专利名称：电厂湿法烟气脱硫吸收塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收塔，尤其涉及一种电厂湿法烟气脱硫吸收塔。
背景技术：
因流体流场在空间的分布总是选择阻力、压损小的路径而出现“短路”现象，因此通常圆柱形湿法喷淋吸收塔烟气流场在吸收塔膨胀部分(上图剖削部分)出现湍流、滞流、甚至回流，绝大部分烟气在出入口烟道的短路路径上(上图吸收喷淋区)通过，造成此区域喷淋液“扑空”、浪费浆液，徒耗泵功能，使Ca/S增大，总脱硫率降低；湍流区烟气动压小，喷淋液相对含钙量大、下降速度大，CaCO3容易在塔壁死角沉积结晶，对塔壁冲蚀严重(磨制石灰石浆液晶粒比较粗超尖锐)，穿漏现象经常发生。同时湍流区下部浆液池H2SO3含量少，CaCO3含量大，PH值不均局部酸性大，氧化不一亚硫酸盐易结垢且影响脱硫率，所需搅拌功率大。通常湿法吸收塔CaCO3吸收浆液直接输入浆液池(通常方案入口不在循环泵入口塔内附近)，由于相对巨大的浆液池CaCO3摩尔比很小，又由于石膏等其他颗粒的撞击干扰，大大减小了H2SO3中和速度。该设计方案克服了上述缺点，并可大幅度降低循环泵、浆液池搅拌器功率、减少吸收塔制安成本，高速、高效地吸收SO2，因此易于随动即时控制，由于方形喷淋塔，可简化喷淋母管、支管、喷嘴的空间拓扑设计、降低了设计安装难度，喷淋母管、支管及喷嘴矩阵布列，喷淋均匀，简约明了。
通常吸收塔喷淋液与烟气逆流接触时主要进行SO2的水解吸收反应，由于不能及时充分中和，SO2相对动平衡量较大、释放量较大、吸收率较低
烟气中的氧可氧化亚硫酸氢根(烟硫酸根)生成硫酸根，但氧化量很少(设计标况烟气含氧量6％，实际运行一般不足6％) 2HSO3-+O2→2SO42-+2H++H2O(3) 由于喷淋液中CaCO3浓度很低、与烟气逆流接触时间相对很短(一般3-4秒)，如下中和反应极少、主要在浆液池中进行 CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2↑+H2O(4)
CaSO3+HSO3-+H+→Ca(HSO3)2(6) CaCO3+SO42-+2H+→CaSO4·2H2O↓+CO2↑+H2O(7) 在液滴降落过程中酸度逐渐增大，且只能得到很少的CaCO3中和与氧化，(2)式的平衡后抑制了SO2的进一步吸收，浪费循环泵功率，而降落到浆液池中的SO32-要经过一定时间氧化成SO42-，之后在浓度极低的石灰石浆液池中进一步中和、生成CaSO4及石膏晶粒，又由于此过程释放CO2，其分压比及浓度一定程度地抑制了浆液池中CaCO3进一步溶解，降低塔内PH值，延长了中和时间、阻滞了石膏的生成速率、增加了浆液池中酸液宿留量及宿留时间，宿留酸液会造成一定量CaSO3、H2SO3重新分解释放SO2，即(1)式与(5)式平衡方程，同时对吸收塔腐蚀比较严重，酸液分布的不均造成CaCO3分布不均，PH不易控制、超调，提高时出现异常现象等。出品石膏CaCO3含量较大含率不均。因此设计中浆液池体积及其搅拌功率必须足够大，同时使CO2、氧化风的浓度降低以利于溶解氧化等过程进行，且一定程度地克服了其造成的虚假液位，进而设计中可以适当减小浆液体积；运行中石灰石必须有足够的过剩量(一般大于设计Ca/S)、浆液驻留时间足够长，脱硫率等各项指标才能达到一定的期望值。
通常为了提高脱硫率需增加浆液比重以提高PH值，造成亚硫酸盐氧化缓慢，石灰石过剩溶解困难，石膏结晶困难、结垢、堵塞，增大运行成本，降低CaCO3比重，可降低PH值但酸液增多(1)式(5)式动平衡正向发展，脱硫率下降，腐蚀度上升。
为克服上述等通常设计弊端，本发明专利采取如下各设计方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种电厂烟气湿法脱硫吸收塔，降低建设、运行、维护维修成本，净化空气，提高脱硫率。
为实现上述目的，本发明提供一种电厂湿法烟气脱硫吸收塔，包括塔身、设置在塔身上的净烟气出口、原烟气入口、以及设置在塔身下端的浆液池，所述塔身为方形塔，浆液池为圆柱形。内部贯通，不设除雾器。
所述净烟气出口设于塔身一侧上端，其为与塔身等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口水平延伸收缩设有净烟道，原烟气入口相对净烟气出口设于塔身另一侧下端，其为与塔身等宽设置的方形入口，沿该入口水平收缩后衔接于原烟道，喷淋层位于净烟气出口与原烟气入口之间，600MW机组塔高约25米。
形成多氧化区所述浆液池上水平设置有数根喷淋区氧化风管及浆液池氧化风管，喷淋区氧化风管于塔身入口烟道下方而设于浆液池浆液面上方，浆液池风管设于浆液池浆液面下方1/4处，浆液池上还设有石膏排放管及紧邻浆液循环母管入口的CaCO3供浆管。
所述CaCO3供浆管与浆液循环母管的入口相互中心水平相距为500mm，CaCO3供浆管的浆液量与浆液循环母管上循环泵的流量匹配。
所述每一喷淋区氧化风管上设有开口向上的喷嘴，该喷嘴上方设有一对以底面相向设置的圆锥体，该对圆锥体的腰径大于喷嘴内径。
所述净烟气出口与原烟气入口分别设于塔身相对两侧的上端，其皆为与塔身等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口与原烟气入口分别向两外端水平延伸收缩衔接于净烟道与原烟道。
电厂湿法烟气脱硫吸收塔包括所述塔身内部形成单氧化区的喷淋区，氧化风管位于喷淋区下部浆液池液面以上。
塔内烟速设计为5-6m/s，气液接触时间设为1秒。
顺流喷淋区氧化风管与喷淋母管相间布置；逆流喷淋区浆液池液面以上布置氧化风管。
本吸收塔不设烟气增压风机。
