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玻璃钢夹砂管是以树脂为基体材料,玻璃纤维及其制品为增强材料,石英砂为填充材料而制成的新型复合材料。它以其优异的耐腐蚀性能、水力性特点、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优点,成为化工行业、排水工程以及管线工程的佳选择。
产品优点:
【优良的耐腐蚀性能】
产品选用耐腐蚀极强的树脂,拥有极佳的机械性质与加工特性,在大部分酸、碱、盐海水未处理的污水,腐蚀性土壤或地下水及众多化学物质的侵蚀。
【耐热耐寒性能好】
在-30℃状态下,仍具有良好的韧性和极高的强度,可在-50℃-80℃的范围内长期使用,采用特殊配方的树脂还可110℃时使用。
【耐磨性能好】
玻璃钢管的耐磨性能是非常好的,试验证明:把含有大量泥浆、沙石的水,装入管子中进行旋转磨损影响对比试验。经30万次旋转后,检测管子内壁的磨损深度如下:用焦油和瓷油涂层的钢管为0.53mm;经表面硬化处理的钢管为0.48mm;玻璃钢管道为0.21mm,由此可以说明玻璃钢管的耐磨损性能十分强。
【保温性能优】
由于玻璃钢产品的导热系数低,因此其保温性能特别好。
【固化后防污抗性】
在使用过程中不结垢、不生锈、不会被海洋或污水中的贝类,菌类等生物玷污蛀附。
【接口少,安装效率高】
管道的长度一般为:6-12m/根(也可以根据客户的要求生产出特殊长度的管道)。单根管道长,接口数量少,从而加快了安装速度,减少故障概率,提高整条管线的安装质量。
【比重小、质量轻】
采用纤维缠绕生产的夹砂玻璃钢管,其比重在1.65-2.0,只有钢的1/4,但玻璃钢管的环向拉伸强度为180-300MPa,轴向拉伸强度为60-150MPa,近似合金钢。因此,其比强度(强度/比重)是合金钢的2-3倍,这样它就可以按用户的不同要求,设计成满足各类承受内、外压力要求的管道。对于相同管径的单重,FRPM管只有碳素钢管(钢板卷管)的1/2.5,铸铁管的1/3.5,预应力钢筋水泥管的1/8左右,因此运输安装十分方便。
【机械性能好、优良的绝缘性能】
管道的拉伸强度低于钢,高于球墨铸铁管和混凝土管,而比强度大约是钢管的3倍,球墨铸铁管的10倍,混凝土管的25倍。此外,它的导热系数只有钢管的1%,具有优良的绝缘性,适应使用于输电、电线路密集区和多雷区。
【水力学性能优异、节省能耗】
夹砂玻璃钢管具有光滑的内表面,适用于大口径(≥φ500mm)输水管道的特点,磨阻系数小,水力流体特性好,而且管径越大其优势越明显。反之,在管道输送流量相同的情况下,工程上可以采用内径较小的夹砂玻璃钢管代替,从而降低了一次性的工程投入。夹砂玻璃钢管道在输水过程中与其它的管材相比,可以大大减少压头损失,节省泵的功率和能源。
【使用寿命长、安全可靠】玻璃钢夹砂管设计安全系数高。据实验室的模拟试验表:一般给水、排水夹砂玻璃钢管的寿命可达50年以上,是钢管和混凝土管的2倍。对于腐蚀性较强的介质,其使用寿命远高于钢管等。
【设计灵活、产品适应性强】
夹砂玻璃钢管道可以根据用户的各种特殊的使用要求,通过改变设计,制造出各种规格、压力等级、刚度等级或其它特殊性能的产品,适用范围广。
【运行维护费用低】由于玻璃钢产品本身具有很好的耐腐蚀性,不需要进行防锈,防污,绝缘,保温等措施和检修,对地埋管无需作阴极保护,可节约大量维护费用。
【工程综合效益好】
综合效益是指由建设投资、安装维修费用、使用寿命、节能节钢等多种因素形成的长期性,玻璃钢管道的综合效益是可取的,特别是管径越大,其成本越低。当进一步考虑埋入地下的管道可使用好几代,又无需年年检修,更可以发挥它优越的综合效益。
随着我国经济的高速发展,使我们对能源的需求越来越多,伴随能源的加速利用其中煤炭的利用为广泛[1],煤炭的大量直接燃烧造成的污染物排放急剧增加,以煤为主的能源造成排放严重,给环境带来了严重污染,实施减排技术并进行排放总量排放是我国持续发展的迫切要求。
1 湿法脱硫工艺脱硫塔类型
1.1 喷淋塔
