石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数值模拟

石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前应用最广泛的脱硫工艺。为了对脱硫工艺进行优化,本文基于双膜理论,以某电厂2×135MW机组燃煤锅炉的脱硫系统为研究对象,建立了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数学模型,详细描述了脱硫工艺中的气液传质、化学反应的过程和机理。通过将模型求解结果与工业运行数据进行比较,发现计算结果与工业数据的吻合程度较高,并考察了几个关键工艺参数对脱硫效率的影响。计算结果显示,提高液气比或浆液pH值,脱硫率随之提高;增大入口SO_2分压或烟气流量,会导致脱硫率下降;循环浆液中的Cl-离子浓度不宜超过21 300 mg/L。本研究所建立的模型及研究结果,可以为石灰石-石膏法脱硫系统的设计和优化提供参考。     

燃煤烟气氨法脱硫装置总尘控制的性能研究

针对氨-硫铵法脱硫工艺存在的雾滴夹带、气溶胶和氨逃逸,即总尘超标的问题,根据新疆某项目的运行数据,分析了脱硫塔入口SO_2浓度、吸收液pH值、烟气流速等因素与出口颗粒物含量、系统除尘效率的关系,得到了各因素与除尘效率的关系曲线及关联方程。结果表明:入口SO_2浓度、烟气流速对系统除尘效率的影响明显,入口SO_2浓度越低、烟气流速越慢,出口颗粒物含量越少,除尘效率越高;当pH值在一定范围内变化时,其对系统除尘效率的影响不很明显,超过一定值后,系统除尘效率随pH值的增大而降低,为保持合理的脱硫效率,pH值取值一般在4.7左右。     

筛板塔在湿法烟气脱硫中的应用

为考察筛板塔在湿法烟气脱硫中的脱硫效果.以石灰石料浆做脱硫剂,在筛板塔反应器中进行了湿法烟气脱硫实验.考察了液气比(L/V)、入口烟气SO2质量浓度、钙硫比(m(Ca):m(S))对脱硫效率的影响.结果表明,脱硫效率随着液气比的增加而增大,在液气比为2.2时,筛板塔脱硫效率可达到68%;随着进口 SO2质量浓度的增加,脱硫效率随之下降;且随着钙硫比的增加,脱硫效率增大.实验条件下,筛板塔以较小的液气比可以取得较高的脱硫效率,对降低湿法烟气脱硫成本有一定的意义.     

氨法烟气脱硫工艺过程模拟与优化

为了进一步研究氨法烟气脱硫工艺过程,以非平衡级传质理论为依据,利用化工流程模拟软件Aspen Plus建立填料吸收塔脱除SO2过程的数值计算模型,分析和优化操作参数对脱硫效果的影响,模拟结果与文献值吻合较好。模型计算结果表明:脱硫率随着吸收液pH值和液气比的增大而增大;随着进口SO2质量浓度和进口烟气流量的增大而降低,并得出吸收液pH值及液气比在氨法烟气脱硫效率影响因素中占主要位置。所建立的氨法烟气脱硫工艺过程模型准确合理,模拟结果可为脱硫系统实际运行调节各操作参数对脱硫效果的影响提供参考和借鉴。     

静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术研究

湿法烟气脱硫技术是当今世界上应用最广泛的烟气脱硫手段,但是昂贵的基建和运行成本极大地限制了其进一步的发展。开发了一套喷射混合器组合螺旋切割强化气液传质的湿法烟气脱硫系统,考察了烟气SO_2质量浓度、脱硫剂质量分数、烟气流量以及脱硫剂循环流量对烟气脱硫效果的影响,并与喷射混合接触方式下的脱硫效果进行了对比实验研究。结果表明:当脱硫剂质量分数为15%,烟气SO_2质量浓度为3 000 mg/m~3,烟气流量为18 m~3/h,脱硫剂循环流量为250 mL/min的时候,系统脱硫效果最佳,出口烟气SO_2质量浓度为0 mg/m~3;静态螺旋切割气液接触方式下,系统脱硫率相较于单独喷射混合提高了7.64%。采用螺旋切割装置强化烟气脱硫,能够显著提高系统的烟气脱硫效率,可达到超净排放,并能实现湿法烟气脱硫系统的高效化、小型化。     