本发明具有如下有益效果是本发明提供的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，为天方地圆吸收塔，氧化空气与吸收浆液直接进入喷淋区，本发明取消了与吸收塔配套的旁路烟道及其挡板门、及FGD进出口档板门，从而降低增压风机功率50％以上，通过将逆流喷淋改为顺逆流喷淋克服烟气压损可以取消增压风机。最大限度提高了脱硫效率、能耗比，降低了石耗(CaCO3消耗)、水耗、电耗，增强了吸收塔抗风、抗震能力，将建设成本压缩到底线；且本发明的浆液池以圆柱形设置，减少凸凹死角，以防相对较大的流速造成迅速结晶，浆液冲蚀塔壁，同时基本杜绝了喷淋液对湍流区以下塔壁(浆液池液面以上圆柱形塔壁)的冲蚀及CaCO3沉积结晶。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中， 图1为本发明一实施例电厂湿法烟气脱硫吸收塔的剖视示意图； 图2为图1中喷淋氧化管风管的喷嘴结构示意图； 图3为本发明另一实施例电厂湿法烟气脱硫吸收塔的剖视示意图； 图4为图3中脱硫烟道平面布置图； 图5为现有湿法烟气脱硫装置运行曲线示意图； 图6为磨机工艺系统各参量耦合关系图。
具体实施例方式 以下结合附图对本发明进行详细描述。
如图1-2所示，为本发明一实施例的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，本发明的吸收塔为循环泵供浆顶部喷淋逆流接触烟气吸收式天方地圆吸收塔，其包括塔身1、设置在塔身1上的净烟气出口2、原烟气入口3、以及设置在塔身1下端的浆液池4，浆液池4用于盛装浆液，在浆液池内上部形成浆液氧化区40，在浆液池内下部形成结晶区(未标示)。所述塔身1为方形塔，浆液池4为圆柱形，其内腔与塔身1内腔贯通，塔身1内部设置有数层喷淋层5，在塔身1内部形成喷淋区50(吸收氧化区)，每一喷淋层5包括横向平行设置的数条喷淋管51，用于容装喷淋液，其上设有氧化风机(未示出)，喷淋管51通过浆液循环母管6与浆液池4相连通，浆液循环母管6于浆液池4附近设有循环泵61。在本实施例中，塔身1内部设有四层喷淋层5，各喷淋层5之间间隔为1.5m。
在本实施例中，净烟气出口2设于塔身1一侧上端，其为与塔身1等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口2水平延伸收缩设有净烟道21，原烟气入口3相对净烟气出口2设于塔身1另一侧下端，其为与塔身1等宽设置的方形入口，沿该入口水平衔接设有原烟道31。该净烟气出口2与原烟气入口3以及方形塔身的设置，可彻底消除塔内烟气紊流现象。
所述浆液池4用于盛装吸收浆液，其上水平设置有数根喷淋区氧化风管42及浆液池氧化风管43，喷淋区氧化风管42于塔身1下方而设于浆液池4浆液面41上方，浆液池氧化风管43设于浆液池4浆液面41下方1/4处。为防止喷淋液倒灌入喷淋氧化风管42及氧化风机，每一喷淋区氧化风管42是设有开口向上的喷嘴421，在喷嘴421上方安装有一对以底面相向设置的圆锥体422，其腰径大于喷嘴内径约1/3，下锥度以使所有喷嘴421的氧化风流场能均匀分布在喷淋区为宜，上锥度以喷淋液不进入喷嘴421为宜、同时避免进入相邻喷嘴421内。供氧化风管42用风的离心氧化风机安装于塔身平台，标高应高于喷淋区氧化风管42标高，并使该氧化风管42标高在该氧化系统中最低，在塔内氧化风管下侧设置若干疏水阀。氧化风管44用罗茨氧化风机供应空气。
浆液池4上还设有石膏排放管及紧邻浆液循环母管的CaCO3供浆管。吸收浆液直接注入浆液循环母管的循环泵附近的浆液池底部，在塔身及浆液池形成的贯通空间内形成两个氧化区浆液氧化区及喷淋区(即吸收氧化区)。也可形成单氧化区吸收氧化区(即喷淋区)，其可同时瞬间吸收、氧化、中和及石膏结晶。上述氧化区的设置，将气液接触时间设为1秒、烟气流速设为5-6m/s以上，增大了喷淋量，高PH值喷淋液逆流喷淋、大量氧化空气氧化等遏制了酸雾、亚硫酸盐、石膏等污垢腐蚀污染后续设备，因此不设置除雾器。
石灰石供浆管及吸收中和所述的CaCO3(石灰石)供浆管与浆液循环母管的入口相互中心水平相距为500mm，CaCO3供浆管的浆液量与浆液循环母管上循环泵的流量匹配。通过循环泵入口浆液流场将绝大部分吸收浆液吸入浆液循环母管，利用浆液流经循环泵叶片的急速湍流达到混合均匀的目的，进而最大程度地提高烟气与液膜中Ca2+和CO32-的接触率，使中和反应在喷淋区一次瞬间完成。利用循环泵入口紊流流场，使少量吸收石灰石浆液进入浆液池，随着浆液的搅动进一步中和残余酸液，对于多氧化区，PH值可控制在有利于氧化的范围。由于从塔身下部进浆(循环泵入口位置)，提高了塔身底部PH(通常吸收塔实际运行浆液池浆液PH值接近5)，可达5.5以上，促进浆液池底部结晶区CaSO4的结晶，抑制塔底腐蚀，对于单氧化区，由于浆液池中不存在氧化所需的酸性浆液，实际可将PH维持在任意期望值，彻底遏制腐蚀。
溶解预案为了增加吸收浆液中CaCO3的活性，使其在喷淋前最大限度溶解，在喷淋末端尽量全部溶解，彻底吸收，加速吸收使各项反应完全彻底，本发明增大浆液循环量(由于扬程的大幅度降低功率基本不增)。L/G增大增加了气液接触几率，以及吸收浆液及大量氧化空气直接进入喷淋区，将使吸收更加彻底、脱硫率得到提高，将促进各项脱硫反应而不会做无用功。同时采用预溶解方案降低吸收浆液石灰石浓度至1.10g/cm3左右，即石灰石浆液制备系统预先制备足够并充分溶解的吸收浆液(可以用石膏脱水旋流液预先配制，以控制水平衡，视乎石灰石浆液箱及场地易于制安、规划)；提高石灰石颗粒细度至400目左右(只需降低石灰石旋流站顶流压力)，以加速石灰石溶解，尤其在喷淋吸收过程中的溶解速度。这些技术方案将缩短石灰石进入喷淋区后在酸液中的后续溶解时间，从而加快中和吸收等反应速度，使之瞬间完成。
反应机制喷淋液在行程中酸度的增加、CO2瞬时且彻底的释放等有利反应，使过饱和CaCO3浆液迅速溶解，按当量加入的石灰石在喷淋液吸收末端如部分不溶解中和将使酸度增大，但增大的酸度促使CaCO3溶解中和，这个动态平衡促使吸收溶解比较完全，因此循环泵出口循环浆液可维持在CaCO3过饱和状态，PH值预期可远在6之上。由于过量氧化风的加入、激烈的气液搅拌瞬间完成各项反应，尤其高PH值浆液出现在喷淋行程上部，而亚硫酸盐的产生与氧化主要发生在喷淋行程下部，超大量氧化空气使氧化即时彻底，高PH吸收浆液不会影响亚硫酸盐的氧化。所以高PH值的循环浆液对吸收的影响只是正面的。
