高钙煤灰增湿脱硫试验研究

该文以热天平和半工业性热态试验系统对高钙煤灰增湿脱硫过程进行了研究。试验研究结果表明：自由水分是高钙煤灰低温固硫反应的首要条件，而雾化液滴粒径、停留时间和Ca/S比等因素对煤灰增湿脱硫工艺的脱硫效果有着直接的影响。在实际烟气条件下，该工艺脱硫效率为40％－50％，能够达到燃用神木煤的锅炉环保标准。     

高钙煤灰增湿脱硫的热天平模拟实验

(上海交通大学 能源工程系) 摘要：采用热天平研究了低温(30°C～130℃)条件下湿高钙煤灰的脱硫特性,指出水是低温下高钙煤灰进行 脱硫反应的前提条件。探讨了水钙摩尔比(H2O/CaO)、温度、二氧化硫浓度和钙硫摩尔比(Ca/S)对煤灰脱硫 效率的影响。结果表明,随着H2O/CaO、二氧化硫浓度和Ca/S的增大,脱硫效率提高;随着温度的升高,脱硫 效率降低。     

高钙煤灰增湿脱硫的热天平模拟实验

采用热天平研究了低温（30℃0－130℃）条件下湿高钙煤灰的脱硫特性。指出水是低温下高钙煤灰进行脱硫反应的前提条件,同时探讨了水钙摩尔比（H2O／CoO）、温度、二氧化硫深度和钙硫摩尔比（Ca／S）对煤灰脱硫效率的影响。结果表明：随着H2／CaO、二氧化硫浓度和Ca／S的增大,脱硫效率增大;随着温度的升高,脱硫效率降低。     

喷雾过程液滴碰撞模型研究

对喷雾过程重要环节之一液滴碰撞现象进行了理论研究,在O＇Rourke随机碰撞模型的基础上,建立了一个新液滴碰撞模型.模型全面考虑了液滴碰撞反弹、聚合、反射分离和摩擦分离4种情况,并引入粒子球半径概念,根据粒子运动的动量守恒关系求解粒子液滴数密度.将模型用于KIVA程序计算了定容室内的喷雾过程,结果表明新碰撞模型修正了原KIVA模型计算的喷雾前端液滴由于聚合而导致半径较大的误差,并表现出较好的网格独立性.     

增湿活化脱硫反应器内流动_蒸发与碰撞过程数值计算

介绍了喷水增湿活化脱硫反应器中的气相流动、水滴运动和蒸发、水滴与脱硫剂颗粒碰撞及碰撞后形成的浆滴过程的模型研究方法和数值计算结果,其中,气相湍流模型采用κ-ε双方程模型进行数值模拟,水滴运动和蒸发模型分别采用随机轨道模型和经Ranz—Mashall修正的水滴蒸发模型,水滴与脱硫剂颗粒的碰撞则采用惯性沉聚模型进行。数值计算结果表明,活化反应器内的气相速度场已经进入紊流充分发展区,喷入反应器的雾化水滴及形成的浆滴在不长的一段距离内即蒸发完全,脱硫剂捕集主要发生在雾化水滴喷入位置后的一段距离内,此后捕集效率迅速降低。     

高钙粉煤灰直接应用于烟气脱硫的试验研究

在一维热态煤粉炉上进行了粉煤灰干法、尾部增湿以及灰浆湿法烟气脱硫试验.结果表明,利用高钙粉煤灰组织炉内或尾部烟气的脱硫都能取得一定的效果.研究发现:干法脱硫效果是粉煤灰对SO2的物理吸附和化学反应吸收两个过程共同作用的结果;在增湿和湿法脱硫中,自由水分的存在是提高脱硫率的关键因素,而湿法中钙硫比对脱硫的影响占据主导地位.试验结果表明:干法脱硫效果最差;增湿脱硫效果明显提升,灰浆脱硫效果最优,当钙硫比为0.864～1.86时,脱硫率为53%～78%,达到了中等脱硫效果,具有工程应用前景.     

