电解锰渣浆液烟气脱硫性能及机制

电解锰渣是电解锰生产过程中产生的锰矿石酸浸渣,富含锰、铁等活性组分,理论上可催化氧化SO₂实现烟气脱硫,同时脱硫后的电解锰渣可资源化利用,然而目前尚未见电解锰渣矿浆脱硫的研究报道。本文研究了工艺参数对电解锰渣浆液脱除SO₂性能的影响,探究了电解锰渣浆液烟气脱硫的过程机制。结果表明：锰渣粒径为200目（<75μm）、锰渣浆液初始浓度5000mg/L、气体流量400mL/min、进口SO₂体积分数0.20％、反应温度50℃、反应时间180min的条件下,电解锰渣浆液脱硫率最高可达93.87%。脱硫前后电解锰渣XRD、SEM、XPS表征结果表明,MnO₂、MnO、Fe₂O₃等活性组分参与SO₂反应,且浆液中的Mn²⁺、Fe³⁺等过渡金属离子液相催化氧化SO₂生成H₂SO₄,实现烟气脱硫。     

臭氧氧化结合硫代硫酸钠溶液喷淋同时脱硫脱硝

采用臭氧氧化结合湿法喷淋硫代硫酸钠溶液的方法开展模拟烟气同时脱硫脱硝实验研究。结果表明,采用臭氧氧化结合Na₂S₂O₃-NaOH溶液湿法喷淋可以实现NO_x和SO₂协同脱除:在O₃/NO摩尔比为1.1～1.2时,溶液中Na₂S₂O₃浓度的增加会提高系统的NO_x脱除效率,烟气中SO₂的存在会促进NO_x的脱除,当SO₂浓度为1030 mg·m^-3、2.0%Na₂S₂O₃溶液作为喷淋液时可实现较高的SO₂脱除效率,同时NO_x脱除效率可达70%以上;喷淋液pH在2.5～9范围内变化时提高浆液pH有利于NO_x的脱除,当pH 9时脱硝效率可达75%。180 min连续同时脱硫脱硝实验结果表明,硫代硫酸钠可有效促进NO_x的脱除,并实现SO₂较高的脱除效率,同时可实现系统同时脱硫脱硝连续稳定运行,喷淋吸收后烟气中NO_x的主要转化产物为NO₂^-, 该方法作为一种有效的同时脱硫脱硝技术,具有一定的工业应用推广前景。     

离子液体水溶液吸收模拟烟气中SO2

建立了一套放大脱硫装置, 利用该装置研究了乙醇胺乳酸盐([MEA]L)水溶液在不同条件下吸收SO₂的性能, 确定出了较优的实验条件, 并在该条件下进行吸收-解吸SO₂循环实验。研究结果表明:烟气中SO₂的去除率随[MEA]L中水分的增加而增加;SO₂的去除率随着气液比的减少而增加, 在气液比为420, SO₂浓度为2850～14280 mg·m^-3范围内时, 出口烟气中SO₂浓度均小于285 mg·m^-3, 满足排放标准;烟气中的CO₂对[MEA]L水溶液吸收SO₂没有影响;利用蒸汽对富液进行解吸再生, 解吸后的贫液可以继续使用, 并且仍具有很高的SO₂去除率。     

高含水菌渣流化床燃烧NOx、SO2排放特性

采用流化床反应器，研究了高含水抗生素菌渣直接燃烧的NO_x、SO₂排放特性。结果表明，增加过量空气系数，NO_x排放浓度升高，SO₂排放浓度降低；升高燃烧温度，NO_x及SO₂排放浓度均升高；随着燃料含水率的增加，NO_x及SO₂排放浓度均呈现先降低后升高的趋势。空气分级燃烧能有效降低NO_x排放，二次风率增加，NO_x排放浓度显著降低；当二次风率为3/7时，NO_x排放浓度较传统燃烧降低50%。添加CaCO₃进行炉内脱硫，实验结果显示：随钙硫摩尔比（Ca/S）增加，SO₂排放浓度下降，当Ca/S 3时，SO₂排放浓度降低到25 mg·m^-3以下，脱硫效率超过99%。     

水泥窑炉湿法脱硫耦合控制SNCR脱硝氨逃逸的研究

针对水泥分解炉脱硝系统氨逃逸问题,提出了利用湿法脱硫系统实现水泥工业烟气氨排放达标的方法。通过在水泥窑尾脱硫系统进行试验,研究了湿法脱硫系统对气态NH₃的脱除特性。结果表明,湿法脱硫系统浆液吸收作用能有效脱除烟气中的气态氨。液气比、脱硫浆液pH及浆液中氨氮浓度对尾气中氨逃逸影响较大。增大液气比有利于提高氨脱除效率,在液气比由4.3 L/m³提高到7.0 L/m³时,氨脱除效率由86.0%提高到92.5%;当浆液pH由5.8升高至6.4时,氨脱除效率由94%降低至67%;氨氮浓度由4.03×10³ mg/L升高至4.06×10³ mg/L时,氨脱除效率由91.9%降低至86.0%。     