多氧化区所述塔内多氧化区分为浆液氧化区及吸收氧化区(喷淋区)。前者在浆液池最上部约1/4区段，比通常喷淋脱硫吸收塔氧化区小，浆液氧化风管位置比较高，约在浆液液面以下1/4处。风量主要分配到喷淋浆液降落区，且风场均匀以利氧化。该区配风量占总设计氧化风量的1/4以下，总设计氧化风量即通常喷淋吸收塔根据脱硫负荷计算设计的氧化风需求量，罗茨风机只需配置通常功率的1/4即可。
吸收氧化区即喷淋区，喷淋氧化风管位于方塔下方，浆液面以上，位置要求尽量低，但不能被池中浆液淹没及溅射。风管及喷嘴配置保证在方塔截面上均匀分配，喷嘴向上。因为氧化空气是进入负压烟气喷淋区而不是通常吸收塔浆液池，加之气液激烈的接触、局部湍流紊流的与扰动，喷嘴密度无需太大就能达到均匀分配的目的，比浆液喷嘴密度还要小，易于设计安装(通常喷淋塔氧化风喷嘴很密集以使与液体混合均匀，缩短氧化时间，减少搅拌量，尤其鼓泡塔更加密集复杂，维修维护不便)。配风量约是总设计氧化风量的120％，因吸收塔正常工况为负压运行，无浆液池液压造成氧化空气压损，所以喷淋(吸收氧化)区的氧化风机即使不运行也会有相对较高动压的氧化风进入该区，该区氧化风机只需配置大流量通用离心鼓风机即可，对压头几乎没有要求，不用配置减温水仪表阀门等附属设备，因重量轻投资小可在吸收塔平台上安装若干台风机，减少电厂用地。也不用十分计较更大的风量，可考虑增大风量，尽量使亚硫酸盐全部氧化，同时增加烟气动压。
为防止喷淋液倒灌氧化风管及风机，喷嘴设计如图二所示，在喷嘴上方安装一双圆锥体，其腰径大于喷嘴内径约1/3，下锥度以使所有喷嘴的氧化风流场能均匀分布在喷淋区为宜，上锥度以喷淋液不进入喷嘴为宜、同时避免进入相邻喷嘴内。离心风机标高应高于喷淋区氧化风管标高，并使该氧化风管标高在该氧化系统中最低，在塔内氧化风管下侧设置若干疏水阀。
反应机制由于删减了喷淋液做无用功的烟气湍流区截面、增大循环流量，绝大部分吸收浆液直接进入喷淋区使喷淋液有效成份大幅度提高，气液高效接触，等效大幅度而高效率提高了L/G，有效地增加了吸收率。逆流交锋烟气，第一时间接触酸液，及时充分地中和了吸收液中的H+，PH值的降低加速了CaCO3的溶解，使(2)式动态平衡正向增量，进而使(1)式正向发展，大幅度增加了吸收率，遏制了因喷淋液下降过程中酸度增加而分解逃逸SO2。溶解速度已达极限，最大限度地提高了Ca/S比(高效利用石灰石)，吸收速率及效率也达到极限，加快了中和速率，从而加速了亚硫酸根的生成，(4)、(5)、(6)正向加速，可以瞬间完成。同时激烈的气液交互冲击大量的泡膜的产生于破碎，几乎使全部CO2直接而彻底地进入烟气，解除了CO2对喷淋浆液中CaCO3溶解的遏制、以及少量发生在浆液池浆液中的溶解的遏制，如下(8)式是单向方程式而不是通常喷淋技术中的动态平衡方程式，加速了各项积极反应。此项性能远优越于鼓泡塔(CaCO3在鼓泡池中溶解)。
CaCO3溶解、中和方程式 CaCO3+2H+→Ca2++CO2↑+H2O(8) 过量氧化空气逆流补充，瞬间的中和PH值的降低，使氧化即时快速完成，保证了喷淋液自始至终SO32-非常低，尤其在喷淋(吸收氧化)区底部，氧化风管附近，由于此区没有烟气或烟气很少，喷淋液酸度不再增加，但遭遇到大量富氧空气而使SO32-离子几乎全部氧化成SO42-离子，阻滞了亚硫酸盐的生成与(7)式的正向分解，助长了(1)、(2)两式的正向吸收。SO42-离子与过量的Ca2+离子及时生成不溶性CaSO4并结晶，Ca2+离子的迅速降低又促进了，溶解又促进吸收，此时激烈的气液冲突，尤其大量氧化风的加入，“搅拌”效果相当理想，增加了离子间接触几率，加速了各种有利于脱硫的反应。
由于上述各种有利因素促使SO2的吸收CaCO3溶解，(1)、(2)两式可直接改写成单向方程，由于及时的中和于氧化，(4)、(5)式实际几乎是不存在的，亚硫酸盐的全部氧化，喷淋蒸发的污垢只有CaSO4等硫酸盐及其结晶。
单氧化区当喷淋(吸收氧化)区氧化风量提高到设计总量的150％以上时，可以取消浆液池氧化区，即取消罗茨氧化风机，所有的反应都转移到了喷淋区，整个浆液池变成石膏结晶专区，急速的烟流与大风量的离心风机氧化风对喷淋液的激烈交锋，产生大量液膜高效吸收、瞬间即时完成氧化、促进其他各项脱硫反应，代替了通常喷淋塔浆液池中脉冲悬浮系统的搅动来加速各种反应。
本方案浆液循环量的增加、喷淋液石灰石浓度的大幅提高，大量氧化风的进入，CaCO3吸收浆液得以与烟气高效、充分接触，高效地利用了气膜，突破了通常吸收塔L/G防线，尤其适合含硫量大的劣质煤。较高的烟气流速带来的激烈的扰动，液滴破碎细小，增大了吸收液膜面积，紊乱的气流与液流增加了反应离子动能、摩擦撞击几率、反应几率，有利于吸收。成矿学证明矿床的生成决定于地下岩浆冷却结晶速度，、结晶岩石与岩浆的相对流动速度，即结晶离子的动态密度。由于本技术最大幅度地提高了液膜吸收效率，可以缩短气液接触时间即喷淋行程；可以提高烟速，再次减少喷淋区截面面积，以配合浆液池直径(体积)的减少。
为了增大液膜有效面积、增强气液冲击强度以使各反应粒子充分接触反应彻底，本专利方案设计烟速最低为5-6m/s。该区集SO2的吸收、CaSO3的氧化、酸液的中和于一体，气液大面积接触瞬时完全反应，反应机理与鼓泡塔雷同，所以气液接触时间设计为1秒。由此，久梦以求的鱼与熊兼得、义与利同沽，其蹴就唯在东风。
本方案由于鸡犬升天(氧化风与吸收浆液直接进入喷淋区)，与喷泡塔工艺流程、反应机理略同，性能直逼鼓泡塔，可与之比肩媲美、同日讴歌。而与鼓泡塔的不同是只有石膏结晶在浆液池中进行、CaCO3的溶解CO2释放在喷淋区进行，这精神宗旨的统一与物理过程聚散离合、藕断丝连，形散而意不散，正是天匚地○的骄傲。鼓泡塔有着0.5秒鼓泡脱硫时间瞬间完成，98％的脱硫率，99％的CaCO3利用率，90％的除尘率，空塔(天方地圆吸收塔)方案预期脱硫率在0.99以上，CaCO3利用率、除尘率等指标期望接近或超过鼓泡塔。低廉的建设运行维护成本与高效脱硫的完美结合不再是梦。