臭氧/氧化镁同时脱硫脱硝的反应特性

本实验利用一套自行设计的鼓泡反应装置进行了臭氧前置氧化、氧化镁溶液吸收的脱硫脱硝反应特性研究,探索了臭氧浓度、混合烟气温度、吸收液pH值、反应温度、SO_2及NO初始浓度等参数对脱硫脱硝效率的影响。结果显示,高O_3浓度和烟气温度有助于SO_2和NO的脱除,但吸收液pH值和反应温度不宜过高,烟气中的SO_2浓度变化对NO的脱除效率影响甚微。最佳实验条件下SO_2脱除效率可达99%,NO脱除效率可达52%。     

活性矿浆湿法脱硫技术工程应用研究

以活性矿浆为烟气脱硫剂,采用湿法脱硫技术,对冶炼过程产生的低浓度SO_2烟气进行脱硫工程化应用研究。由结果可知:活性矿浆平均硫容可达到3.78 kg/m~3,当入口烟气量在80 000—100 000 m~3/h,SO_2质量浓度在3 000—5 000 mg/m~3时,液汽比控制在6—9 L/m~3,平均脱硫效率能够达到94%,最高可达到99%,随着吸收时间的增加,活性矿浆pH值逐渐降低,当pH值在7.0—7.5时,循环液形成缓冲体系,吸收过程达到动态平衡,pH值下降趋势减缓,此时尾气能够稳定达标;当pH值7.0时,pH值急剧下降,此时尾气会存在超标现象。此外,由于活性矿浆高含固、易沉降的特性,在工程化应用中塔型结构选用空塔,并在塔底设置相应的防沉降装置。     

湿法脱硫系统中应用水汽相变促进SO_3酸雾脱除研究

基于石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)工艺,通过数值计算获得脱硫塔进口烟气温湿度对塔内过饱和水汽环境的影响规律,并试验考察了塔入口烟气参数及脱硫操作条件对SO_3酸雾脱除特性的影响。结果表明,通过调节脱硫塔入口烟气温湿度可使塔内形成SO_3酸雾凝结长大所需的过饱和水汽环境,适当降低塔入口烟温或提高塔入口烟气湿度可有效提高WFGD系统对SO_3酸雾的脱除效果,脱除效率可从40%增至60%左右;同时,适当提高脱硫液气比及降低浆液温度有利于促进SO_3酸雾的脱除,脱除效率可提高10%左右。     

撞击流气-液反应器中氨法脱除燃煤烟气中二氧化硫的研究

本文进行了在撞击流气-液反应器中采用氨法脱除燃煤烟气中SO2的工艺研究,探讨了模拟燃煤烟气中SO2浓度、吸收液(NH4)2SO3浓度、液气比等因素对脱硫效率的影响。研究表明,对于模拟燃煤烟气,适宜的脱硫工艺条件为:吸收液(NH4)2SO3的浓度为30%,雾化压力为1.2MPa及液气比为0.362L/m3,在此条件下脱硫率可达96.87%,并建立相关因素与脱硫效率的数学模型为η=111.509C_(SO_2)~(-0.037977)C_((NH_4)_2SO_3)~(0.040223)P~(0.0077342)η=111.589C_(SO_2)~(-0.037977)C_((NH_4)_2SO_3)~(0.040223)P~(0.0577842)     

氨法烟气脱硫制亚硫酸氢铵过程模拟优化

对氨法烟气脱硫制亚硫酸氢铵过程进行数值模拟和工艺优化,考察了吸收温度、氨水质量分数和烟气SO_2质量浓度对脱硫效果的影响,优化了工艺参数。脱硫过程采用两级吸收塔,分析结果表明,第一吸收塔温度对亚硫酸氢铵质量浓度和SO_2总吸收率影响较小,对吸收塔尾气中SO_2和NH_3质量含量影响较大,第一吸收塔温度优选40~45℃;第二吸收塔温度对烟气脱硫效果影响很大,第二吸收塔温度优选25~30℃;氨水质量分数优选25%~33%;脱硫效率随烟气SO_2质量浓度的增加而降低,随着烟气SO_2质量浓度增大,亚硫酸氢铵和亚硫酸氨的浓度增大,亚硫酸氢铵与亚硫酸铵质量比减小,吸收塔排放尾气中SO_2质量含量增大。     

