液柱冲击塔湿法烟气脱硫的试验研究

设计了一种新型的液柱冲击塔脱硫装置，通过冷态试验研究各种结构和运行参数的变化对液柱冲击塔脱硫效率的影响。研究结果表明，在试验范围内，液柱冲击塔的脱硫效率随着喷液密度、塔内风速、液气比、循环水池pH值、烟气入口温度的增大而提高，随着SO2入口质量浓度的增大而降低。减小液柱冲击塔阻挡层的通流截面或阻挡层与液柱喷嘴之间的距离可以有效改善脱硫浆液的雾化效果，从而显著提高脱硫效率。选择适当的结构和运行参数，液柱冲击塔的脱硫效率可以达到95%以上。     

液柱塔内流场和SO2吸收的CFD模拟和优化

为提高湿法烟气脱硫液柱冲击塔的脱硫效率，研究了塔内流场分布情况及其对SO2 .吸收的影响.塔内烟气流场分布的数值模拟以雷诺时均的纳维 斯托克斯方程为基础，采用拉格朗日离散相模型,计算了石灰石浆液液滴的运动轨迹以及气液两相之间的相间作用.分析了液柱冲击塔的烟气流速、液气比以及入口几何结构对塔内流场分布的影响，并研究了流场分布对SO2 吸收的影响. 数值结果表明，浆液的喷淋对于烟气的流动具有整流作用.浆液喷淋量一定时，随烟气流速增大，塔内烟气迹线分布情况趋于均匀.塔内流场的分布可以通过采用倾斜的入口来改善，当入口倾角为4°时，塔内流场分布相对比较均匀.     

ClO2液相氧化协同氨法烟气脱硫脱硝研究

采用ClO2作为脱硝添加剂,在已有的氨法脱硫中实现工业锅炉同时脱硫脱硝。分别考察了ClO2质量浓度、初始pH值、温度和吸收液液气比等对脱硫脱硝的影响。结果表明:SO2和NO去除率随着ClO2质量浓度和液气比的增大而提高;初始pH对SO2和NO的去除有较大影响,脱硝效率随着pH升高而减小;温度对脱硫效率影响不大,但适当升温可以提高脱硝效率。在适宜试验条件下,脱硫效率可达到99.8%,脱硝效率可达93.2%。在不改变氨法脱硫工艺条件前提下探索投资少成本低的脱硝新思路。     

H2O2降膜吸收SO2的研究

针对小型燃煤锅炉的烟气脱硫特点,提出了一种以列管式并流降膜塔为脱硫反应器,用H2O2溶液为脱硫剂的烟气脱硫新方法.通过建立小型降膜塔脱硫试验台,研究了降膜管的各种运行参数对脱硫过程的影响.试验结果表明,系统液气比为15 L/m3,入口SO2质量浓度为2 857mg/m3,H2O2吸收液浓度1 mol/L的试验条件下,脱硫效率可稳定保持在85%.该方法没有废物排放与二次污染,脱硫产物20%的废硫酸可以作为副产品利用,是一种适合于中小型燃煤锅炉简便有效的脱硫方法.     

新型多级液幕喷雾洗涤式烟气脱硫技术的试验研究

针对燃煤锅炉烟气中SO2排放的特点，从反应机理着手，制定了相应的设计脱硫装置的原则，研制了一种新型多级液幕喷雾洗涤式脱硫塔，并对脱硫装置进行了多工况试验研究。通过研究发现，燃烧产生的含有SO2的烟气在经过脱硫塔后其排放得到了有效控制，液气比、SO2浓度、Ca(OH)2浓度及反应温度的变化对脱硫效率产生了不同的影响。     

工业烟气的赤泥脱硫研究

氧化铝赤泥因排放量大、碱性强,很难被大宗利用;而工业烟气因含大量SO2必须经脱硫达标排放.在分析测试中铝河南分公司联合法赤泥的矿物组成、化学组成、粒径等基础上,采用正交试验法和单因素法在自行设计的吸收塔1 700 mm×60 mm及配套装置中,考察了赤泥的液固比、烟气流量、液气比等因素对烟气中SO2吸收率的影响,对比了各影响因素的显著性,获得了最佳工艺条件:液固比7∶1,烟气流量3.6 m3/h,液气比12 L/m3.在此条件下,赤泥吸收烟气中SO2的效率高达95%以上.同时,与热电厂现行的石灰石-石膏湿法脱硫工艺对比,相同条件下赤泥脱硫的效果更好.     