由于通常吸收塔短路区实际烟速比较高，因此本方案烟速的提高并不能带来更多的水雾污垢携带量。大量氧化风的进入冷却了喷淋液降低水雾量及携带石膏等污垢量。随着锅炉设计的日臻完善，能源综合利用的日趋合理高效，锅炉排烟温度将继续降低，目前600MW机组锅炉排烟温度在127℃左右，当降至80℃左右时，喷淋浆液温度很容易维持40℃左右，最宜脱硫，排烟携带石膏等污染物现象将得到更加彻底的根除。
浆液池 由于进入浆液池的喷淋液PH值比较高无酸液，杜绝了酸液宿留、搅拌、中和不均匀现象，有效地抑制了腐蚀，浆液池PH值的控制变得所欲。此性能优与鼓泡技术。
由于湍流液体中离子更容易相互接触，在塔壁、管道凸出滞留区结晶体会接触到更多同类离子因而加速晶体的成长，因此入口烟道底部以下浆液池仍然为圆柱形，如图一所示，以减少凸凹死角，以防相对较大的流速造成迅速结晶，浆液冲蚀塔壁，同时基本杜绝了喷淋液对湍流区以下塔壁(浆液池液面以上圆柱形塔壁)的冲蚀及CaCO3沉积结晶。
在单氧化区方案中，浆液池中只有石膏晶粒的继续增长，问题简单明了，及时排放石膏降低浆液池密度以利于吸收、氧化、中和反应，提高脱硫率(现代技术的提高不必担心因石膏晶粒小而脱水困难)，减少循环泵、脉冲泵等设备负荷、磨损，降低塔内结晶程度及各种管道堵塞的几率。
其余的工作就是大幅度削减浆液池体、降低液位，期望降低到5米(通常600MW机组脱硫喷淋吸收塔液位在9m-10m)。反应的剥离、浆液量的减少，可大幅度降低搅拌功率。
在多氧化区方案中，喷淋液降落到浆液池后，还有少量的Ca(HSO3)2氧化成CaSO4及其结晶，几乎完全省略了中和、氧化、结晶时间，大大缩短了吸收、中和、氧化、结晶等SO2脱除周期。氧化区位于浆液池浆液最上部，及时氧化、消灭残余亚硫酸盐以防结垢，提高SO2吸收率，提高石膏品质。此区需要比较激烈的搅动，可单独设置脉冲管以加强氧化。浆液池浆液不产生CO2，无氧化空气大量进入(或少量的进入)，因此几乎没有虚假液位现象，气体的减少使离子更加充分接触，使氧化及石膏结晶更加高效进行；同时石膏结晶区(氧化区以下)反应只有石膏晶粒的继续增长，因此可以降低该区脉冲悬浮系统扰动量、减少脉冲泵功率，以达到混合均匀、不沉积、石膏结晶为目的。
为有效利用脉冲浆液动能，减小压损，防止喷液磨蚀塔底，喷管略向池中心倾斜约10°垂直布列，喷管分配避开石膏排放口附近，使浆液主流在方塔下方翻滚，CaCO3含量较大的浆液首先与进入氧化区中和酸液，加速CaSO4的生成与石膏结晶，之后被翻滚到石膏密集区排放。石膏结晶区烟道下方两翼为石膏密集区，密集区各设计一台石膏排浆泵，石膏浆液在此区排出，如图1所示。根据石膏产量轮流工作，如24小时工作制，间歇期可用以维护。
通常喷淋吸收塔所有中和反应生成的大量CO2由于溶解度不能及时排放到烟气中并驻留相当数量，由于浆液压制造成CO2动压压损，增加了增压风机功耗。本方案由于中和反应完全在喷淋区进行，减少了增压风机功耗。
空塔(旁路烟道)通常喷淋吸收塔烟气在喷淋行程中不溶性亚硫酸盐产生较多，不能及时充分氧化结晶，净烟气酸雾、亚硫酸盐蒸汽含量较大；气液接触时间长，喷淋量相对较少，浆液中大量石膏随即蒸发。必须设置除雾器除垢除水雾，以防亚硫酸盐、石膏等杂质对后续设备腐蚀、结垢。
本方案L/G相对大幅度的提高、低温介质的增加，烟气温度降低程度将增加，喷淋液温度升高程度减少(但由于热质的增加，浆液池温度将升高)。水雾的增加决定于L/G，当比值较小时，液体全部蒸发但总量不一定很大，当比值很大时由于浆液温度上升很小为、蒸发量很小，此函数有个蒸发量最大的极限值，因此L/G的选择兼顾喷淋液即液膜温升较小、水雾蒸发量小、以使其携带的污垢很小，本方案L/G的选择应尽量大，使喷淋液蒸发量、温升、水雾携带污垢量减少。同时气液接触时间的大大缩短，大幅度降低了温升，并且大量冷空气首先直接进入喷淋区，对温度逐渐增高的液膜起到逆程冷却作用，适当增加氧化风量，可以遏制水雾及其携带石膏等污垢的发生。
本方案在喷淋液中加入过量的吸收浆液，在淋浴烟气中加入过量的氧化空气，一次性瞬间完成吸收、中和、氧化等反应，其化学进程机制如同与鼓泡塔相同，几乎无任何副反应生成的COD等产物，不产生CaSO3等亚硫酸盐蒸发。尤其亚硫酸盐及石膏主要在喷淋行程的下半部产生，亚硫酸盐随即被铲除，因大量浆液与急速烟流相逢造成大量的液膜、紊流，下部石膏在蒸发升腾过程中与烟尘等杂质一起被石灰石碱液冲洗过滤掉，无法到达喷淋行程顶部并排除，因此，净烟气几乎没有石膏污垢。喷淋浆液行程顶部是PH非常高的浆液，因此净烟气不含酸雾。空塔真正无垢无腐蚀运行，后续烟道烟囱等设备设施甚至可以不做防腐处理。
因此本方案取消除雾器及相关冲水等附属设备，减少了烟道压损(一般600MW机组除雾器正常运行压损在300Pa-800Pa之间)，降低了增压风机功耗。在净烟道低处设置排放口，如有必要可以在烟囱底部设置排放口排及时排放凝结水及污垢，吸收塔出口至烟囱全部做防腐处理。除雾器通常最高工作温限不超过100℃，因此脱硫装置不启动时不能通过烟气，本方案取消了除雾器，烟气可以在任何时候通过吸收塔直至烟囱，即使不启动FGD喷淋，也不会对吸收塔及其FGD造成任何损害，因此本方案脱硫装置取消旁路烟道及其挡板门、FGD进出口挡板门，减少了挡板门及过长的FGD烟道，进一步减少了烟道压损(600MW机组总压损在500Pa以上)，同时大量氧化空气进入喷淋区提高了烟气动压，通常无GGH的FGD满负荷运行增压风机升压在1800Pa左右)，进一步降低了增压风机功耗，可配置功率约2500KW的风机，吸收塔兼做旁路烟道(我国脱硫设计习惯性设置旁路烟道，以求主机安全系数)，不会对主机构成任何威胁，真正无隐患安全运行。
因无腐蚀性酸液及亚硫酸盐、硫酸盐污垢，大量循环浆液对烟尘的洗涤，可不做防腐；净烟道可不做保温，以使水雾冷凝回收、兼回收少量CaCO3蒸发物。原烟道亦可不做保温，以降低进入吸收塔的烟气温度，减少水雾及各种蒸发，降低污染，降低喷淋反应液膜温度以使之接近最佳吸收反应温度。
对于顺逆式裸塔或纯顺式裸塔因顺式烟程末端烟气做180急转弯，相当于旋风分离器，密度、质量较大的石灰石、石膏、烟硫酸盐等微粒在惯性离心力、重力作用下直落浆液池，因为有2/3的吸收等反应在顺流区进行，所以净烟气水雾、石灰石、石膏等污垢将得以减少(尤其顺流裸塔)，酸雾、亚硫酸盐等污垢将得以杜绝。
