石灰浆液高压静电雾化脱硫试验及机理研究

将高压静电雾化技术引入湿钙法烟气脱硫中,通过不同方案和不同工况下的脱硫试验比较,得到雾滴与烟气接触方式、烟气中SO2质量浓度、荷电电压以及钙与硫的物质的量比（nca／ns）等对烟气脱硫的影响,综合分析了高压静电引起脱硫增益的机理．结果表明：石灰浆液荷电能够使雾滴细化、均匀化,增加传质面积和接触机会,同时改变雾滴表面特性,增大传质速率,使脱硫率得到不同程度的提高,且脱硫率随荷电电压的增加而提高;脱硫效果与气液接触方式有关,在试验设定的nca／ns范围内,浆液流量较大时同向并流的脱硫率增幅明显高于逆向流动时,而浆液流量较低时采用逆向流动荷电脱硫更有利．     

管道喷射烟气脱硫的试验研究

系统地研究了钙硫化、趋近饱和温度、SO2入口浓度、喷嘴雾化风量、分层喷浆及加压消化等因素对烟气脱硫效果的影响,结果表明：增大钙硫比,降低△T,采用分层喷水及加压消化等有利于提高脱硫率;在Ca/S比为2．5的情况下,加压消化喷浆脱硫的脱效率可达65％以上。     

石灰浆液荷电雾化脱硫的化学反应动力学研究

运用烟气分析仪和PH计进行化学反应动力学试验,得到石灰浆液荷电雾化吸收SO2的反应级数、速率常数和反应速率方程,进而计算出在不同Ca/S摩尔比、SO2浓度以及荷电电压下的反应速率,并与石灰浆液荷电雾化脱硫的试验脱硫效率进行比较.结果表明:随着Ca/S摩尔比和充电电压的增大,反应速率增大,脱硫效率提高,且反应速率增大和脱硫效率提高的趋势基本一致;从微观的化学机制角度分析,雾滴荷电后确实可以增大化学反应速率,提高石灰浆液的脱硫效率,同时认为荷电对反应速率产生增益作用的原因主要是增大了单位容积内活化分子的百分数、单位接触面积上活化分子的有效碰撞次数和雾滴与烟气的接触几率.     

石灰石_石膏湿法烟气脱硫过程的试验研究

利用所建立的并流有序降膜式湿法脱硫装置,对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程进行了试验研究。试验结果表明:沿烟气行程上,脱硫率上升趋势逐步减弱,脱硫率较高时,再提高脱硫率,吸收段高度或液气比要大幅增加,火电厂机组在确定脱硫系统脱硫率时,应有适当选择;脱硫浆液pH值下降,且在吸收塔入口至0.5 m范围内,浆液pH值下降迅速,而后下降变缓;浆液中石灰石含量下降趋势逐步增强;同时浆液中Ca2 、六价硫S6 及四价硫S4 浓度均增加,Ca2 、S6 浓度增加使得石膏过饱和度有所增加。     

大流量单混合孔Y型喷嘴的雾化特性

对大流量单混合孔Y型喷嘴的雾化性能进行了实验研究,分析了其流量特性以及气耗率对雾化粒径的影响.结果表明,单混合孔Y型喷嘴设计流量能够达到1000kg/h以上,且具有较细的雾化粒径;在气压一定时,随着水压的增大其水流量增大,气耗率减小;气耗率对雾化粒径的影响较明显,但当粒径减小到一定程度后,继续增大气耗率对雾化粒径的影响不明显;单水孔与多水孔Y型喷嘴的雾化性能无明显差别;改进的Y型喷嘴液膜随机破碎模型可较好地用于大流量单混合孔Y型喷嘴雾化粒径的预报.     

