SDA 流程
优势
喷雾干燥吸收 - 独一无二地在酸性气体吸收上使用喷雾干燥技术 - 最初由 GEA 发明于二十世纪七十年代。从那时到现在，该技术已经过不断地开发和优化以满足不断变化的条件和要求。因此，该流程是一种高效、通用并且经过全面验证的技术。每个喷雾干燥吸收流程均为量身打造，以满足客户的要求以及适用的环境法规。吸收器具有经过实际验证的系统功能，例如峰值控制和活性碳喷射，专门为确保减少汞和二恶英的排放而设计。
优势
• 高效去除酸性气体
• 资金、运营和维护成本低
• 耗电、耗水量低 – 可用低质量水工作
• 高工厂可用性
喷雾干燥吸收流程
喷雾干燥吸收流程是一种半干燥烟道气体脱硫流程。该流程使用熟石灰 Ca(OH)2 作为吸收剂并得到稳定而干燥的最终产品，主要包括粉煤灰和各种钙化合物。
炙热、未处理的烟道气体经由烟道气体分散器引入喷雾干燥机吸收器，然后接触高反应性的吸收剂，该吸收剂将由旋转式喷雾器雾化。烟道气体和吸收剂之间的有效接触可实现酸性成分从烟道气体到碱性吸收剂的快速质量传递。吸收剂将吸收的酸中和 (SO2 + Ca(OH)2 -> CaSO3/CaSO4 + H2O)。在进行该反应时，水会蒸发，从而形成干燥粉末。一小部分干燥粉末将沉积在吸收器舱室的底部并在此排放，而主要部分则在冷却的烟道气体离开舱室时运载至下游灰尘收集器。现在变得洁净的烟道气体经过灰尘收集器来到烟囱而不会被重新加热。
Ca(OH)2（可以熟石灰的形式购买（更加常见并且经济）或者通过燃烧石灰 (CaO) 在现场制备）从缓冲罐被泵送至旋转式喷雾器。在分离之后，粉末被运输至最终产品存放设施，或者在流程中回收，以提高多余的吸收剂的利用水平。来自流程的最终产品为稳定而干燥的粉末。该粉末作为建筑材料在全世界使用，主要是道路建设，并用于建筑行业的其他用途。
喷雾干燥吸收技术具有出色的吸收性能 - 不仅仅针对 SO2 和 HCl 等主要污染物。这是因为精细雾化的吸收剂会喷入烟道气体流并随后进行除尘，诸如 SO3、HF 等污染物实际将被完全清除。这有助于在烟道气体通道中使用碳素钢作为建筑材料。并且还有另外两个优势：首先，该流程允许使用低质量流程水，例如废水甚至海水；其次，由于流程不会产生废水，无需后续废水处理。
200 多个使用案例
在全世界，有 200 多个喷雾干燥吸收装置安装在发电站、钢铁厂、废物焚烧炉设施以及燃烧危险废物的工厂。它们都有一个共性：它们都依照本地机关规定的性能标准工作，或者超出了相应标准。甚至在今天，在二十世纪八十年代安装的非常久远的设备仍然能以满意的效果正常工作。
• 总共构建的装置数：> 200
• 吸收器总数> 350
• 喷雾器总数：> 450
• 流程用于接近 25,000 MWe 和 4,300 MWt 的电厂产能
• 流程用于全球 160 多个焚化处理线
• 流程用于全球 10,000 平方米以上的烧结带
主要组件
喷雾干燥机吸收器 – 旋转式喷雾器、气体分散器以及吸收器舱室是喷雾干燥吸收流程的核心。旋转式喷雾器
喷雾器轮
旋转式喷雾器是喷雾干燥机吸收器中的关键元件。该设备将吸收液体雾化与烟道气体混合，基本方式为：将吸收液体馈送至以大约 10,000 rpm 旋转的雾化器轮。在向外抛出液体的过程中，快速旋转的轮将液体分裂为极小液滴（小于 50 微米）组成的具有巨大表面积的雾化雾。
借助特制的不锈钢类型防研磨轮和轮插件，用于喷雾干燥吸收流程的旋转式喷雾器（型号 F-100、F-360、F-800 和 F-1000）经过改造，能够持续承受恶劣的环境以及研磨性吸收剂。