由于空塔没有除雾器蒸发量较大，可在塔内最顶端设置工艺补水兼做减温净化喷淋降低喷淋液膜温度、吸收捕捉烟气中携带的石灰石微粒等，返回吸收塔的PH值较高的净化水重新参与吸收中和。补水喷淋应防止雾化，并尽量均匀细小，以达最佳收集污垢效果。
天口地○塔通常吸收空塔烟气流速设计为3-4m/s，实际由于烟气短路效应中心区域烟气流速可达5-7m/s(按600MW机组燃煤含硫量2.4左右吸收塔直径16米，出入口烟道宽8米计算，则短路截面与吸收塔截面面积之比接近0.6)，所以只消减烟气湍流区截面而不改变直径的喷淋的方塔(扁圆塔)的烟气流速并不能大幅度提升。相对过大的循环浆液量与过低的CaCO3密度使气膜吸收效率(单位面积气膜吸收量)徘徊不升，过大的L/G比只能使循环泵劳而无功、雾垢弥漫、徒增烟气压损、空耗风机功能。
本吸收塔只是一段烟道，通畅的造型消除了塔内烟气流阻较大的两侧湍流区，有效地利用了塔内空间，降低了制安成本。入口烟气由于惯性动压并因喷淋液的垂直接触、压迫，使烟气在进入喷淋区后在方塔长轴方向延展，在烟囱较大负压的抽拉下，自然形成较长的向上的气流，截面金长方形的方塔造型正是为这个烟气流场“量身定制”，最大限度减少了烟气方塔压损，宽度的限制起到了整流作用，等径的喷淋区出口，后高前低，折烟角烟气产生涡流，对烟气流起到减小阻力作用(折烟角可设计成流线型)，因此喷淋区无大范围紊流、滞流、回流发生。烟气在喷淋区的均匀分布、稳定的流场、短暂的旅程急速的烟流大幅度降低了喷淋液行程末端的下降速度，大大地减轻了对塔壁的冲蚀，基本杜绝了塔壁穿漏现象。
本方案设计烟速5-6m/s，则600MW机组按270万m3/h烟气量计，方塔截面约130m2，可设计烟气流向长13米、宽9米的方塔截面(流通面积为扇区截面加长方形截面，该截面形状设计有力结构稳定)，轴向延长以利于烟气流场均匀分布，适中的宽度以利于原烟道、净烟道的衔接。则下部圆塔直径约为16米。圆塔高为5米的浆液与2米的吸收氧化区氧化风管过渡区，总高度7米。烟气入口设计9X4米，比原烟道截面略大，按一定收缩斜率衔接与原烟道，以之为烟速过渡区，以利于均匀流场。入口烟道以上气液接触喷淋行程设计为5米。喷淋层间隔1.5米(尽量提高最底层喷淋母管高度)、设计4层喷淋(循环量较通常喷淋塔至少增加约1/3-1/2)，喷淋层总高度4.5米。净烟气出口烟道设计底部宽为9米，高约4.5米，如图一所示，梯形截面，塔顶下倾斜面及两侧收缩面按一定斜率收缩于净烟道至烟囱，空塔总高度约25米。
实践证明，提高烟气流速可提高脱硫率，本方案可考虑继续提高烟速速，同时适当增加循环量以增加液膜产量，增大气液接触面积，遏制因烟速提高带来的石膏蒸汽量的增加，从而保证无垢运行。
如图3-4所示，为本发明另一实施例的电厂烟气湿法脱硫吸收塔，其不同上述实施例的是所述净烟气出口与原烟气入口分别设于塔身相对两侧的上端，其皆为与塔身等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口与原烟气入口分别向两外端水平延伸收缩衔接于净烟道与原烟道。且本实施例中进一步取消了增压风机，在本实施例中，塔身内部通过一各隔板将其等分隔成两喷淋区，分别为顺流动力氧化喷淋区及逆流动力氧化喷淋区，采用先顺后逆喷淋技术使烟气一路畅通。
浆液池内的浆液面升至塔身下方处，隔板下端未抵至塔身底部，而处于浆液面上方，使得塔身下端部形成水平方向的烟气通道。塔身与圆柱体的浆液池之间的过渡区可设为斜面或等径方形。对于600MW机组，参照上述实施例，考虑到占地及下部空间的利用，下部圆柱体浆液池设计直径为13米，高度为5米，浆液池液位在方塔底部，总高度6.5米，可针对此特异浆液池设计特殊脉冲搅拌系统以使混合均匀。
本实施例的结构设计的吸收等反应顺、逆总行程是一个完整的喷淋脱硫行程，是对反应行程及进程在时空上的分割。所以气液接触总时间增加一倍，烟速及循环总流量设计如实施例一所述，塔身总截面9×26m，中间以隔板等分为先顺后逆两喷淋区(吸收氧化区)，烟气长度方向流入。本方案(裸塔)烟气出入口烟道设计造型及尺寸如空塔净烟气出口方案。浆液面以上6米为烟气通道及逆流动力氧化喷淋区喷淋氧化风管安装位置，吸收塔的总高度约25米。
如图4所示，为本实施例脱硫装置13(脱硫烟道)裸塔形似烟道，空内虚外，集旁路烟道、脱硫装置于一体，实为脱硫烟道。脱硫概念得到高度概括，技术方案得到高度升华。根据场内实际情况对脱硫装置进出口甚至塔身造型适当调整以使塔内烟气流场尽量均匀。
喷淋浆液及氧化风分为两部分，顺流动力氧化区(顺流喷淋区)，分配2/3的喷淋量及氧化空气量，氧化风管与喷淋母管平行相间布置，喷嘴均朝下。上部侧面为烟气入口；逆流动力氧化区(逆流喷淋区)，分配1/3的喷淋量及氧化空气量，氧化风管具体布置及喷嘴式样、分配如上述天方地○空塔方案，上部侧面为烟气出口。
本实施例的运行原理如下 在无气体阻力下，设喷淋液初速度为0m/s，喷淋液在重力加速度(9.8m/s2)作用下行程时间约1秒，末端速度近9.8m/s，约在1.2米处、0.5秒时与烟气并驾齐驱，一般为达到喷淋效果，初速度都比较大，甚至已经超过烟速。在顺流动力氧化区，相对烟气，喷淋液较大的速度、较大的质量、密度，喷淋液将传递很大的动能增加烟气动压(E＝0.5mv2)，使烟速在行程末端得到很大提高。但由于烟气流量、传动机制等限制，实际烟气并不能得到很大的提高。按气体定律PV＝nRT，体积(烟速)与静压成反比(期间设温度不变)，也即烟速在塔内增达到一倍时，静压将降低一半，一般塔内负压运行，即绝对压力略小于大气压，由于喷淋烟速即烟气负压甚至流量得到很大提高，经验印象表明这是不可能的。喷淋液对烟气的作用是摩擦传动，虎行从风，类似射流泵原理(但射流泵本身效率并不高，相对需要很大的气体液体流速及很大的流量才能得到一定负压)，虽然期间会产生液膜增大动能传输，但液膜柔弱可欺，扶风无力，也不可能扭转传递“效率”很低的局面。而活塞或螺杆式空压机理论上可以将全部外力转换为空气静压(实际存在各种效率)，进而供应压力很高的压缩空气，传动原理是密闭压缩式，符合密闭气体定律，传递力无系数因子。因为烟气流量(体积)在整个烟气系统中受制于功率很大的送风机引风机，气液传功机制使很大的流速差只是摩擦生热了。因此设计较大的流速差升压烟速是得不偿失的，静压、流速并不能大幅度提高，估算小于1％(动压+静压的总势能)，烟速设计宜以脱硫率为目的，其次考虑占地及建造成本。但烟气毕竟有了“进展”，相对开环的(非密闭)烟气系统，顺流区“射流泵”增加烟气动压(使烟气升压)的同时将增加烟气流量(在整个烟气系统工况各种风门无动作条件下)，也即增大了烟气总动能，虽然相对功率巨大的送引风机只是微量。