氢氧化镁乳液的制备及其在脱硫中的应用

探究了氢氧化镁乳液的制备工艺,并采用鼓泡式反应装置对氢氧化镁脱硫反应特性进行了研究。结果表明,氢氧化镁的粒径中值随反应物浓度的增大而增大,粒径中值460⁴90 nm、浓度0.7 g/L的氢氧化镁脱硫效果较佳;氢氧化镁脱硫效率随着其浓度的增大、鼓泡深度的提高而显著增大,随着SO_2浓度及烟气流量的增高,脱硫效率降低,而且在SO_2浓度为2 500 mg/m490 nm、浓度0.7 g/L的氢氧化镁脱硫效果较佳;氢氧化镁脱硫效率随着其浓度的增大、鼓泡深度的提高而显著增大,随着SO_2浓度及烟气流量的增高,脱硫效率降低,而且在SO_2浓度为2 500 mg/m³、吸收液温度低于50℃时,脱硫效率达到95%以上;SO_2在氢氧化镁颗粒表面的接触、反应过程分为快速区、过渡区和稳定区三个阶段。     

氢氧化镁乳液的制备及其在脱硫中的应用

探究了氢氧化镁乳液的制备工艺,并采用鼓泡式反应装置对氢氧化镁脱硫反应特性进行了研究。结果表明,氢氧化镁的粒径中值随反应物浓度的增大而增大,粒径中值460~490 nm、浓度0.7 g/L的氢氧化镁脱硫效果较佳;氢氧化镁脱硫效率随着其浓度的增大、鼓泡深度的提高而显著增大,随着SO_2浓度及烟气流量的增高,脱硫效率降低,而且在SO_2浓度为2 500 mg/m~3、吸收液温度低于50℃时,脱硫效率达到95%以上;SO_2在氢氧化镁颗粒表面的接触、反应过程分为快速区、过渡区和稳定区三个阶段。     

填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收SO2的体积总传质系数

SO2减排已经成为国际关注的焦点问题,近年来,湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、技术成熟等优点,成为当今占主导地位的烟气脱硫方法。可再生胺法脱硫技术作为一种新的脱硫方法得到了普遍关注。为进一步的工业设计提供参考依据,今采用乙二胺/磷酸溶液为吸收剂,测定和计算了在填料塔中乙二胺/磷酸溶液吸收烟气中SO2的体积总传质系数KGa,并研究了液气比、乙二胺浓度、进口气体中初始SO2浓度、吸收液初始pH值及反应温度对KGa的影响。实验结果表明,KGa随液气比的增大、乙二胺浓度的升高、吸收液初始pH值的增大而增大;体积总传质系数随初始SO2浓度的升高、反应温度的升高而降低。     

钢渣改性用于烟气脱硫研究进展

钢渣结构上疏松多孔、组分上富含氧化钙、氧化镁等碱性氧化物,因此其在溶液中碱性较高,酸中和能力强,能有效去除烟气中二氧化硫实现有效脱硫。目前钢渣主要用于湿法脱硫工艺,基本机理是气液两相间的传质过程,包括二氧化硫由气相进入液相、液相中钢渣碱性物质溶解析出、进入液相的二氧化硫与钢渣中碱性物质发生化学反应3个过程,但脱硫效果主要受前两个过程影响,主要影响因素包括入口二氧化硫质量浓度、液气比、浆液pH、反应温度、钢渣粒径等。但目前对钢渣中除氧化钙、氧化镁外其他组分对脱硫效果的影响机理研究还不够深入。因此,下一步要积极探索钢渣中不同化学组分在烟气脱硫过程中的协同作用和机理,完善钢渣用于烟气脱硫的理论基础,进而实现钢渣脱硫的工业化应用。     