旋转式喷雾器的结构包括上和下部分，由中央支撑板分割。上半部分包含齿轮箱及润滑系统，还有上方油池。喷雾器通过直立法兰电机供能，该电机位于齿轮箱上方。灵活的耦合将来自电机的动力传输至齿轮箱的输入轴。雾化器的下半部分暴露于吸收器舱室中的炙热介质中，主要包括柔性主轴、主轴轴承、馈送和冲洗管道、液体分配器以及喷雾器轮。由于产品的耐磨性，雾化器部件和雾化器轮部件都由陶瓷材料制成。由于这些部件会受到吸收剂馈送引起的许多研磨和撕扯，因此是可更换的。
气体分散器
气体分散器用于优化吸收器舱室内烟道气体的分配，促进烟道气体和吸收剂馈送装置带来的雾化液滴之间的接触。DGA 类型的标准气体分散器是具有可调导流叶片的顶板气体分散器。它用于仅具有少量研磨性或粘性粉煤灰的烟道气体。对于含有更高浓度研磨性粉煤灰的烟道气体，会应用 DGR 型抗侵蚀气体分散器。该气体分散器用在城市废物焚烧炉厂的许多喷雾干燥机吸收器中。
气体化合物分散器用于 400,000 Nm3/h 及以上的烟道气体量。在此，烟道气体被分为两个流，其中大约 60% 将通过顶板气体分散器进入，而其余烟道气体则通过中央气体分散器进入。该设置通常在发电厂和烧结厂使用。大多数气体分散器由低碳钢制成。
喷雾干燥机吸收器舱室
喷雾干燥机吸收器舱室通常由低碳钢制成，是具有锥形底部的圆柱形构造。烟道气体经由气体分散器进入舱室，并通过位于锥形底部的出口管道离开。旋转式喷雾器安装在舱室中央，周围环绕着顶板气体分散器的出口，使得气体和雾化的吸收剂进料能充分混合。中央气体分散器位于雾化器的正下方，促进雾化器雾的升高，以达到更好的气体/液体接触。
舱室的尺寸取决于烟道气体的数量和属性，而形状将根据气体分散器的类型而变化。更大微粒的出口位于吸收器锥体的底部。
GEA 在不断开发和优化喷雾干燥吸收器舱室和气体分散器的设计和尺寸。现在我们能让单个吸收器舱室的处理能力达到 2,000,000 Nm3/h 以上；并且我们仍在致力于设计具有更高气体负载的 SDA。
发电厂应用
发电厂的大部分成本都和排放控制相关，适当的技术不仅能减轻环境影响，还能进一步提升竞争优势。
SDA 粉末流程
喷雾干燥吸收流程的最终产品包括反应产物、过多的吸收剂以及粉煤灰。入口气体的 SO2/HCl 比率较高，从而允许接近绝热饱和温度工作，并最小化最终产物中的石灰含量。喷雾干燥吸收系统可实现非常高的脱硫率，实际操作中仅受最终产物中可接受的过多石灰量限制。
当涉及到气体量和成分时，上游烟道气体生成器工作上的一般变化通常会非常平稳，从而通过在上方高位槽中将吸收剂馈送流与回收浆料（或水）直接混合来实现对于出口温度和排放物的控制。在大多数情况下，用于电厂应用的吸收剂以 CaO 的形式购买和存放，之后在现场进行熟化。
（插入动画）
炙热的未处理烟道气体经由气体分散器引入吸收器模块以达到最佳气体流分布；旋转式喷雾器辅助生成的喷雾将促进烟道气体和吸收剂的充分接触。气体和雾化吸收剂浆料之间的有效接触可让酸性成分在从气态到液态的转化过程中发生快速的气液传质。
碱性吸收剂将吸收的酸中和，同时蒸发水分以生成所需的反应产物。一小部分干燥的最终产物将沉积在吸收器舱室的底部，然后从底部排放，而主要部分则会连同冷却的烟道气体一起运载至下游灰尘收集器，然后从气体中将其清除。现在变得洁净的气体经过灰尘收集器来到烟囱而不会被重新加热。
在吸收酸性成分的化学反应以及最终干燥步骤之后，粉末状最终产物将脱离气体状态，并运输至最终产物存放设施或者在 SDA 流程中重新利用，以期提高过多的吸收剂的利用率。是否将 SDA 装置设计为单次通过系统或者是否加入回收系统，都取决于入口气体质量以及排放要求。
烧结厂和相似应用