动力氧化区氧化风的顶部顺流进入，将给烟气带来一定量的动压与静压，其作用机制不同于喷淋浆液，他将完全融合于烟气，这时系统动能(关于气体质量的静压+动压)是守恒的，因为几乎没有摩擦生热等无用功耗，所以传递效率比较高。但氧化风量相对烟气非常小，一般吸收塔氧化风总量在2万m3/h以下，离心氧化风机即使增加几倍风量也是杯水车薪，且离心风机的静压头很有限，但毕竟有了“进展”，众人拾柴总比一人救火力量大，所以该区将之同时设计成“射流泵”，名日动力氧化区。
对于逆流喷淋区，同样因为摩擦及液膜传动机制不会带来更大的烟气流速、气压损失，但毕竟气液相对速度差的增大，加剧了摩擦、冲撞，增加液膜的产生，一定程度增加了动能传递，相同工况下其压损要比顺流区动静压的多一些，为弥补此压损，本方案设计了两侧1/2不对称配风、喷液及对称结构方案，弥补了烟气压损，实践了吸收塔内烟气压损“0的突破”。
隔板通道处烟速比较高，受惯性作用及隔板压迫，烟气的俯冲及溅射的浆液起到液柱塔的作用，而此时烟气还有1/3的SO2，适当调高浆液池PH值，可增加吸收量，可以减少了喷淋量。所以顺逆式裸塔或顺式裸塔比逆流裸塔同样工况下脱硫率高。
优化裸塔方案 1本方案也可设计成先逆后顺形式，以保证将喷淋阻力降低到接近0为原则。
2为了确保“0的突破”，本裸塔方案可适当增大顺逆流动力氧化区喷淋量(氧化空气量)的比值，或者适当降低逆流喷淋区烟速。
3为了增加主机安全运行系数、降低建设投资，裸塔方案可只设计顺流动力氧化区，即顺流塔。烟速应尽量低以提高相对速度，同时考虑建设成本宜设计为1-3m/s左右，气液接触时间可延长至2秒以上以使反应彻底充分。液柱塔及喷淋塔加装托盘的实践证明，较低的烟速较长的接触时间能够达到同样的脱硫效率。
4特殊场合可设计成逆式裸塔。
5方案(一)、(二)的各种方案可考虑整合烟囱构建一体式脱硫烟塔，天艺一号，秀外慧中，一干揭起，独霸天下。
在裸塔整合烟囱方案中，逆式裸塔与烟囱的集成，简洁明了。为了克服喷淋液逆流压损，可增大低廉的氧化风量，降低塔内烟气流速以静压的增加存储、动压压损的减少来克服逆流烟气阻力，可考虑1-2/s的烟速，1.5秒的气液接触时间。同时可扩大烟囱直径来提高抽力，以及简洁的烟气通道为方案的实现提供了保障。但不宜于两台机组公用的烟囱，在一台机组停运时，由于喷淋浆液的压力，可能使部分烟气倒流入停运机组烟道，这些烟气酸性很强、亚硫酸盐、石膏等污垢含量大。
顺流裸塔与烟囱的整合最具诱惑。可将烟囱底部设计成长方形，分为三部分，两侧为两台机组的顺流裸塔，中间为公用烟气出口通道，直通烟囱上部，底部设计成内圆外方形，内部为公用浆液池，或者直接将底部方形设计成浆液池，采取一定结晶沉积措施。但不宜将中间公用净烟气出口通道设计成少量喷淋的逆式裸塔，原因如上。
方案说明 本方案(二)所需的未提及的方案、技术等依照(参照)方案一执行设计。
系统响应分析控制 本专利技术吸收浆液及氧化空气直接进入喷淋区，反应进程良以群聚，鸡犬升天，莠以类别，分道扬镳。大大提高了脱硫率等被控量的响应时间，随动性好，彻底改善了工艺系统响应滞后的难题，阶跃响应时间约在2-3秒左右，大大提高了工艺系统的可控性、稳定性，避免了超调的各种不良后果。
1常规喷淋塔工艺系统响应分析、控制方案通常喷淋塔钙硫比设计为1.02～1.06，并将其设计为前馈自动控制系统，但实际应用中由于脱硫率对石灰石供浆响应的严重滞后难以实现而束之高阁，维以把玩。本方案瞬时高效的吸收与快速的烟气吸收响应特性高效地利用了石灰石、降低了，且其Ca/S前馈自动控制系统极易实现，游刃有余。
SO2的吸收量决定于浆液的酸度，PH值吸收极限介于4与6之间，浆液的PH值依靠石灰石吸收浆液流量调节，由于吸收反应在喷淋行程中完成，所以喷淋液的酸度即CaCO3浓度及循环流量决定了吸收量。在循环量不变工况下，控制了CaCO3的循环量也就控制了脱硫率，但加入吸收塔的石灰石浆液流量当量不等于即时循环当量，存在瓶颈效应。这就是通常吸收塔响应滞后、控制超调、Ca/S前馈无法投用的原因。
通常湿法吸收塔将石灰石浆液注入浆液池搅拌后再经过循环泵形成喷淋液，搅拌能力决定了浆液的混合均匀程度，从而决定了系统不可预期波动的程度，吸收浆液混合均匀所需时间τ越长，搅拌能力越弱，同时将导致随机的滞后时间与波动，造成紊乱甚至根本无法调节，时间越短系统越趋于稳定，易于控制，但搅拌功率越大。忽略其他因素，此时SO2吸收量Q是一定时间τ内供浆量平均流量U的函数，Q＝f(U、τ)，而不是瞬时流量V的函数，平均值U是供浆流量V与τ的函数。由于浆液池体积的存在，喷淋浆液石灰石流量当量不能随供浆石灰石流量的马上变化，这个系统瓶颈决定了供浆系统响应的滞后时间ξ的特性，体积越小，系统随动性越好、调峰能力越强，否则滞后严重、控制困难。由于浆液循环时间及吸收时间相对很短，因此系统响应时间就决定于τ与ξ，但二者是同时发生，系统响应延迟时间就决定于迟滞的时间，但干扰时叠加性的，是系统越发难以控制。