原理:脱硫塔吸收液在喷淋塔内经喷嘴雾化,液体与烟气充分接触吸收并除去其中的;脱硫效率可达到95%以上,该塔的有点有结构先对简单,操作难度小,压损小,系统阻力小,脱硫过程中除尘降本一并操作。缺点是气液很难充分接触,混合不均匀,喷嘴易结垢堵塞等。
1.2 填料塔
原理:吸收液在填料塔内沿着填料表面向下流动形成液膜,与烟气接触后吸收并去除其中的脱硫效率达到95%以上,其结构相对复杂,对填料的选择可以多样化,耐腐蚀,耐高温,耐持久性,操作弹性大,系统稳定可靠。缺点是易形成液泛,自控水平较低,填料检修麻烦,系统阻力大,长时间运转后,效率较低,较难清洗。
1.3 鼓泡塔
原理:吸收浆液在塔底以液层形式存在,通过鼓泡反应器将烟气鼓入,形成泡状,气液接触后吸收并去除其中的SO2,其脱硫效率高达95%以上,其优点为成本低,耐腐蚀,较其他形式脱硫塔,吸收容量大,气液接触时间长,运行稳定可靠。缺点是空塔气速低,只适用于中小量烟气,塔底液较多时,压损大,系统阻力较大,耗能增加。
1.4 板式塔
原理:脱硫浆液逐板往下,烟气逐板往上,逐流接触后吸收并除去其中的SO2。脱硫效率高达95%以上,结构简单,成本低,空塔气速高,处理气量大,脱硫过程中除尘降温一并操作,维护保养方便。缺点是制造工艺要求高,安装严谨,操作弹性小,容易发生偏流侧流,效率降低。
1.5 液柱塔
液柱塔作为一种新兴的脱硫塔型,其特点为气液接触比较充分,脱硫的效率较高,烟气进入塔后在上升过程中穿过吸收液区域,其反应区域是含有脱硫剂的循环吸收液在塔的中部向上喷射,通过逆流与烟气顺流的液柱相接触,然后在顶部分离,后形成自上而下与烟气逆流的液滴,液柱塔中的液滴的平均直径要比喷淋塔中的大,而且,在整个气液流场中,液滴的分离和聚集不停的交替。
2 脱硫塔的设计理论原理
脱硫塔的理论设计主要原理是双膜原理,根据双膜原理将喷淋塔的结构参数模拟出来,据此可推算出出该塔的高度直径等重要数,理论上,脱硫塔的设计高度是由传质单元高度及传质单元数决定,而操作线和平衡线的相对位置受液气比影响。脱硫塔本体的外形尺寸主要由塔体的、反应液的体积、吸收及除雾区的高度。其尺寸的大小由进气量、烟气的流速、液气比、喷淋层数等来确定[3]。
2.1 操作线和液气比
目前喷淋塔绝大部分为气液逆流的操作,塔内烟气向上进行流动,吸收液滴向下滴落,充分增加气液接触面积,这里我们设在液相中的摩尔分数x,在气相中的摩尔分数y,那么可以得到:
(1-1)
(1-2)
根据物料衡算原理我们可以得到操作线方程:
(1-3)
吸收剂流量, 载气流量,
2.2 吸收区高度
一般来说,烟气总量一定,随工作负荷变化而小范围波动,但影响不大,而在一定脱硫效率的要求下,脱硫塔高度一定,当烟气量增大时,我们只需将脱硫塔直径增大,那么吸收区的理论计算公式为:
(2-1)
(2-2)
(2-3)
(2-4)
其中: H0— 传质单元高度,m
表示传质单元数,数值为烟气进出口浓度差与平均推动力的比值,作为一个衡量烟气中吸收难易程度的度量,完成既定吸收量的塔高随该值变大而变大,影响吸收区理论设计高度的因素主要有: 烟速、液气比、吸收液值等内在参数,除此之外,还包括吸收塔的塔径,结构等外在参数。
2.3 填料塔直径计算
填料塔的直径DT计算主要是根据烟气的总流量Q和烟气流速μ,公式如下:
其中: 直径,m Q— 烟气流量, μ-烟气流速,
2.4 填料层压力降的计算
,与填料的尺寸、堆放、类别方式有关,且随两相的流速而变化。可用为简单实用的公式来计算:
式中:
2.5 填料层高度计算及塔高的确定
:
令(气相传质单元高度),(气相传质单元数)
,:
;;。
烟气流速我们一般用泛点气速法、气相动能因子法或气相负荷因子法等确定,这里我们选用泛点关联式计算:
——空塔液泛气流速度,m/s g——重力加速度,kg/m3
ρc——气相密度, ρL——液相密度,kg/m3
μL——液相粘度, qmL——液体质量流量
qm,G——气体质量流量
浆液面高度a
浆液池容积V1
VN ——标准烟气湿态体积,Nm3/h ——液气比 t1——浆液循环停留时间
3 总结