喷雾干燥吸收方案是去除烧结厂的灰尘以及酸性气体排放物的理想解决方案。
SDA 烧结物流程
气体质量的变化可能发生得相对较快，因此必须将控制系统设计为可相应地发挥作用。在大多数情况下，用于烧结厂应用的吸收剂以 CaO 的形式购买和存放，之后在现场进行熟化。烧结厂中的旋转式喷雾器通常为 F-360、F-800 和 F-1000，配备不锈钢轮和中央部件。
（插入动画）
炙热的未处理烟道气体经由气体分散器引入吸收器模块以达到最佳气体流分布；旋转式喷雾器生成的喷雾将促进烟道气体和吸收剂的充分接触。气体和雾化的吸收剂浆料之间的有效接触可让酸性成分在从气态到液态的转化过程中发生快速的气液传质。
碱性吸收剂将吸收的酸中和，同时蒸发水分生成反应产物。一小部分干燥的最终产物将沉积在吸收器舱室的底部，然后从底部排放，而主要部分则会连同冷却的烟道气体一起运载至下游灰尘收集器，然后从气体中将其清除。变得洁净的气体经过灰尘收集器来到烟囱而不会被重新加热。
在吸收酸性成分的化学反应以及最终干燥步骤之后，粉末状最终产物将脱离气体状态，并运输至最终产物存放设施或者在喷雾干燥吸收流程中重新利用，以期提高过多的吸收剂的利用率。是否将装置设计为单次通过系统或者是否加入回收系统，都取决于入口气体质量以及排放要求。
废物焚烧炉应用
喷雾干燥吸收方案是能够符合针对废物焚烧厂而设定的严格排放法规的一种解决方案。
SDA 废弃物流程
气体中的高 HCl 含量可让入口气体温度上升至远高于发电厂应用的温度。因而最终产物将展现不同的特性。此外，废气的水分和 O2 含量更高。吸收器的干燥属性、最终产物的高氯化物含量、单次通过模式等，都需要吸收器舱室中具有更长保留时间的设计，因此装置将以高出口温度工作。
在设计中可加入峰值控制系统，用于改善喷雾干燥机吸收器系统处理入口条件极端变化的能力。借助该功能，干燥的吸收剂（粉末状的 Ca(OH)2）将直接吹入烟道气体流。也可采用基于喷射粉状活性炭的吸收剂系统来有效地限制排放物，尤其是汞和二恶英的排放。为废物焚烧炉应用采用的吸收剂可以为 CaO 和 Ca(OH)2，具体取决于本地供应和成本。
（插入动画）
炙热的未处理烟道气体经由顶板气体分散器引入吸收器模块以达到最佳气体流分布；旋转式喷雾器生成的喷雾将促进烟道气体和吸收剂的充分接触。气体和雾化的吸收剂浆料之间的有效接触可让酸性成分在从气态到液态的转化过程中发生快速的气液传质。
碱性吸收剂将吸收的酸中和，并得到所需的反应产物。同时借助该反应，将水蒸发，从而形成干燥粉末。一小部分干燥粉末将沉积在吸收器舱室的底部并在此排放，而主要部分则连同冷却的烟道气体运载至下游灰尘收集器，然后从气体中将其去除。变得洁净的气体经过灰尘收集器来到烟囱而不会被重新加热。
在吸收酸性成分的化学反应之后，将进行最终干燥，将粉末状最终产物从气体状态分离，并传输至最终产品存放设施。为了从气体中有效地去除二恶英和汞，还向气体流中注入了粉末状活性炭。在设计中还可加入峰值控制系统，该系统基于向气体流中注入熟石灰的技术，用于快速控制入口气体质量上的大幅变化。大多数废物焚烧炉采用的喷雾干燥机吸收器都采用单次通过设计。
Process for Power plant and Sinter plant applications
Key Components
The Spray Dryer Absorber – the Rotary Atomizer, the Gas Disperser and the Absorber Chamber – is the heart of the Spray Drying Absorption process.
