氧化鎂濕法煙氣脫硫副產(chǎn)品再生循環(huán)利用的研究.pdf

1、氧化鎂濕法煙氣脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、不易結(jié)垢、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，近年有了快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)已投運(yùn)世界上最大容量的氧化鎂濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，該技術(shù)有望成為我國(guó)未來(lái)主導(dǎo)脫硫技術(shù)之一。氧化鎂濕法煙氣脫硫技術(shù)在我國(guó)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵是脫硫副產(chǎn)品的回收與循環(huán)利用，包括再生氧化鎂和硫的回收利用。
　　本文針對(duì)工業(yè)級(jí)的氧化鎂濕法煙氣脫硫副產(chǎn)品，應(yīng)用理論分析、小型冷態(tài)實(shí)驗(yàn)研究、大型熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究、氣固兩相流數(shù)值模擬等方法，研究了其物料特性、再生循環(huán)利用的可行

2、性及關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)對(duì)其再生循環(huán)利用效果的影響等，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　?、僭趪?guó)內(nèi)設(shè)計(jì)建造了一個(gè)工業(yè)級(jí)的大型熱態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)工業(yè)級(jí)氧化鎂脫硫副產(chǎn)品的再生循環(huán)利用特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究
　　該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括：內(nèi)直徑為500mm和高為6780mm的爐膛、加料口、布風(fēng)板及三個(gè)天然氣噴嘴等；輔助系統(tǒng)包括物料供給系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、產(chǎn)品回收系統(tǒng)、送引風(fēng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測(cè)量和采集系統(tǒng)等。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)為：壓縮空氣流量為200N

3、m3/h；供料量為80Kg/h；天然氣流量為17Nm3/h；從焙燒爐出來(lái)的煙氣量為300Kg/h；空預(yù)器后的熱空氣溫度為650℃；二級(jí)空氣冷卻器后的煙氣溫度為250℃；進(jìn)入引風(fēng)機(jī)的煙氣溫度小于250℃；煙氣處理系統(tǒng)循環(huán)泵的循環(huán)量為50L/min。
　?、趪?guó)內(nèi)首次對(duì)工業(yè)級(jí)氧化鎂脫硫副產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征和熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究
　　通過(guò)掃描電子顯微鏡成像發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)所用的工業(yè)級(jí)氧化鎂脫硫副產(chǎn)品具有類似于片狀的分層結(jié)構(gòu)，它的外形結(jié)構(gòu)

4、比較光滑致密，有較少的空隙；通過(guò)熱重實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工業(yè)級(jí)的氧化鎂脫硫副產(chǎn)品總的質(zhì)量損失隨粒徑的減小而增加，但是粒徑對(duì)副產(chǎn)品熱解過(guò)程中各個(gè)失重階段的質(zhì)量損失的影響是不一樣的；碳粉的加入對(duì)硫酸鎂的熱解有明顯影響，能降低其熱解溫度，使其熱解過(guò)程更加容易；副產(chǎn)品在有氧條件下熱解時(shí)，最后一個(gè)熱解峰后移，反應(yīng)向高溫區(qū)移動(dòng)。
　?、蹏?guó)內(nèi)首次對(duì)從工業(yè)級(jí)氧化鎂脫硫副產(chǎn)品中回收硫的可行性及影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和計(jì)算分析；對(duì)再生氧化鎂的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析；

5、比較了煤中含硫量為1.65％，容量為300MW的火電機(jī)組運(yùn)用氧化鎂脫硫再生技術(shù)與石灰石-石膏法脫硫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性
　　主要的研究結(jié)果表明副產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在爐膛的下部區(qū)域；當(dāng)過(guò)?？諝庀禂?shù)為1.05，副產(chǎn)品中亞硫酸鎂的含量為60%時(shí)，焙燒氣中 SO2的摩爾含量為10.5%；副產(chǎn)品中水分含量占15%時(shí)，二氧化硫濃度仍能達(dá)到9.2%；富氧燃燒時(shí)應(yīng)控制空氣中氧氣含量不超過(guò)31%；減少過(guò)剩空氣系數(shù)、增加給料量、減少結(jié)晶水含量及適當(dāng)降低爐

6、溫等能顯著提高焙燒氣中 SO2的摩爾含量；經(jīng)濟(jì)性分析表明氧化鎂脫硫再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較好；當(dāng)焙燒溫度為900-1000℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)獲得的焙燒產(chǎn)品氧化鎂活性較高；當(dāng)焙燒溫度達(dá)到1100℃時(shí)，焙燒產(chǎn)品氧化鎂有輕微的燒結(jié)現(xiàn)象，活性較低。
　?、芄I(yè)級(jí)大型熱態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)爐內(nèi)氣固流動(dòng)及燃燒反應(yīng)過(guò)程的數(shù)值模擬
　　基于Gambit和Fluent軟件，對(duì)焙燒爐進(jìn)行建模，選擇合適的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和數(shù)量。首先對(duì)爐內(nèi)的三維氣相燃燒過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，在此