喷嘴结构对生物油喷雾特性的影响研究

为更好地明确喷嘴结构参数对生物油雾化性能的影响规律,采用流体体积函数法(volume of fluid,VOF)在高喷射流量条件下对不同喷嘴结构内流场的雾化特性进行数值分析。结果表明:在喷嘴结构参数中,喷嘴常数及旋流室与出口段直径比是喷嘴雾化性能的主要影响因素,其值过大或过小均会偏离最优雾化效果;旋流室长径比、出口段长径比及收缩室半锥角分别为0.75°、3.00°和30.00°时生物油雾化性能最好;在经验公式基础上拟合出流量系数公式,可为喷嘴设计和试验优化提供参考。     

逆喷型低氮重油油枪的试验研究

为解决常规重油枪雾化性能差、氮氧化物排放高等问题,采用气液逆向接触的气体辅助雾化喷嘴形式,通过正交试验法获得不同结构形式下喷嘴的流量特性及雾化特性,开发出逆喷式单喷嘴结构,在此基础上采用低NOx燃烧技术进行单喷嘴组合获得油枪,并进行整枪的冷态及燃烧试验,最终开发出逆喷型的油枪。试验结果表明:逆喷型喷嘴的雾化粒径优于传统喷嘴,雾化粒径可达到50μm;雾化粒径随气耗率的增大而降低,气耗率超过20%时,继续增大气耗率对雾化粒径影响不明显;拟合出了油枪的流量特性公式;低NOx组织的油枪比普通油枪的NOx排量低26.7%。     

基于“液包气”雾化的脱硫喷嘴特性实验

在一种内置拉法尔气体喷管两相流“液包气”喷嘴的设计基础上,搭建了多相雾化实验台,进行了喷嘴雾化性能实验,研究了气液质量比（训）对喷嘴雾化颗粒粒径分布均匀性、索特尔平均雾化直径、雾化角等性能指标的影响,推导出“液包气”喷嘴液气压力比和气液质量比的经验公式及适用范围,得到了内置拉法尔喷管两相流“液包气”喷嘴气液质量比的临界点为0．057．结果表明：液气压力比随着硼的增大而减小;当w=0．057时,液气压力比为0．92;气体流量系数与气液质量比呈反比关系;“液包气”喷嘴单相雾化效果远差于两相时的雾化效果,且随着喷嘴液相压力的提高,雾化效果变好,但压力对雾化效果的影响越来越弱．     

螺旋形实心锥喷嘴雾化特性试验研究

为了对氨法脱硫用螺旋形实心锥喷嘴的雾化特性进行准确预测,基于高速阴影技术和图像处理方法,对两种不同螺旋升角的螺旋形实心锥喷嘴的流量特性、喷雾场结构特征、雾化角变化规律、破碎长度、液滴空间分布及平均粒径进行分析。结合脱硫常用的空心锥离心式喷嘴,开展了两种喷嘴的稳定性对比分析。结果表明:螺旋形实心锥喷嘴的流量特性与螺旋升角无关,其喷雾场呈螺旋状同心锥面分布,雾化后液滴也呈螺旋形多层次分布,即实心锥分布;螺旋形实心锥喷嘴雾化角在喷注压降大于0.05 MPa时与螺旋形升角有关,与流量和喷注压降无关;考虑螺旋面升角对液滴平均粒径的影响,得到了新的索太尔平均直径(SMD)经验关系式,预测结果与试验结果趋势一致,且螺旋升角越大,液滴平均粒径越小;螺旋形实心锥喷嘴在喷注压降小于0.05 MPa时也能保证稳定雾化,而空心锥离心式喷嘴会出现约为9 Hz的自激振荡现象,喷雾场呈"宝塔形",且具有明显的Klystron效应。     

双流体喷嘴与旋转雾化器雾化性能对比实验研究

双流体喷嘴和旋转雾化器是利用热烟气蒸发处理脱硫废水的两种常用雾化设备,利用PDA测试系统,对比测试分析了雾化流量、脱硫废水无机盐含量及悬浮物浓度等对雾化性能的影响,并结合两类喷嘴的雾化机理分析了雾化性能差异的原因。结果表明：与双流体雾化喷嘴相比,旋转雾化器具有更好的适应流量变化及雾化含悬浮性颗粒脱硫废水的性能,在SS浓度低于50000mg/L范围内,仍能维持良好的雾化性能,但双流体喷嘴则无法正常雾化;雾化TDS浓度在40000 mg/L以下的中低盐脱硫废水,旋转雾化器和双流体喷嘴均能维持良好的雾化性能,但雾化TDS含量高达60000 mg/L以上经预浓缩后的高盐废水,雾化性能均有所变差。     