生物滴滤法脱除废气中SO2工艺的研究

优化生物滴滤塔的性能,以提高其对SO2废气的处理效率．在单因素实验的基础上,以气体流量、SO2浓度、温度及pH值作为考察因素,通过设计正交试验,研究其脱硫最佳工艺条件;在最佳工况条件下探讨不同入口浓度、不同填料层高度及喷淋量对脱硫效率的影响．结果表明,各因素对SO2去除率影响大小次序为SO2浓度〉温度〉气体流量〉pH值;最佳工艺条件为气体流量0．9m^3／h,SO2浓度1000mg／m^3,pH值2．3～2．4,温度28℃．脱硫率随填料层高度增加而增大,30L／h喷淋量的脱硫效果较优于24L/h,并且生物滴滤法比较适合于低浓度脱硫．     

规整填料内乙醇胺吸收CO2的计算流体力学模拟

为模拟规整填料单元内乙醇胺吸收烟气二氧化碳的过程,利用计算流体力学(CFD),考虑包含化学反应气液质量传递过程,建立伴有二级化学反应的气液两相流动模型.通过改变吸收过程的操作条件,如气液入口流量比、CO_2入口质量分数、乙醇胺入口摩尔分数、压强等,分析吸收塔规整填料单元内碳捕捉过程的影响因素.CFD模拟结果表明:CO_2吸收率随乙醇胺浓度与压强的增大而升高;随烟气CO_2浓度与气液流量比的增大而下降;对各影响因素影响定量排序,乙醇胺浓度对吸收效率影响最突出,其次依次是CO_2入口浓度、气液入口流量比、压强.模拟与试验结果相吻合,得出了相应的最优参数.     

尿素湿法烟气脱硫研究

研究了填料、液气比、烟气温度、吸收液pH值、烟气停留时间、烟气SO2浓度等对尿素湿法烟气脱硫效率的影响.实验结果表明烟气温度在60~100℃,吸收液pH值在8左右,停留时间约为2 s,液气比为3时的烟气脱硫综合效果最佳.     

水溶性脱硫剂反应模型研究

采用湿法脱硫工艺,利用脱硫剂与SO2进行了化学反应实验.根据气液双膜传质理论,分析了气液传质和化学反应过程,提出了水溶性脱硫剂的脱硫反应模型,并利用该模型进行了理论计算,同时总结了液滴粒径、液气比和SO2进口浓度与脱硫效率的关系.该模型虽然是在几点假设的前提下提出的,但是与实际情况基本相吻合,具有一定的实用性.     

火电厂烟气脱硫的己二酸一硫酸钠复合添加剂研究

研究单一有机羧酸和己二酸一硫酸钠复合添加剂对石灰石浆液的促溶作用以及pH缓冲作用;基于石灰石一石膏湿法脱硫模拟实验装置测试己二酸和复合添加剂强化湿法烟气脱硫的效率,分析人口S02浓度、液气比分别对脱硫率的影响．结果表明：己二酸对石灰石浆液的促溶作用和pH缓冲作用强于大多数单一有机羧酸;己二酸一硫酸钠复合添加剂对浆液的促溶作用强于单一己二酸而pH缓冲作用相差不大;当人口SO2浓度为1608mg／m2,液气比为4．5L／m3以及其他条件一定时,5mmol／L己二酸＋0．02mol／L硫酸钠的复合添加剂效果最好,其脱硫效率可达95．4％,比石灰石空白试验提高11．3％,较5mmol／L己二酸强化提高5．3％,且能使石灰石的利用率提高大约50％．在益阳电厂工况条件下测试复合添加剂效果,达到了新的GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》中“新建锅炉SO2排放限值≤100mg／m3”的要求．     

固定化硫杆菌对硫化氢的脱除研究

筛选驯化得到一株具有较高脱硫活性的嗜中性硫杆菌,建立以木屑为固定化载体的生物反应器,研究其处理H2S废气的效果.实验表明,木屑是固定床生物反应器中的良好吸附载体.当通气速率范围为6～18 L·h-1,反应器可达到一个临界进气负荷并获得530 g·m-3·h-1的最大脱除负荷(脱除率为80%);而在21～36 L·h-1的高气速下,则无明显的进气负荷临界点.对于SO42-生成情况的实验研究发现,进气硫负荷一定时,SO42-浓度随通气速率升高而提高;通气速率一定,进气硫负荷在小于450 g·m-3·h-1的范围内时,S042-牛成浓度较高;而在大于450 g·m-3·h-1的较高范围,SO42-生成浓度低,H2S被大量氧化为S0,是单质硫回收的较优范围.利用Michaelis-Menten方程,建立脱除H2S的宏观动力学模型,并利用非线性拟合进行动力学预测,预测结果与实验数据的相似度R2均在0.95以上.     

石灰石及盐类混合物在粉粒喷动床内的半干湿法脱硫

开发一种新型粉粒喷动床半干湿法脱硫过程。在这个过程中，喷动床为一个多相反应器。在喷动床中，二氧化硫与脱硫剂反应，脱除烟道气中的二氧化硫。实验采用石灰石作为脱硫剂，并考察操作条件对脱硫效率的影响。结果表明，脱硫效率受到几个因素的影响：钙硫比、饱和接近度、脱硫剂直径、粗粒子的静床层高度以及气体的表观流速。当石灰石粒径小于5μm、钙硫比大于1．5、饱和接近度为6℃时，脱硫效率可高于90％，而脱硫剂利用率超过60％。一些碱金属化合物可被用作提高脱硫效率和脱硫剂利用率的添加剂。实验结果表明：在喷动床烟道气脱硫过程中，添加氯化钠可显著提高脱硫效率。而且在脱硫浆料中，氯化钠与石灰石之比小于0．2时，脱硫效率随氯化钠浓度增加而增加。这个研究结果表明利用海水制备脱硫浆料成为可能。     