炉内喷钙及尾部增湿活化脱硫的中间试验研究

对炉内喷钙及尾部增湿活化脱硫技术进行了中间试验研究,株洲烟煤的含硫量较低,当钙硫比为2．67,增湿量为18．6kg/h时,脱硫率达到75％,吸收剂利用率为28．1％。可以满足目前燃煤锅炉脱硫的需要。     

气固流化床的离散颗粒运动-碰撞解耦模型与模拟

基于分子动力学和气固两相流体动力学，建立流化床稠密气-固两相离散颗粒运动-碰撞解耦模型，采用硬球模拟方法处理颗粒与颗粒之间的碰撞，及大涡模拟方法处理气相湍流流动．单颗粒运动满足牛顿第二定律，颗粒相和气相相间相互作用的双向耦合由牛顿第三定律确定，数值模拟二维鼓泡流化床内稠密气-固两相流动，得到了气泡的形成、发展及颗粒的流化过程，计算结果表明颗粒弹性恢复系数影响气-固两相流动特性。     

半干法脱硫喷雾液滴蒸发模型的研究

半干法烟气脱硫优势明显,喷雾干燥效率直接影响其运行成本.目前的商用CPFD软件仅有纯水蒸发模型,未考虑溶质浓度对蒸发速度的影响.基于Barracude软件的反应模型,在考虑溶质材质、溶质浓度、颗粒相关系等影响因素的基础上,开发了新的蒸发模型,与查尔斯·沃斯的单液滴蒸发实验的结果对比,验证了该模型的准确性.     

一维炉内SO2的生成与喷钙脱硫规律的研究

以高含硫的铜川煤为实验对象，在一维炉燃烧实验台上进行了燃煤SO2排放与喷钙脱硫的实验研究。实验结果表明，煤的燃烧过程中在不同机理的作用下发生了两次SO2与SO3的相互转化，表现为SO2的浓度降低后又上升；而在喷钙脱硫过程中SO2浓度单调递增；石灰石对SO2析出的抑制率与未喷钙的SO2浓度呈明显的正相关关系。图3表2参3     

半干法烟气脱硫整体化模型

建立了半干法烟气脱硫整体化模型,通过模型分析确定了半干法烟气脱硫工艺各阶段的反应机理.结果表明:在脱硫塔内石灰浆滴干燥的常速阶段初期,控制脱硫反应的环节是石灰的溶解阻力;在常速阶段后期,反应过程由气膜扩散阻力控制;在降速阶段,限制脱硫反应进行的阻力是反应物向反应区域的扩散;在脱硫塔内干燥后阶段以及布袋除尘器中,气固反应的控制阻力是SO2通过脱硫产物层的扩散.模型计算结果与试验结果较吻合.     

采用石灰浆液荷电雾化的脱硫机理试验研究

采用环形电极、机械雾化喷嘴等组成的荷电雾化装置,通过测试石灰浆液的荷质比、喷浆脱硫前后烟气中二氧化硫浓度的变化,探讨和分析了不同流量时的荷质比变化规律,首次对不同荷电电压、荷质比与脱硫效率的关系进行研究.结果表明:雾滴的荷电效果与浆液流量有关,且对于同一喷嘴存在荷电效果最佳的流量值;在相同钙硫比条件下,浆液荷电相对于非荷电时脱硫率明显提高;在不同钙硫比情况下,浆液荷电与非荷电的脱硫率变化趋势基本相同.     

湿法烟气脱硫存在SO32-时石灰石的活性研究

利用定pH值滴定法研究了SO32-存在时石灰石的溶解特性.结果表明,当SO32-存在时,石灰石的溶解过程受石灰石颗粒表面和液相主体之间的传质及石灰石颗粒的表面反应速度共同控制.表面反应速率常数不仅仅与石灰石种类有关,且随浆液的pH值增大而减小,随温度、搅拌速率和CO2分压的升高而增大.     