填料塔中的填料增加了烟气与浆液接触的时间,增加了气液的接触面积,但由于填料的存在,结垢严重,且清理起来也较困难,运行和维护比较麻烦。鼓泡塔气液接触时是将气相高度分散到液相中,气液传质较充分,传质的效率高,但烟气阻力大,其内部结构较复杂,容易结构堵塞。液柱塔的脱硫反应区域内,液柱向上喷射同时发散低落,吸收剂液滴之间不断碰撞,又会产生新的表面,又由于液柱是根据气流是在脱硫反应塔内的流场分布的[4],从而气流能够充分地和吸收剂液滴发生反应,又由于喷淋塔和液柱塔是空塔,阻力小,不易结垢。
产品概述石灰石---石膏法脱硫工艺是目前是应用广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺,通过脱硫增效技术,可实现95%以上的脱硫效率。
突出优势1、脱硫效率高:脱硫增效技术,大于95%以上。
2、吸收剂适用范围广:在FGD装置中可采用各种吸收剂,包括石灰石、石灰、镁石、废苏打溶液等;
3、工艺技术:有效降低液/气比,吸收剂利用率高,有利于塔内气流均布,节省物耗及能耗,方便内件检修;
4、交叉喷淋管布置技术:有利于降低吸收塔高度;
5、机组负荷变化适应性强:可以满足机组在15~100%负荷变化范围内的稳定运行;
6、副产品纯度高:可生产纯度达95%以上的商品级石膏;
7、燃煤锅炉烟气的除尘效率高:达到80~90%。工作原理脱硫过程
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2
氧化过程
2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O
Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4一、WESP湿电除尘器工作原理
湿式静电除尘器的基本原理和干式静电除尘器的原理基本相同,都要经过荷电、收集和清灰三个阶段。干式和湿式烟气环境不同,直流高压电使阴极线附近空间气体电离,粉尘颗粒荷电后在电场力作用下移动并沉积在集尘阳极表面,干式电除尘器(ESP)硬振打清除粉尘,湿式电除尘器(WESP)用集尘阳极表面水膜或冲洗清除粉尘。湿式电除尘器是用电除尘的方法分离气体中的气溶胶和悬浮尘粒,主要包括以下四个复杂而又相互有关的物理过程:
(1)气体的电离。
(2)气溶胶、悬浮尘粒的凝并与荷电。
(3)荷电尘粒与气溶胶向电极移动。
(4)水膜使极板清灰。
在湿式电除尘装置的阳极和阴极线之间施加数万伏直流高压电,在强电场的作用下,电晕线周围产生电晕层,电晕层中的空气发生雪崩式电离,从而产生大量的负离子和少量的正离子,这个过程叫电晕放电;随烟气进入湿式电除尘装置内的尘(雾)粒子与这些正、负离子相碰撞而荷电,荷电后的尘(雾)粒子由于受到高压静电场库仑力的作用,向阳极运动;到达阳极后,将其所带的电荷释放掉,尘(雾)粒子就被阳极所收集,收集粉尘形成水膜,靠重力或冲洗自上流至下部积液槽或者吸收塔,而与烟气分离。
二、湿电除尘器系统组成
1、阳极管组(模块)
阳极管束组由内切圆?360正六边形阳极管采用阻燃玻璃钢,整体性好,强度高、阳极管的同心度、平行度高。
2、阴极系统
阴极系统包括阴极电晕线及阴极线配套整体阴极线固定框架、连接螺栓;
阴极线为高效芒刺极线,提高比电流和电场强度其高效性及耐腐蚀性可很好的满足新型湿式除尘装置使用要求。
3、绝缘子室及高压进线箱
湿式除尘装置供电区在塔体的顶部,配独立绝缘子箱。绝缘箱采用大口径的瓷套管与特殊的密封材料绝缘箱顶盖和筒体采用硅酸铝纤维内保温,保证箱体绝缘性更可靠、更省电。
4、冲洗水系统
阳极管上部设间断喷淋装置,使用工艺水池的清水,对阳极管及除雾器进行冲洗。根据实际运行工况,每24小时冲洗5分钟。冲洗水及冲洗物直接进入吸收塔循环水池。
5、电加热系统
由于除尘器为正压运行,为防止绝缘子结露和污染。绝缘箱内设电加热器,保证绝缘子绝缘性更可靠。绝缘子箱内部设加热装置及温度自动控制装置,加热均匀,温度检测准确,能有效地防止雾气进入绝缘箱,并防止水分结露,有一定的检修空间。