火电厂大气污染物排放新标准实施后电站脱硫技术与市场分析

2004年1月1日起实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GBl3223—2003)与旧排放标准(GBl3223—1996)相比在适用范围、时段划分、执行标准等方面有较大调整。阐述了新旧标准的有关区别，并根据新标准要求对采用的技术路线及电站脱硫市场情况进行了分析。     

湿法烟气脱硫系统气-气换热器的结垢分析

国内某电厂的湿法烟气脱硫系统在连续运行过程中出现了气-气换热器结垢堵塞的问题.为查明结垢原因,对气-气换热器垢样、副产品石膏、锅炉飞灰等进行了取样分析,样品的颗粒表面形态由扫描电镜分析,晶体结构采用X射线衍射法分析,相关成分由X射线荧光光谱法测定.结果表明:结垢是由于一些饱和的石膏浆液液滴在通过除雾器时未能被有效除去而被带入气-气换热器中,随后被烟气中的飞灰包覆所致.     

基于CFD技术的湿法烟气脱硫系统性能优化

基于计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)软件平台结合非稳态传质理论，对300 MW机组湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurizaiton，WFGD)喷淋塔的SO2吸收性能进行了数值模拟。塔内烟气湍流采用雷诺时均的纳维-斯托克斯方程描述，液滴运动由拉格朗日离散相模型描述。计算得到了塔内各部分的SO2浓度分布状况。分析了液气比、烟气流速以及喷淋层组合方式对SO2浓度分布的影响。结果表明数值模拟计算值与实际工程测量数据趋势较为吻合，但计算值比测量值略小。基于计算结果对大型WFGD系统实际运行参数优化提出了建议。     

湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素

基于非稳态理论建立了电站石灰石 石膏湿法烟气脱硫（WFGD）系统模型,模型分别描述了喷淋塔吸收段和氧化段的工艺过程.对于吸收段,建立了液滴运动、SO2吸收、石灰石溶解和石膏结晶4个子模型;对于氧化段,根据物料平衡建立守恒方程.针对国内某300 MW机组脱硫系统,采用数值计算方法求解模型.模型计算结果表明,浆液pH值与液气比的提高以及烟气流速与入口SO2质量浓度的降低能够提高脱硫效率.模型计算结果与测量结果吻合较好.根据分析结果,对300 MW机组WFGD系统而言,建议pH值取5.4～5.6,液气比取16～18,烟气流速取3.5 m/s左右.     

添加剂影响湿法脱硫过程中石灰石溶解的实验研究

通过实验筛选出了促进石灰石溶解的最佳添加剂配方,考虑了所有的过程参数(添加剂的添加浓度、pH值、搅拌速率、反应温度)对石灰石溶解的影响。溶解实验结果表明,石灰石的溶解速率随添加剂浓度的增加而增加。在未加入添加剂时,反应温度和搅拌速度的提高以及较低的pH值都可以提高石灰石的溶解速率;添加剂的加入,可以在原先的基础上进一步促进石灰石的溶解。在温度为323 K、搅拌速率为500 r/min、pH值为5.5、添加剂浓度为2×10-4实验条件下,有添加剂存在时石灰石溶解的活化能为8.89 kJ/mol,无添加剂时石灰石溶解的活化能为14.68 kJ/mol,进一步说明添加剂可以有效促进石灰石的溶解。     

湿法烟气脱硫筛板式喷淋塔阻力特性的试验研究

采用水-空气作为介质对湿法烟气脱硫(WFGD)筛板式喷淋塔阻力特性进行了试验研究,分析了筛板孔径、开孔率、厚度、安装位置以及液相喷淋量等因素对筛板喷淋塔内阻力特性的影响.结果表明:在WFGD系统筛板式喷淋塔中必须保证足够大的孔径与塔径比,以适合高速烟气条件;在烟气流速较低条件下,筛板孔径越小,压降越大,而烟气流速较高时则相反;筛板厚度对于压降影响较小;提高开孔率和筛板安装高度以及减少喷淋量均能降低塔内阻力.     

石灰石活性对SO_2吸收的影响

为考察石灰石的脱硫活性对SO2吸收的影响,基于气体吸收的双膜理论,建立了通过石灰石种类和粒径分布来预测喷淋塔脱硫性能的数学模型,并进行了相应的试验研究.该模型中,石灰石种类的不同对SO2吸收的影响通过石灰石的表面反应速率常数来解释;对于同种石灰石,粒径越小,比表面积越大,溶解越快,越有利于SO2的吸收.     

搅拌容器内氧气非均相传质过程的数值模拟

着重考察了搅拌器类型以及搅拌转速对氧气动态传质过程的影响,通过采用计算流体力学 (computational fluid dynamics,CFD) 对氧气动态传质过程进行了数值模拟,同时结合实验,对模拟结果进行了验证.结果表明,（1）采用Fluent软件并结合用户自定义方程（user defined function,UDF）能够很好地模拟出实际搅拌器内流场分布,模拟结果与采用粒子成像技术（particle image velocity,PIV）的实验测量结果相符;（2）采用氧气传质模型能预测氧气在搅拌器内的动态传质过程,同时氧气浓度与溶解时间的对数关系式能较好描述试验搅拌器内氧气动态传质过程;（3）在相同搅拌速度下,圆盘涡轮式搅拌器产生的湍流动能分布范围要大于桨式搅拌器产生的湍流动能,而且湍流动能分布更均匀,湍流强度更大.因此采用圆盘涡轮式搅拌器有利于增强氧气传质过程的进行;（4）在搅拌器类型相同时,随着转速的增加,容器内溶解氧浓度随之增加;圆盘涡轮式搅拌器比桨式搅拌容器内溶解氧的浓度要高,圆盘涡轮式搅拌器更有助于氧气的传质.     

利用NaClO2/CaCO3浆液同时脱硫、脱硝的试验研究

在筛板式喷淋塔内,利用NaClO2/CaCO3浆液同时进行脱硫、脱硝试验.分析入口NO浓度、NaClO2加入量、浆液pH值、液气比、入口SO2浓度等因素对脱硫、脱硝效率的影响.结果表明,SO2的脱除效率随液气比的增大而升高,随入口SO2浓度的升高略有降低;入口NO浓度、NaClO2加入量、浆液pH值的变化对SO2的脱除效率影响甚微;NO的脱除效率随NaClO2加入量、液气比和入口SO2浓度的增大而升高,随入口NO浓度的增大而降低,浆液pH值的变化对脱硝效率影响甚微.