脱硫率η是SO2吸收量Q与烟气含硫量G的比值η＝Q/G。因此，脱硫效率就决定于Q逼近G的程度，理想的脱硫率在理想状态下喷淋浆液CaCO3当量流量近似等于计算负荷需求量，在脱硫负荷长期稳定、浆液池石灰石供需动态平衡下，即为CaCO3供浆当量流量。此时假设τ值足够小，600MW机组80％脱硫负荷运行，浆液池一般约2000m3，循环泵循环总量一般不超过1500m3/h，石灰石供浆量为24m3/h(按石耗6～8t/h，浆液浓度δ30％，密度ρ1.2g/cm3计)，则喷淋浆液石灰石浓度δ必须维持在0.48％(吸收塔浆液密度一般维持在1.08g/cm3)左右才能保证石灰石喷淋量为6～8t/h，保证预期脱硫率，运行期间石灰石供浆流量用于提高喷淋回流浆液石灰石浓度(视为0)从而达到与循环输出的动态平衡，这个0.48％决定了浆液池的PH值并单值对应。假设此时出现满负荷阶跃扰动并保持足够长期稳定运行，石耗增至8～10t/h，则必须将浆液池石灰石浓度δ提高到0.6％(这期间循环泵满负荷运行，如果循环量减少，则浆液石灰石浓度需相应提高，PH值相应提高，已达到吸收所需石耗)，即浆液池浓度δ提高0.12％，需要额外注入约2.6T石灰石，也即在阶跃扰动前后动态平衡过渡期间，需要多加入7.3m3石灰石浆液以弥补浆液池浓度的提高。此时需要提高浓度的不仅是喷淋回流量，而主要是浆液池浆液，这是系统响应滞后瓶颈现象的决定性因素。
如按Ca/S前馈预先控制30m3/h的吸收浆液流量，给予浆液浓度提高的有效流量为6m3/h(按循环浆液石灰石全部用于吸收计算)，即使始终按此速度提高浓度，达到新的动态平衡也需要1h多时间。
因供浆当量与循环当量的瓶颈循环当量不能马上提高，随着浓度的逐渐提高，有效流量逐渐减少 实际所需时间ξ＝∫d δ/v(t)|(δ0，δ′) d δ即时浓度，即时所需额外石灰石量的函数 V(t)有效流量即时供需当量流量差 δ0扰动前CaCO3浓度 δ′扰动后CaCO3浓度 有效流量V(t)是即时供需当量流量差，决定于浓度δ的增长，是浓度δ单值递减函数，经验公式V(t)＝e-t。所以新的动态供需平衡必须用微分增量控制陡然加入来实现，否则将是无限期的。
但Ca/S前馈、脱硫率η反馈的PID调节由于瓶颈迟滞，供浆流量也难以掌控，再加上搅拌造成的喷淋石灰石当量浓度的波动，浆液PH极易超调，引起震荡。
实际运行大部分中和反应在浆液池中进行，进入循环的石灰石浓度要低于上述浓度，但系统迟滞基本等效，只是中和反应转移了位置，而位置的转移只是影响了吸收中和时间。也因此降低了脱硫能力(喷淋末端酸度很大)，增强了腐蚀强度与几率。
如图5所示，实际运行值无法做到足够小，瓶颈ξ导致的迟滞等问题变得更加复杂、严重，不均匀混合使脱硫率出现不可预期的波动，以及各种副作用。τ值只能尽量做小增大搅拌能力、扩大吸收浆液应急供浆能力来缩小系统响应时间。同时浆液池越小，ξ越小，石灰石浓度变化越快，系统响应越快。但不利于石灰石溶解，离子、粒子浓度大而活性差，不利于亚硫酸盐氧化、中和等反应，进而影响吸收；浆液停留时间短(避免浓度过大)影响石膏结晶。
实际运行脱硫负荷也无法保持长期稳定，由于煤质变化及供电调度需求往往在几秒至十几秒钟内大幅度变化，尤其目前电煤紧张，煤源复杂，煤质良莠参差，电业调度负荷频繁大幅度变化，导致烟气量及含硫量大幅变化，此时脱硫负荷稳定周期T值远小于ξ值及τ值，石灰石喷淋当量流量只是一条平缓曲线。虽然辅以PH值(决定于δ)控制，但PH值同样具有系统、测量延迟，并受脱硫负荷、循环量变化影响，常规吸收塔控制系统无法随动脱硫负荷快速波动，致使大量SO2偷袭式排入大气，同时难免导致吸收池内CaCO3沉积结晶或酸度过大。这沉积的钙像沉疴一样带来诸多弊病，往往使脱硫率居下不上，PH值居上不下。种种弊端阻挠了脱硫率的攀升、妨碍了“温室效应”的建设、遏制了脱硫业的发展。
综上分析用实时计算浆液池浆液所需补充的石灰石吸收浆液量做微分D前馈控制、浓度δ做反馈(或实时对应的PH值，但由于工况变化亚硫酸盐的氧化程度等因素带来一定误差，PH值宜做监视)，辅以脱硫率η调节，能得到比较稳定理想的控制效果，随动性、波动性大为改善。对于频繁波动负荷，微分系数应小一些，以适应负荷上下波动。脱硫率η由于循环、喷淋吸收、分析仪表等迟滞因素较浓度δ迟滞性大，而δ决定η并单值对应，因用δ做反馈控制效果好一些。
2空塔、裸塔工艺系统响应分析控制最佳的系统响应特性是抛掉浆液池概念，解决系统瓶颈，将吸收浆液(或绝大部分)直接接加入循环管道，利用循环泵同时搅拌，实现系统响应时间ξ、τ“0”的突破(只是循环流程及吸收反应的迟滞)，由此控制已是水到渠成，马到成功，只需采用脱硫率η作反馈、调节输出供浆量的PID单回路即可，简单明了，无需前馈，轻若泛舟。
石灰石浆液制备工艺系统特性解耦控制策略方案 工艺简介 本方案案例优选用磨机浆液池代替磨机浆液箱，取消回收水池及其渣浆潜水泵、搅拌器、仪表阀门管道，浆液池高度2.1米，同时可以降低磨机基础、旋流站、石膏脱水系统(一般设置在磨机上方，本方案可降至10米层，大于真空虹吸高度)，以及厂房高度；制浆磨机采用湿式球磨机，石灰石粒度在400目左右(满足裸塔、空塔需要)。石灰石旋流器一般顶流工作压力需要维持在150Kpa左右来保证合格的浆液(本方案调低)，磨机浆液箱渣浆循环泵在设计工况下、正常运行时出力一定，所以制浆工艺系统可不设自动调节阀门，代之以节流孔板，只需调试时将旋流器顶流压力调至合适值即可。系统成品浆液可采取间歇式输出或连续输出。旋流站底流浆液回流至磨机入口与磨机浆液箱。
如图6所示，磨机工艺系统存在控制量与扰动量间的相互耦合，一般采用磨机浆液箱液位控制与给料速率控制，但没有解除耦合，各参量相互影响，被控量难以控制，实际运行中“习惯性”失控，跑冒滴漏，基本手动运行。本控制方案通过定值分段自动调节控制解除了各参量耦合关系、控制量简化归一，使控制思想提纲挈领、脉络清晰，达到浆液箱密度与液位的双重给定值自动控制。
各耦合参量关系明晰及控制策略 扰动量旋流器输出成品浆液的启停，即磨机入口回流与磨机浆液箱回流密度与流量的变化，启、停、维修维护、溢流收集、清扫地面废液的收集等引起的浆液池密度与液位的变化，球磨机内钢球工况的变化。
被控量浆液池浆液密度(一般密度1.4g/cm3)；浆液池浆液液位(一般1.6-1.9米)。