膜曝气-吸收耦合式海水烟气脱硫过程

利用聚丙烯中空纤维双层曝气式膜接触器,对膜曝气-膜吸收耦合式海水烟气脱硫过程开展实验研究,考察了烟气流量、海水流量、海水pH以及曝气量等因素对烟气脱硫参数的影响。结果表明,曝气式膜吸收过程具有更高的脱硫效率和传质性能,相较于非曝气过程,SO₂吸收率可提高12.4%。提高烟气流量,使SO₂吸收率降低,总传质系数先增大再减小;提高吸收剂流量、pH和曝气量,SO₂吸收率和总传质系数均会提高,海水pH较高条件下加入曝气更能有效加强吸收效果;烟气中SO₂的吸收通量均随海水pH和曝气量的增加而增加。扫描电镜及接触角测量显示在使用一个月后的膜丝仍具有较高的疏水性能和使用性能。     

基于气-液传质强化的湿法烟气脱硫CFD模拟研究

针对燃煤电厂烟气脱硫过程中,高硫煤燃烧产生的高含硫烟气高效脱硫难题,通过计算流体力学(CFD)开展了钙法烟气SO₂高效脱除研究,提出了基于塔内筛板构件及喷淋系统优化的多手段耦合增效方法。建立了宏观脱硫塔尺度下涵盖喷淋吸收-筛板鼓泡吸收的SO₂多形式吸收脱除耦合模型,获得了浆液下落过程中的pH及SO₂吸收速率变化规律,并研究了湍流构件对脱硫塔内的气液混合流动、相内相间传质、浆液内部化学反应等过程的影响机制。探究了筛板对于脱硫塔脱除效率的强化机制,并进一步开展了筛板布置位置优化设计研究。同时,针对脱硫塔喷淋系统开展了优化设计研究,通过对比研究获得了喷淋系统优化后布置方案。基于所提出的脱硫塔多手段耦合增效方法,研究了包括液气比、浆液粒径及入口烟气SO₂浓度等不同参数影响下的脱硫塔SO₂脱除性能,发现通过塔内筛板构件及喷淋系统优化多手段协同增效后,可实现不同工况下脱硫塔SO₂脱除效率提升3%～8%。     

有机胺脱硫技术吸收工艺模型

针对不同SO₂浓度烟气,有机胺吸收剂的SO₂吸收容量不同,需采取不同的吸收工艺降低项目建设成本及运行成本。提出传统吸收模型[适应ρ(SO₂)≥20 000 mg/m³]、分级吸收液模型[适应ρ(SO₂)在10 000～20 000 mg/m³]、低密度吸收模型[适应ρ(SO₂)≤10 000 mg/m³]、多流路吸收模型[适应两股SO₂浓度烟气：一股烟气ρ(SO₂)≥20 000 mg/m³;另一股烟气ρ(SO₂)≤1 000 mg/m³]四种吸收模型来适应不同的SO₂浓度烟气脱硫工艺,确保烟气稳定达标排放的同时,使脱硫系统各性能参数指标最优化,让有机胺脱硫技术成为真正意义上的低碳环保以及经济的脱硫技术。     

喷淋鼓泡塔内氨水对烟气中As2O3的吸收特性

喷淋鼓泡塔内的反应是典型的气液两相流,为研究喷淋鼓泡内氨水对烟气中As₂O₃吸收特性,探索新型喷淋鼓泡技术的污染物一体化控制潜力,以空气和SO₂为模拟烟气,利用喷淋鼓泡吸收塔研究了液气比、浸液深度、氨水质量浓度、SO₂质量浓度对氨水吸收气相As₂O₃的影响。研究表明：氨水对As₂O₃的吸收效率随液气比增加先增大后趋于平缓;浸液深度增大,氨水吸收As₂O₃的效率降低;As₂O₃与氨水中OH^-作用生成的AsO₃^3-溶于氨水实现氨水对As₂O₃的吸收,氨水吸收As₂O₃的效率随氨水质量浓度的增大先上升后下降;碱性环境下,SO₂与NH₃作用生成SO₃^2-的水解增加了溶液中OH^-,促进了氨水对As₂O₃的吸收,又因SO₃^2-水解产生HSO₃^-电离出H⁺对部分OH^-中和以及NH₃挥发等因素,促进作用表现为吸收效率随SO₂质量浓度的增加先上升后下降。在氨水质量浓度为0.07%、SO₂质量浓度为525mg/m³、液气比10L/m³、浸液深度5cm时吸收效率达到最大82%。     