循环悬浮式烟气半干法脱硫技术的实验研究

建立了烟气处理量1500Nm^3／h的中试试验台，对循环悬浮式半干法烟气脱硫工艺进行了实验研究。研究了运行参数（包括烟气在吸收塔内的停留时间，Ca／S，绝热饱和温距，浆滴粒径，入口二氧化硫浓度，入口烟温等），脱硫灰再循环等因素对脱硫塔内和整个系统脱硫效率的影响。研究结果表明运行参数中绝热饱和温距、钙硫比以及浆滴粒径的变化对系统脱硫效率的影响明显，循环灰的增加有利于提高脱硫效率。图18表2参9     

水煤浆与煤粉燃烧脱硫比较

以煤代油是能源工业的发展方向。作为新型代油燃料,水煤浆有广阔的应用前景。从硫析出特点、脱硫影响因素（温度、Ｃａ／Ｓ比）以及烟尘排放等方面,研究了水煤浆燃烧脱硫与煤粉燃烧脱硫的异同。试验结果表明水煤浆燃烧脱硫优于煤粉,是值得推广的脱硫技术。     

前置碱雾发生器内气液固多相流动的测量研究

根据两相流相似模化原理建立了前置碱雾发生器烟气脱硫颗粒图像测速技术多相流动实验台,运用颗粒图像测速(PIV)技术对前置碱雾发生器内气液固三相流动进行测量,得到不同工况条件下喷雾射流与固体颗粒的流动结构和流场信息.结果表明:由于雾化液滴射流的卷吸作用,大部分固体颗粒被卷吸进雾化锥内,在喷嘴出口一定区域固体颗粒与雾化液滴具有较大的速度差,在雾化锥内固体颗粒与雾化液滴发生剧烈的碰撞形成浆液,此为形成碱雾的主要区域.合理设计边壁风量有利于抑制甚至防止雾化液滴以及碰撞形成的浆滴可能的粘壁现象.     

循环流化床锅炉的燃烧脱硫试验研究

针对内蒙古1台75 t/h循环流化床锅炉进行了脱硫试验,根据现场数据分析了温度、粒度、升温速率及摩尔比等因素对循环流化床脱硫效率的影响.结果表明:在较小Ca/S摩尔比下,脱硫效率随时间增加呈上升趋势,随着Ca/S摩尔比增大,脱硫效率上升趋势减缓,且存在一个最佳的Ca/S摩尔比;加入石灰石脱硫时,需根据实际运行情况调节石灰石给料机的出力,以协调脱硫效率和锅炉效率之间的平衡.研究结果对循环流化床锅炉实际运行中SO2的排放和脱除具有预测作用.     

循环流化床锅炉燃烧福建无烟煤炉内脱硫对污染物排放和电除尘效率的影响

为测试和分析Ca/S摩尔比变化对燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉炉内脱硫效果以及SO2、NOx等污染物排放和电除尘器效率的影响,在1台燃烧福建无烟煤75t/h循环流化床锅炉上进行炉内添加石灰石脱硫的工业热态试验。试验表明:(1)燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉自脱硫效率较高,并且脱硫效率随着Ca/S摩尔比增大而呈"S"型曲线变化,在Ca/S摩尔比较低(<2.02)或较高(>2.82)时,脱硫效率随着Ca/S增加而迅速提高;当Ca/S摩尔比在一定范围内(2.02～2.82),脱硫效率缓慢提高;(2)炉内添加石灰石脱硫对NOx和CO排放的影响不明显,均随着Ca/S摩尔比增加而轻微上升;(3)飞灰含碳量随着Ca/S摩尔比增加而有所下降,但当Ca/S摩尔比达到较高值以后(本例Ca/S>2.02),飞灰含碳量不再明显变化,并有上升的趋势;(4)随着Ca/S摩尔比增加,飞灰比电阻增加,电除尘器进口、出口浓度同步增长,但除尘效率基本保持不变。     

燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉炉内脱硫对SO2、NOx和CO等污染物排放的影响

在一台燃烧福建无烟煤75t/h循环流化床锅炉上进行炉内添加石灰石脱硫的工业热态试验,测试了Ca/S摩尔比变化对燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉炉内脱硫效果以及SO2、NOx、CO等污染物排放的影响.试验表明:燃烧福建无烟煤循环流化床锅炉自脱硫效率较高,并且脱硫效率随着Ca/S摩尔比增大而呈"S"型曲线变化,在Ca/S摩尔比...     