石灰石-石膏湿法喷淋脱硫模型研究

分析了石灰石-石膏湿法脱硫过程,提出了合理假设,建立了喷淋塔内液滴的运动微分方程、液相离子的平衡关系以及气液传质过程的数学模型,考察了不同操作参数对脱硫率的影响。结果表明,脱硫率随吸收液p H值及喷淋密度的增大而增大,随液滴直径、烟气流速、入口SO2浓度及温度的增大而减小,其中液滴直径、吸收液p H值及喷淋密度对脱硫率的影响较显著,温度对脱硫率影响不大;脱硫率的模型计算值与实际值吻合较好,该模型可为石灰石-石膏湿法喷淋脱硫系统优化提供参考。     

气液撞击流洗涤脱硫的实验研究

以石灰石悬浮液为吸收剂,在气液撞击流洗涤器内进行了烟气脱硫实验,着重研究了液气比、循环浆液的pH值、进气SO2浓度和吸收剂质量浓度对脱硫效率的影响,分析了各因素对脱硫效率产生影响的原因.实验结果表明,在浆液pH值大于6.1,进气SO2浓度小于1657mg/m3的条件下,较低的液气比L/G和较低的吸收剂浓度就能达到95%以上的脱硫效率,增大液气比L/G和吸收剂浓度,脱硫效率可达99%以上.本实验结果在单喷头中试装置上得到了进一步的验证.     

湿法脱硫技术的开发与利用

简要介绍了湿法脱硫技术的反应原理,并根据脱硫塔结构对湿法脱硫技术分类,分析了在湿法脱硫设计中Ca/S比、液/气比的选取、pH值、塔内烟气流速对脱硫效率的影响。     

湿法烟气脱硫塔内传递与化学反应过程CFD模拟

以某330 MW燃煤发电机组湿法烟气脱硫塔为研究对象,采用欧拉-拉格朗日方法建立了塔内气-液两相流动、热质交换模型,以溶解平衡、质量守恒及电荷守恒描述浆液内13种溶质组分瞬时化学反应特性,通过用户自定义函数实现流动模型与传质模型、化学反应模型的耦合。基于上述模型预测了脱硫塔内气-液两相流动、液滴蒸发与SO_2化学吸收过程,获得了SO_2浓度与浆液pH的径向分布特性,详细分析了气-液流动对化学吸收特性的影响,结果表明局部液气比分布特性是影响SO_2径向分布的关键因素之一,可通过调控近壁区及主管道区的两相流动状态提高脱硫塔的吸收性能;随着气相侧SO_2浓度提高或液滴粒径减小,浆液pH下降速率增大且各化学组分浓度达到稳定状态用时缩短。     

工业锅炉烟气湿法脱硫技术研究与分析

工业锅炉烟气湿法脱硫技术日益成熟。氧化镁法在相同的脱硫效率下,其脱硫剂用量较少,运行费用较低,但脱硫副产物需进一步处理;钠钙双碱法具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点,适合于烟气SO2浓度比较高的废气处理;石灰石法液气比大,脱硫设施占地大。     

湿壁塔氨法烟气脱硫模型

近年来氨法脱硫以其低投入,脱硫率高以及有价值的副产物越来越受到重视。今以并流式湿壁塔脱硫实验装置为例,以氨水作为吸收液,在20℃和常压下研究了氨法烟气脱硫的气液传质与化学反应过程,并且在伴有快速的化学反应吸收的双膜理论的基础上,建立了数学模型。利用该模型对并流式湿壁塔氨法脱硫过程进行了模拟,分析了吸收液pH值、液气比、吸收液浓度、烟气流速以及初始SO2浓度对脱硫效率的影响,并与实验结果进行了对比。结果表明:在进气浓度为2500 mg·m·3时,最佳的工艺条件为液气比为2.2~2.8 L·m·3,吸收液pH值为5.8~6.5,烟气流速为1.5~2.5 m·s-1;该模型的计算值与实验数据基本吻合,为氨法烟气脱硫的工业化应用提供了理论参考。