石化污泥制备烟气脱硫吸附剂

以石化污泥为原料,采用不同方法制备烟气脱硫吸附剂,并与商品活性炭对比进行了孔结构及元素分析性质表征.结果表明,石化污泥利用热解法制备的烟气脱硫吸附剂性能较好,最佳吸附条件为:SO2-O2-N2体系:SO2质量浓度2021.38 mg.m-3,烟气流速4.25 m.min-1,温度40℃,O2质量分数12%,污泥吸附剂平均脱硫效率为73%,吸附容量为9.98 mg.g-1;SO2-O2-H2O(g)-N2体系:SO2质量浓度2 021.38 mg.m-3,烟气流速4.25 m.min-1,温度60℃,O2质量分数12%,H2O(g)质量分数12%,污泥吸附剂平均脱硫效率为80%,吸附容量为15.20 mg.g-1.SO2-O2-N2体系吸附机理主要为物理吸附,SO2-O2-H2O(g)-N2体系以化学吸附为主,固定床吸附模型计算值与实验值拟合较好.     

KMnO4/NaOH溶液吸收SO2/NO的动力学研究

在典型湿法烟气脱硫系统运行条件下,研究了平面传质搅拌反应器中KMnO₄/NaOH溶液同时吸收SO₂和NO的动力学,确定了反应级数、反应速率常数以及活化能.实验结果表明,NO的吸收速率随着入口NO分压和KMnO₄浓度的增加而提高.在吸收剂溶液中加入NaOH可以提高NO的吸收速率,烟气中O₂的体积分数对于NO和SO₂的吸收速率几乎没有影响.当同时吸收烟气中的SO₂和NO时,SO₂会降低NO的吸收速率,而NO对SO₂的吸收速率几乎没有影响.在KMnO4/NaOH溶液中NO的吸收速率对NO相间浓度和KMnO4浓度均为一级反应,平均反应速率常数为5.79×103 m³/(mol•s),活化能为26.85 kJ/mol.     

几种催化剂对SO_2氧化性能的对比实验研究

选择氮掺杂纳米TiO2作为光催化剂,CuO,Al2O3,V2O5作为普通催化剂,对比研究提高SO3生产效益的实验条件。结果表明:普通催化剂对SO2的吸附平衡时间和催化氧化生成SO3的反应时间均为20 min;有氧气存在时普通催化剂对SO2的吸附效果为V2O5>Al2O3>CuO;温度对V2O5吸附SO2效果影响较大,实验条件下440℃为最佳温度;氮掺杂纳米TiO2光催化剂最佳制备条件为500℃焙烧3 h,且采用普通荧光灯照射就会产生催化效果;有氧气存在时增加SO2的体积流量,提高吸收液的pH值,增加光照强度可以提高SO3生成量。实验结果为燃煤、石油脱硫,纳米材料的研究和硫酸生产等化工行业选择催化剂提供借鉴和参考。     

NaClO掺杂K2FeO4溶液氧化工艺湿法脱除燃煤烟气中的单质汞研究

在鼓泡发生器中,利用NaClO结合K2FeO4溶液氧化工艺湿法脱除燃煤烟气中的单质汞（Hg0）,主要对温度、pH值、SO2入口浓度,以及含氧量对Hg0脱除效率的影响进行了研究。结果发现：NaClO溶液浓度、pH值、SO2的入口浓度是影响Hg0汞脱除效率的主要因素;在最佳条件下,Hg0汞的脱除率可以达到91.6%。     

多级增湿对半干法烟气脱硫影响的实验研究

在烟气处理量1-500 m3/h的试验台上,研究半干法烟气脱硫工艺中增湿水和循环灰对脱硫效率的影响.在不同位置,按照不同增湿级数、不同比例、不同分配方式进行增湿活化,同时研究了不同循环倍率下的循环灰和增湿水共同作用脱硫的效果.结果表明,增湿水量和脱硫灰的循环倍率是影响脱硫效率的关键因素,在没有循环灰情况下,采用三级喷水,递减增湿的方式,系统的脱硫效率由没有增湿水时的86.5%增加到91%.增大循环倍率有利于系统脱硫效率的提高,当钙硫摩尔比.1.54、循环倍率为18时,系统的脱硫效率可达到95%.当增湿水和灰循环综合作用时,增湿级数越多,循环灰的增湿越均匀,脱硫效率越高.当循环倍率为19.16、三级增湿,增湿水量为33%时,系统的脱硫效率可达到97%.     

雾化碱液吸收SO2气体的实验研究

本文对竖直圆管实验段中喷入雾化的NaOH溶液吸收烟气中的SO2气体做了实验研究,并分析了影响SO2吸收率的多种因素如(2OH-)/SO2、烟气进口温度、入口SO2浓度、雾化空气量及烟气的流速等等,实验结果为实际的脱硫装置的设计及运行提供了基础数据.