湿法烟气脱硫存在SO3^2-时石灰石的活性研究

利用定pH值滴定法研究了SO3^2-存在时石灰石的溶解特性．结果表明,当SO3^2-存在时,石灰石的溶解过程受石灰石颗粒表面和液相主体之间的传质及石灰石颗粒的表面反应速度共同控制．表面反应速率常数不仅仅与石灰石种类有关,且随浆液的pH值增大而减小,随温度、搅拌速率和CO2分压的升高而增大．     

液气比对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程的影响

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中,液气比是影响系统脱硫性能及经济性的重要参数.利用所建立的并流有序降膜式湿法脱硫装置,进行了液气比对石灰石-石膏湿法脱硫过程影响的试验研究.结果表明:脱硫率随液气比增加而增加;当液气比小于8 L/m3时,增加液气比能更有效地提高脱硫率;液气比增加,吸收塔吸收段出入口的浆液中石灰石浓度差降低,吸收段内浆液中石灰石溶解量增加,浆液中石灰石浓度增加.     

烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究

以鼓泡式脱硫塔为例,采用双膜模型对烟气脱硫过程进行了数值模拟,并与试验结果进行了比较。结果表明:影响鼓泡式脱硫反应过程的主要因素有烟气中SO2含量、吸收液浓度、气体温度、pH值及喷管浸入深度等;在运行中应保持pH值>8和浸管深度>200mm,且吸收液浓度4.5%左右较为合适.同时,脱硫效率对入口烟气温度变化敏感,入口烟气温度越低,脱硫效率越高.通过对这些因素的分析,有助于脱硫装置的运行优化.     

石灰石炉内高温煅烧脱硫及产物活性的实验

以石灰石炉内喷入与烟气循环流化床的组合式燃煤锅炉烟气脱硫工艺方案为应用对象,选择辽宁地区富产的7种石灰石,在煤燃烧热态实验装置上,对其炉内煅烧高温脱硫效果及其影响因素进行了实验研究,并对煅烧产物的活性及其影响因素进行了实验研究。实验表明：煅烧温度、钙硫比、煅烧停留时间、石灰石粒度等因素对脱硫效果均有显著影响;煅烧温度、煅烧停留时间和石灰石粒度等因素对石灰石高温煅烧产物活性有显著影响;石灰石最佳煅烧温度区间为1000℃～1200℃,在此温度区间内,炉内脱硫效率最高,煅烧产物的活性最高。图7表2参2     

臭氧氧化结合化学吸收同时脱硫脱硝的研究

为深入研究和开发臭氧氧化结合化学吸收同时脱除多种污染物技术，阐明了石灰石吸收脱除臭氧氧化产物（SOx和NOx）的吸收反应机理，通过气液固平衡理论对石灰石浆液吸收SOx和NOx特性进行了分析研究。理论分析表明：烟气中CO2对SOx和NOx吸收的影响可以忽略，并给出浆液在吸收容量所能承受的最大气液比。当[CaCO3]=0．05mol／1时，临界点M=600-700；当[CaCO3]=0．1mol／1时，临界点M=1200～1300；当[CaCO3]=0．15mol／1时，临界点M=1900～2000。图4表1参9     

氨法烟气脱硫模型的研究

以建立的填料塔氨法脱硫实验系统为例,研究了氨法脱硫的气液传质和化学反应过程,并建立了数学模型.利用该模型对填料塔氨法脱硫过程进行了数值模拟,分析了吸收液pH值、液气比、初始SO2浓度和烟气流速等因素对脱硫效率的影响,并与实验结果进行了对比.结果表明:在运行过程中,将pH值控制在5.5～6.5、液气比控制在2.0～2.7 L/m3、烟气流速控制在1.5～2.0m/s范围内较为合适;模型计算值和实验数据吻合良好,证明了该模型的合理性,为氨法烟气脱硫的工艺设计提供了理论参考.     

循环流化床烟气脱硫效率的研究

基于对气固传质、气固反应模型、浆滴蒸发等理论,从物料循环对热力学参数、传质过程和化学参数的影响几个方面对物料循环的作用过程进行研究。通过对循环流化床烟气脱硫物料循环过程的研究与分析,提出物料循环对脱硫效率的贡献由新鲜吸收剂脱硫效率的提高和循环物料中未完全反应的吸收剂参与脱硫反应产生的脱硫效率两个部分组成,还提出了物料循环对热力学、传质以及化学等参数影响的模拟计算方法。实验验证了方法的可行性与有效性。图3参12