水力喷射-空气旋流器用于湿法烟气脱硫及其传质机理

在一种新型高效的气液传质设备--水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)₂料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究。结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO₂的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)₂浓度和回流比。在气体流量24～72 m³·h^-1、循环液体量0.4～0.8 m³·h^-1、料浆中Ca(OH)₂浓度7500 g·m^-3时,对SO₂浓度为1891～6373 mg·m^-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9%～97.7%,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象。总体积传质系数K_Ga、有效相界面积a均随进口气速u_G增大而增大,而总传质系数K_G随u_G增加变化较小;当液体喷射速度 u_L≤0.26 m·s^-1时,K_Ga和K_G随u_L增加快速增大,之后增加缓慢,而a随u_L几乎线性增加,K_Ga和K_G随吸收剂中Ca(OH)₂浓度c_L增加有一最大值。结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能。气体旋流场强度对总体积传质系数K_Ga和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主。     

氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰反应塔设计与应用

以处理某锰企电解锰渣煅烧装置产生的高浓度SO2烟气的脱硫反应塔为例,将该反应塔与石灰石-石膏湿法脱硫塔进行对比及分析,并对反应塔的选型、塔主体结构和防腐处理进行介绍.氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰技术的核心设备是反应塔.反应塔内脱硫浆液与含硫烟气逆流接触反应,脱硫后的烟气达标排放,反应生成硫酸锰浆液返回电解锰车间回收处理.反应塔设计进口烟气量为135300 m3/h,烟气中φ(SO2)最高可达9.07%.运行结果表明,该反应塔运行稳定,浆液混合均匀,系统无堵塞和可见腐蚀,出口气体ρ(SO2)≤200 mg/m3,锰浸出率最高可达90%.     

己二酸强化石灰石浆液脱硫工艺过程研究

在旋流板塔上对己二酸强化石灰石浆液烟气脱硫(FGD)工艺和过程进行了实验研究，分析了其吸收SO2的传质反应机理，实验测定了不同己二酸添加浓度C(％wt)下脱硫率η和浆液pH值随时间t的变化情况，得到了η与pH值的关系规律，并得出了η与t的回归关联式。实验研究了己二酸添加浓度C和液气比L／G对脱硫率η的影响，以及己二酸添加浓度C对CaCO3利用率α的影响。结果表明，当C=0．15％时，己二酸可有效促进CaCO3的溶解并缓冲浆液pH值的下降，η和α分别提高lO个百分点和25个百分点以上；当控制浆液pH=6．0时，脱硫率可达。70％以上；当要求η在pH=6．0的情况下达60％时，可有效降低液气比L／G约40％，从而大大降低了脱硫运行成本。     

电石渣浆上清液S2-去除试验研究

分析了电石渣浆废水治理方案的现状和问题,含硫废水有潜在环境风险。结合工程实际,选择空气催化氧化法对电石渣浆上清液进行S2-去除的试验研究。通过模拟试验,确定了该工艺处理该上清液的最佳工况条件:用MnSO4作催化剂,催化剂按MnSO4与S2-的质量比为1∶7的比例投加;反应温度为35～45℃;每处理1L水曝气量控制为0.6L/min;曝气时间5h。在该条件下进行反应,上清液中S2-的质量浓度在650～750mg/L时,其去除率可以达到90%以上。     

电石渣浆上清液S^2-去除试验研究

分析了电石渣浆废水治理方案的现状和问题，含硫废水有潜在环境风险。结合工程实际，选择空气催化氧化法对电石渣浆上清液进行S。去除的试验研究。通过模拟试验，确定了该工艺处理该上清液的最佳工况条件：用MnSO4作催化剂，催化剂按MnSO4与S^2-的质量比为1：7的比例投加；反应温度为35—45℃；每处理1L水曝气量控制为0．6L／min：曝气时间5h。在该条件下进行反应，上清液中S^2-的质量浓度在650—750mg／L时，其去除率可以达到90％以上。     

关于氟化氢铵与硅反应的动力学研究

介绍了白炭黑和废砂浆的研究现状,阐述了硅制取白炭黑的两反应两循环新的氟化法工艺路线。利用传统的排水收集气体的方法,并将气体量转化为浓度,研究了氟化氢铵与线切割废砂浆中硅反应的动力学。结果表明,该反应符合二级反应规律[-r=k(C(NH4)HF2)2],确定50℃与60℃条件下的反应速率常数:k50=3.47×10-4mol3/(L.s)和k60=5.62×10-4mol3/(L.s),以及此反应的活化能Ea=43.16 kJ/mol与指前因子A=3 288.85。     