控制量石灰石流量、工艺水流量， 输出量成品石灰石浆液， 湿式球磨机本身工艺要求进口工艺水流量与石灰石流量保持固定的比例，一般为13，因此，控制系统中将进口工艺水及石灰石流量锁定，自动调节中只需调节任意参量即可。间歇式输出会造成更大的扰动，因期间磨机入口回流量及磨机浆液箱回流量波动较大。因磨机入口石灰石及工艺水总体积流量相对磨机浆液箱工艺水体积流量及回流体积流量比较小，但密度较大，对磨机浆液箱液位影响比较小，因此用磨机入口石灰石流量调节磨机液箱浆液密度；用磨机浆液箱工艺水流量调节其液位。该工艺水流量需要有足够的过剩量，用以支持快速调节。通常浆液箱液位2米高，设置一安全液位区段，如设定1.6米-2.0米，当液位逾越此安全区时，自动投入液位自动调节PID，短时间内使液位回归正常(可设定1.8米)，稳定后自动切除液位自动调节，保持磨机浆液箱工艺水流量不变。在磨机制浆过程中，自始至终保持密度调节系统投入自动，用以维持浆液箱浆液密度(一般控制在1.4g/cm3)。对于较大的液位扰动，控制程序短时间内将液位恢复正常并退出，密度调节系统的连续工作保证了负荷供应及其质量。液位调节应急式切除，割断了与密度的藕断丝连，使复杂的耦合关系简单明晰，成了最简单的单回路PID自动调节系统，使思想明确，目标单存，操作简单，产品质量得到可靠保证。本方案适应能力强，无论启停、运行期间浆液箱都不会溢流或缺水烧泵，安全可靠。
综上所述，本发明具有如下有益效果是本发明提供的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，为天方地圆吸收塔，氧化空气与吸收浆液直接进入喷淋区，本发明取消了与吸收塔配套的旁路烟道及其挡板门、及FGD进出口档板门，从而降低增压风机功率50％以上，通过将逆流喷淋改为顺逆流喷淋克服烟气压损可以取消增压风机。最大限度提高了脱硫效率、能耗比，降低了石耗(CaCO3消耗)、水耗、电耗，增强了吸收塔抗风、抗震能力，将建设成本压缩到底线；且本发明的浆液池以圆柱形设置，减少凸凹死角，以防相对较大的流速造成迅速结晶，浆液冲蚀塔壁，同时基本杜绝了喷淋液对湍流区以下塔壁(浆液池液面以上圆柱形塔壁)的冲蚀及CaCO3沉积结晶。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，包括塔身、设置在塔身上的净烟气出口、原烟气入口、以及设置在塔身下端的浆液池，所述塔身为方形塔，浆液池为圆柱形，内部贯通，不设除雾器。
2.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述净烟气出口设于塔身一侧上端，其为与塔身等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口水平延伸收缩设有净烟道，原烟气入口相对净烟气出口设于塔身另一侧下端，其为与塔身等宽设置的方形入口，沿该入口水平收缩后衔接于原烟道，喷淋层位于净烟气出口与原烟气入口之间，600MW机组塔高约25米。
3.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，形成多氧化区所述浆液池上水平设置有数根喷淋区氧化风管及浆液池氧化风管，喷淋区氧化风管于塔身入口烟道下方而设于浆液池浆液面上方，浆液池风管设于浆液池浆液面下方1/4处，浆液池上还设有石膏排放管及紧邻浆液循环母管入口的CaCO3供浆管。
4.根据权利要求3所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述CaCO3供浆管与浆液循环母管的入口相互中心水平相距为500mm，CaCO3供浆管的浆液量与浆液循环母管上循环泵的流量匹配。
5.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述每一喷淋区氧化风管上设有开口向上的喷嘴，该喷嘴上方设有一对以底面相向设置的圆锥体，该对圆锥体的腰径大于喷嘴内径。
6.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，所述净烟气出口与原烟气入口分别设于塔身相对两侧的上端，其皆为与塔身等宽设置的方形出口，沿该净烟气出口与原烟气入口分别向两外端水平延伸收缩衔接于净烟道与原烟道。
7.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，包括所述塔身内部形成单氧化区的喷淋区，氧化风管位于喷淋区下部浆液池液面以上。
8.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，塔内烟速设计为5-6m/s，气液接触时间设为1秒。
9.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，顺流喷淋区氧化风管与喷淋母管相间布置；逆流喷淋区浆液池液面以上布置氧化风管。
10.根据权利要求1所述的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，其特征在于，本吸收塔不设烟气增压风机。
全文摘要
本发明提供一种电厂湿法烟气脱硫吸收塔，包括塔身、设置在塔身上的净烟气出口、原烟气入口、以及设置在塔身下端的浆液池，所述塔身为方形塔，浆液池为圆柱形，内部贯通，不设除雾器。本发明提供的电厂湿法烟气脱硫吸收塔，为天方地圆吸收塔，氧化空气与吸收浆液直接进入喷淋区，本发明取消了与吸收塔配套的旁路烟道及其挡板门、及FGD进出口挡板门，从而降低增压风机功率50％以上，通过将逆流喷淋改为顺逆流喷淋克服烟气压损可以取消增压风机。最大限度提高了脱硫效率、能耗比，降低了石耗(CaCO3消耗)、水耗、电耗，增强了吸收塔抗风、抗震能力，将建设成本压缩到底线；且本发明的浆液池以圆柱形设置，减少凸凹死角，以防相对较大的流速造成迅速结晶，浆液冲蚀塔壁，同时基本杜绝了喷淋液对湍流区以下塔壁(浆液池液面以上圆柱形塔壁)的冲蚀及CaCO3沉积结晶。
文档编号B01D53/78GK101816888SQ20101017996
公开日2010年9月1日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者孙厚杰 申请人:孙厚杰