脫硫塔出口煙氣溫度對脫硫率的影響,又可表示為近絕熱飽和溫度差對脫硫率的影響。在半干法煙氣脫硫防腐工藝中,一定濕度和溫度的未飽和煙氣進(jìn)入脫硫塔,與霧化輪或噴嘴噴入的石灰漿液液滴相接觸,因煙氣尚未飽和,水分便不斷向煙氣中汽化。假設(shè)脫硫塔保溫良好,既無熱損失,也不從外界補充熱量。水分汽化所需的潛熱只能來自煙氣的顯熱,致使煙氣的溫度逐漸下降,煙氣濕度不斷增高。與水汽化等量的熱又以潛熱形式帶回?zé)煔庵?,因此煙氣的熱焓不變。另外,整個過程進(jìn)行的時間也非常短,因此該過程可看成是煙氣系統(tǒng)的絕熱降溫過程。如果給水量充足,當(dāng)煙氣達(dá)到飽和時,煙氣的溫度就不再下降,此相對穩(wěn)定狀態(tài)的溫度便稱為煙氣的絕熱飽和溫度。
在所有的半干法煙氣脫硫防腐工藝中都有一個重要的運行工藝參數(shù)——近絕熱飽和溫度差,近絕熱飽和溫度差為脫硫塔出口煙氣溫度與煙氣絕熱飽和溫度之差,這個參數(shù)用于衡量煙氣接近絕熱飽和溫度的程度(即煙氣接近飽和狀態(tài)的程度),分析吸收塔內(nèi)工況及與脫硫率的關(guān)系,是運行參數(shù)之一。
在運行的過程中,AAST的確定直接影響脫硫率和裝置的運行穩(wěn)定性,主要體現(xiàn)在以下方面:
①如果吸收塔出口煙氣平均溫度控制得越接近絕熱飽和溫度,即AAST越小,表明出口煙氣溫度越低,煙氣濕度越大,石灰漿滴的蒸發(fā)速率降低,液滴的停留時間延長,完成液滴干燥以達(dá)到允許殘余水分含量的時間就越長,吸收劑可維持較長的濕態(tài)時間,也就是增加了氣液反應(yīng)的時間,由于S02與脫硫劑的反應(yīng)條件主要受液相傳質(zhì)控制,氣液反應(yīng)時間的增加就可期望達(dá)到更高的脫硫率。
②對于氣固脫硫反應(yīng)階段,脫硫劑上吸附的水分對促進(jìn)S02的吸附和反應(yīng)起著關(guān)鍵性的作用。AAST越低,煙氣濕度越大,剩余脫硫劑內(nèi)部所含的水分越高,脫硫效果就越好。有研究表明水分存在可使鈣基吸收劑反應(yīng)活性增加,當(dāng)鈣基吸收劑中的水分超越某個臨界值后,其反應(yīng)機理相對于干燥狀態(tài)已發(fā)生了明顯變化。此時已經(jīng)不是完整意義上的氣固反應(yīng),而是轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝合嘀械碾x子反應(yīng)。在液相中反應(yīng)比固相中反應(yīng)速度和反應(yīng)面積要大得多,因此,除塵器中脫硫率也會提高。
③AAST不能太低,否則會帶來一系列的經(jīng)濟(jì)性和運行可靠性等問題,主要是堵塞和腐蝕嚴(yán)重,系統(tǒng)成本增加,并且不利于檢修和維護(hù)。
a·系統(tǒng)堵塞問題:AAST越低,石灰漿液中的水分需要的干燥時間越長,要求的脫硫塔高度(或直徑)也就越大,增加了投資成本。如果脫硫塔的尺寸保持不變,水分在離開脫硫塔時仍然沒有*蒸發(fā),將導(dǎo)致石灰漿液附著在脫硫塔和除塵器上,造成脫硫塔粘壁和除塵器堵塞,整個煙氣系統(tǒng)阻力增大,系統(tǒng)運行可靠性降低,尤其是脫硫吸收劑和脫硫產(chǎn)物的混合物與水分結(jié)合后,形成類似水泥的物質(zhì),使脫硫塔和除塵器(特別是布袋除塵器)堵塞后的檢修維護(hù)(如清灰)工作很不易進(jìn)行,給運行工作人員造成額外的工作負(fù)擔(dān);另外,灰渣輸送系統(tǒng)也易堵塞,難于正常運行。
b.腐蝕問題:由于脫硫塔出口溫度接近絕熱飽和溫度,將出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,引起后面設(shè)備部件的腐蝕,降低設(shè)備和部件的使用壽命,使整個系統(tǒng)防腐要求增高。