电絮凝气浮法处理分散艳蓝E-4R废水的研究

采用电絮凝气浮法处理分散艳蓝E-4R染料废水,考察了电解时间、废水初始浓度、pH值及外加电解质氯化钠和絮凝剂等不同反应条件对废水处理效果的影响。结果表明,染料废水脱色率随着电解时间的加大而逐渐增大并随初始浓度的增大而慢慢降低;pH值在2.5~10范围内电解均可获得较高的脱色率。初始浓度为400 mg/L的染料废水,电解20 min后脱色率即达87.39%,但TOC去除率只有10.49%。投加50 mg/L氯化钠后,脱色率和TOC去除率分别达到93.61%和73.49%,TOC去除率提高60%以上。在电解的条件下投加不同絮凝剂能提高染料废水的处理效果,其处理效果从大到小依次为:硫酸铝>三氯化铝>硫酸亚铁,它们的适宜用量分别为50,100,100 mg/L。     

电石渣在燃煤电厂脱硫工艺中的应用研究进展

近年来,电石渣在燃煤电厂干法脱硫工艺的应用中取得了较多进展,但在湿法脱硫的应用中仍存在消溶特性差、亚硫酸钙氧化率低、石膏脱水困难等诸多问题,导致其难以大规模推广。本文从电石渣的理化性质出发,分析了孔隙结构、反应温度、Ca/S摩尔比对脱硫效率的影响,并探讨了电石渣作为脱硫剂对循环流化床锅炉效率及运行的影响,结合电石渣的消溶特性、浆液氧化特性及石膏脱水特性,分析了电石渣在湿法脱硫工艺应用中存在的问题,提出了一种以电石渣为原料,利用燃煤机组再生水深度处理系统生产石灰石浆液的工艺路线,并在2×660MW超超临界燃煤机组再生水深度处理系统中进行了可行性试验,当Ca(OH)₂纯度≥95%时,合理的污泥掺配比例区间为50%~70%,所产石膏达到了二级石膏的品质要求。     

氧化铁改性石英砂过滤性能及反冲洗效果研究

对自制涂铁砂进行过滤和反冲洗试验,研究不同滤层(每层为12 cm)的截污性能,并与原始石英砂和活性炭-涂铁砂组合滤料的性能进行对比研究,探讨涂铁砂对浊度和有机物的过滤效果及其再生能力。结果表明,(1)涂铁砂存在一个使用成熟期,约3个工作周期。成熟期后,其对浊度和有机物的去除率最高,为96.5%、75.4%。(2)涂铁砂对浊度的有效截污滤层集中在前2层,总去除率为88.73%。(3)经相同强度气水反冲洗后,涂铁砂滤层厚增加幅度最大(为5 cm),过滤周期为石英砂的1.5倍。(4)改进后的气水反冲洗强度为:气冲4 min,q气=12L.m-.2s-1;气水同时冲5 min,q气=12 L.m-.2s-1,qNaOH=10 L.m-2.s-1,NaOH=0.1 mol.L-1;清水漂洗3 min,q水=10 L.m-2.s-1。(5)反冲洗后,活性炭-涂铁砂组合滤料中涂铁砂表面的块状及针状形态学特征不变,对有机物的去除效果保持不变,为74.1%。     

燃煤烟气中SO2对氨法脱碳的影响

利用湿壁塔实验台对燃煤烟气中SO₂对氨水溶液［1%～7%(质量）］吸收CO₂的影响进行了实验研究,具体分析了不同反应温度（20～80℃）和CO₂体积分数（5%～20%）条件下,CO₂传质通量及传质系数随SO₂浓度和SO₂负载量的变化规律。结果表明, SO₂浓度由0增至11428 mg·m^-3,CO₂传质通量及传质系数均有一半左右降幅,而SO₂负载量［0.1～0.4 mol SO₂·（mol NH₃）^-1］的增加,同样导致CO₂传质通量及传质系数明显减小。氨水浓度及反应温度增加可有效提高CO₂传质通量和传质系数,相对降低SO₂对CO₂传质的影响。CO₂浓度的增加可明显提高其传质通量,但是CO₂的传质系数有所降低。     

改进生产工艺实现电石渣浆循环利用

从生产工艺上对电石渣浆和电解盐水中硫酸根用于纯碱生产的问题进行了探讨。通过综合利用，避免了电石渣浆排放，保护了环境；减少了硫酸根在氯碱生产中的富集，保护了离子膜，创造了可观的经济效益和社会效益。