Spray Drying Absorption - the unique use of the spray drying technology for acid-gas absorption - was originally invented by GEA in the 1970s.
Ever since, it has been subject to continuous further development and optimized to meet changing conditions and requirements. Hence, the process stands as an efficient, versatile and thoroughly tested technology.
Rotary Atomizer wheel
This wheel is the key element in the SDA and atomizes the absorbent liquid into flue gas. The fast-rotating wheel breaks the liquid into an atomized mist of exceptionally small droplets with immense surface areas.
Gas Dispersers
Gas dispersers serve to optimize the distribution of flue gas inside the absorber chamber, facilitating the best contact between the flue gas and the atomized droplets of absorbent feed.
Spray Dryer Absorber chamber
The flue gas enters the SDA chamber, a cylindrical steel construction, via the gas disperser and leaves through an outlet duct at the coned bottom. The Rotary Atomizer installed centrally allows the gas to mix with the feed.
Power plant applications
The Spray Drying Absorption process is a versatile way of cleaning flue gases by the removal of acid gases and particulates generated by fossil-fuel burning, mainly coal. Because of the presence of large volumes of flue gasses, power plant installations frequently have more than one Spray Dryer Absorber module. A compound-gas disperser ensures an optimum gas flow, even at very large volumes. The considerable plant size and gas volumes normally favor recycling of the end product, allowing operation at low outlet temperatures, no more than 10 - 15° C above adiabatic saturation temperature.
The end product from Spray Drying Absorption consists of the reaction products, excess absorbent and fly ash. The SO2/HCl ratio of the inlet gas is high, thus allowing for operation close to the adiabatic saturation temperature and minimizing the content of lime in the end product. A Spray Drying Absorption system can achieve very high desulphurization rates, practically only limited by the accepted content of excess lime in the end product.
Sinter plant applications
Spray Drying Absorption is the ideal solution for removing dust and acid-gas exhaust from sinter plants.
Spray Drying Absorption installations for sinter plants combine features from power- and waste incineration plants.
Flue gas volumes are normally high; and, hence, necessitate the installation of large absorber modules. But, frequently, acid contents will be relatively low, thus allowing for the use of single pass systems.
Variations in gas quality may occur relatively fast, and therefore the control system must be designed to act accordingly. To a large extent, absorbent used for sinter plant applications will be purchased and stored as CaO for subsequent on-site slaking. The Rotary Atomizers applied in sinter plants are generally F-360, F-800 and F-1000, equipped with stainless steel wheels and central parts.
Process for Power plant and Sinter plant applications
Waste to Energy applications
Spray drying Absorption is a means to meet the strict emission regulations applying to waste-incineration plants.
Waste incinerator applications are generally characterized by relatively low gas amounts; and, hence, the absorber is constructed with only a roof gas disperser. The smaller plant size and the composition of acid content typically favor single-pass designs. The Rotary Atomizers employed in waste incinerator plants, SDAs, are normally type F-100, equipped with wheels in Hastelloy.
The high HCl content in the gas gives rise to a considerably higher inlet gas temperature than seen in power plant applications. Consequently, the end products will show different behaviors. Further, the moisture and O2 content of the waste gas is higher. The drying properties of the absorber, high chloride content in the end product, single pass mode, etc., call for a design with higher retention time in the absorber chamber, and therefore the plants are operated at high outlet temperatures.
Process for Waste to Energy applications
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GEA 洞察
The breakthrough that changed spray drying
In 1976, NIRO engineers responded to a competitive challenge by rethinking what spray drying could do. Their idea became the multi-stage dryer MSD. Fifty years later, the same fundamental principle helps turn liquids into the powders used in essential nutrition products and important medicines around the world. Refined through decades of engineering expertise, customer insight and continuous development, MSD is a story of innovation with lasting impact.
