有耳式支座、腿式支座、支承式支座和裙式支座四种。中小型直立容器采用前三种支座，高大的塔设备则采用裙式支座。本设计中，吸取塔（喷淋塔）内径为3800mm，而吸取塔（喷淋塔）的高度为32m,根据服表4-9[3]可知，选用的裙座规格为：地脚螺栓个数20个，公称直径M27裙座的材料选用Q238-AR钢材，塔体与裙座采用对接焊接，塔体接头焊接系，裙座的壁厚取12mm,裙座的壁厚附加量取C=2mm。4.1.8吸取塔配套结构的选择（1）吸取塔（喷淋塔）进料浆液管道和配套阀门的设计选择设计时应当充足考虑到石灰石浆液对管道系统的腐蚀与磨损，一般应当选用衬胶管道或者玻璃钢管道。管道内介质流速的选择既要考虑到应当避免浆液沉淀，同时又要考虑到管道的磨损和屹立损失减少到最小[9]。并且浆液管道上的阀门应当选用蝶阀，尽量少采用调节阀门。阀门的流通直径与管道一致[9]。（2）吸取塔（喷淋塔）配套结构的选择（人孔选择）塔设备内径大于2500mm，封头和筒体都应当开设人孔，室外露天设备，考虑清洗，检修方便，一般选用公称直径450mm或者500mm的人孔；常压大型设备，贮槽则选用公称直径为500mm或者600mm的人孔。综上所述，本设计方案中的吸取塔应当选用公称直径为500mm的人孔。dw×SDD1BbB1B2H1H2螺栓直径长度530×662058530014101216090M16×54.2吸取塔最终参数的拟定（1）吸取塔（喷淋塔）数量：1套×1units=1套（2）类型：管道内置型吸取塔（喷淋塔）（3）作用：烟气中的二氧化硫气体由吸取塔（喷淋塔）的浆液吸取并去除，为了使得烟气和浆液充足接触，应当合理地设计吸取塔（喷淋塔）内的除雾器、喷嘴、搅拌器。4.2.1设计条件（1）烟气条件吸取塔（喷淋塔）进出口烟气设计条件基于锅炉100％BMCR工况。进口出口备注烟气量(m/s)33.60(标况)39.40(标况)大气压：101325Pa温度(℃)10050SO2浓度(mg/m)11800(标况)590(标况)设计工况压力进口/出口平均值：0.202Mpa(2atm)（2）二氧化硫脱硫效率：95%（最小值）（3）钙硫率：1.02（最大）（4）烟气流速：3.5m/s（5）吸取塔（喷淋塔）液气比：12.20L/m3（6）浆液池循环时间：≥4min；（7）排浆时间：≥16.5h以上数值为经验值，该时间可以保证浆液池内充足的石膏产品和晶体生长（参考设计讲义）。4.2.2吸取塔尺寸的拟定4.2.2.1喷淋区截面面积以及尺寸根据吸取塔（喷淋塔）出口实际烟气流量和上升和下降段烟气流速，喷淋区域截面面积如下所示：（此处没有将氧化空气和饱和蒸汽考虑在内）根据该面积算出D=3.64m<3.8m,所以取内径为3.8m符合设计规定4.2.2.2吸取塔（喷淋塔）浆液循环量根据吸取塔（喷淋塔）出口烟气量和液气比，浆液循环量计算如下所示：125L/s×4=500L/s4.2.2.3喷淋区域高度和喷淋层数：

喷淋层数目：4层；

喷淋区域高度：1.5m×4层＝6.0m4.2.2.4已拟定的参数尺寸（mm）吸取塔（喷淋塔）3800Φ×32023喷淋区6000出口烟道1200进口烟道1200反映池71004.2.2.5选材及防腐

塔本体：碳钢16MnR钢材塔内部螺栓、螺母类：6%Mo不锈钢材料

塔内壁：衬里施工前经表面预解决，喷砂除锈，内衬材料为丁基橡胶板

塔内件支撑：碳钢衬丁基橡胶丁基橡胶是由异丁烯中混以1.5%—4.5%的异戌二烯具有化学稳定性好、对臭氧、酸碱的耐腐蚀能力强、无吸水性等优良性能。丁基橡胶经改性后有卤化丁基橡胶，涉及氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，基本特性有：（1）具有优良的耐水气渗透性能、耐浆液磨损性能、耐腐蚀性特别是耐Fˉ性、耐SO2、耐CL-性及耐热性等。结合脱硫工程浆液介质条件，通常来说厚度为4mm即可，在磨损严重的部位衬2层4mm丁基橡胶。（2）气体透过性小，气密性好回弹性小，在较宽温度范围内（30～50℃）均不大20%，因而具有吸取振动和冲击能量的特性。（3）耐热老化性优良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。（4）耐水性好、水渗透率极低，因而适于做绝缘材料。缺陷是硫化速度慢、粘合性和自粘性差、与金属粘合性不好、与不饱和橡胶相容性差，不能并用。4.2.3吸取塔的强度和稳定性校核4.2.3.1强度和稳定性校核条件（1）塔体内径Di=3800mm，塔高度32023mm，裙座高度3060mm，计算压力0.292MPa,设计温度200℃（2）设立地区：基本风压350N/m2,地震防烈度8度，场地土地类：B类。（3）沿塔高开设3个人孔，相应在人孔处安装圆形平台3个，平台宽度B=900mm，高度为1000mm。（4）塔外设立保温层厚度为100mm，密度300kg/m3.(5)塔体与封头选用16MnR钢材，其（6）裙座材料选用Q238-AR（7）塔体与裙座对接焊接，塔体焊接系数（8）塔体与封头壁厚附加量取C=2.00mm，裙座壁厚附加量取C=2.00mm。4.2.3.2塔设备质量载荷计算塔体圆筒、封头、裙座质量m圆筒质量封头质量裙座质量其中塔体高度为31.43米，查得DN3800mm，壁厚10mm的圆筒每米质量为596kg;；查得DN3800mm，壁厚10mm的封头每米质量为600kg；裙座高度3060mm。塔内件质量，取保温层质量=11836.7kg其中封头保温层质量平台扶梯质=8659.5kg操作时物料质量=100874kg其中为石灰质浆液高度，7.06除浆液区外的塔高，31.43-7.06石灰石浆液密度，1257空气在时候的密度，1.01附件质量，按照经验值取充水质量=358631kg下面将塔提成六段，计算下列各质量载荷表6吸取塔各计算段的质量塔段0-11-22-33-44-55-塔顶合计人孔与平台数量0001203塔板数0000000621.6124343516216621631082157600104040121003386762366338033801690118363978272282252551958659——12131296882148321483160891008741603001120162013478925439——45870276457949399493987708358631000000011581901511435130478130478109692402276各塔段最小质量1158.62297全塔操作质量全塔最小质量水压实验最大质量4.2.3.3风载荷计算其中体型系数，对于圆筒取=0.7；塔设备各段风振系数，当塔高≤20米时=1.7；当塔高＞20米时=计算为10米塔高处的基本风压值，350，见表8-4为风压高度变化系数，见表8-5；为脉动增大系数，见表8-6；为第段脉动增大影响系数，见表8-7；为第段振型系数，根据与查表8-8；为塔器第段顶截面距离地面的高度，；为同一直径两相邻计算截面间的距离，；为塔器各段有效直径，；当笼式扶梯与塔顶管线成180时，为塔各计算段的外径，；为塔器第段的保温层厚度，；=400；=（A投影面积，操作平台所在计算段长度）表7风载荷各项数值计算段平台数110003500.70.720.00752.361.700.641022023