大型燃煤电站锅炉脱硫塔脱硫效率的数值模拟

利用双膜理论建立了脱硫过程的理论模型,以国内某百万千瓦级火电机组烟气脱硫系统的脱硫塔为例进行了数值计算,分析了浆液pH值、入口SO2质量浓度、液气比、锅炉负荷、浆液液滴粒径、喷淋层投运方式及吸收塔塔径等参数对脱硫效率的影响,并与工程实际数据进行了比较.结果表明:数值计算结果与生产现场运行数据比较吻合;各喷淋层的脱硫能力不一样,第3喷淋层的脱硫能力最强,第2喷淋层和第1喷淋层的脱硫能力次之;脱硫效率随浆液pH值和液气比的增大而提高,随入口SO2质量浓度、锅炉负荷和浆液液滴粒径的增加而逐渐降低.     

循环流化床还原性气氛对固硫效果的影响

利用热天平对固硫所用石灰石的煅烧特性进行了试验研究,并选取不同煤质的煤样在旋转炉中进行了模拟CFB运行状态的固硫试验,分析了钙硫摩尔比、床温和固硫时间对固硫效果的影响.结果表明：床温在850℃左右、钙硫比为2.3时能得到一个较高的固硫效率;升温速度越大,石灰石开始分解的时间越早,则其分解速度越快.固硫过程中存在一个最佳的反应时间：反应时间过短,固硫反应不完全;反应时间过长,由于燃煤后期还原性气氛的形成容易发生硫酸盐分解,导致固硫效率降低.在适当的钙硫摩尔比工况下,存在一个最佳的炉膛温度和气氛的匹配,使固硫效果达到最佳.     

Experimental study on desulfurization efficiency and gas–liquid mass transfer in a new liquid-screen desulfurization system

This paper presents a new liquid-screen gas–liquid two-phase flow pattern with discarded carbide slag as the liquid sorbent of sulfur dioxide (SO₂) in a wet flue gas desulfurization (WFGD) system. On the basis of experimental data, the correlations of the desulfurization efficiency with flue gas flow rate, slurry flow rate, pH value of slurry and liquid–gas ratio were investigated. A non-dimensional empirical model was developed which correlates the mass transfer coefficient with the liquid Reynolds number, gas Reynolds number and liquid–gas ratio (L/G) based on the available experimental data. The kinetic reaction between the SO₂ and the carbide slag depends on the pressure distribution in this desulfurizing tower, gas liquid flow field, flue gas component, pH value of slurry and liquid–gas ratio mainly. The transient gas–liquid mass transfer involving with chemical reaction was quantified by measuring the inlet and outlet SO₂ concentrations of flue gas as well as the characteristics of the liquid-screen two-phase flow. The mass transfer model provides a necessary quantitative understanding of the hydration kinetics of sulfur dioxide in the liquid-screen flue gas desulfurization system using discarded carbide slag which is essential for the practical application.     

增湿活化脱硫试验研究

在热态脱硫试验台上进行了喷水活化和蒸汽活化脱硫试验,并研究了在不同钙硫比,饱和温距、SO2浓度和烟气速度下的脱硫性能,研究表明,与单纯的吸收剂喷射技术相比,蒸汽增湿活化和喷水增湿活化,都可以提高脱硫效率,但喷水活化效果比蒸汽活化效果好得多,而且脱硫效率随钙硫比增加,饱和温距、SO2浓度及烟气速度的降低而升高;在喷水增湿活脱硫中,脱硫剂浆滴的脱硫作用远远大于脱硫剂吸温脱硫作用。