石灰石活性和塔內(nèi)流場對濕法煙氣脫硫效率的影響研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，燃煤造成的SO2及NOx污染日益嚴(yán)重。在目前的煙氣脫硫工藝中，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝由于具有技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、脫硫效率高、吸收劑來源豐富、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，獲得了廣泛的應(yīng)用。在石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，作為吸收劑的石灰石的活性以及脫硫塔內(nèi)的流場分布對SO2的吸收有著重要影響。針對國外煙氣脫硫工藝在中國運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，以提高脫硫效率和系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)現(xiàn)以濕法煙氣脫硫工藝為基礎(chǔ)的多種污染物同時脫

2、除為目的，本文對石灰石的活性、脫硫塔內(nèi)氣液傳質(zhì)的優(yōu)化以及石灰石漿液吸收NO2的機(jī)理進(jìn)行了研究。 通過定pH值滴定法考察了pH值、溫度、粒徑分布、石膏、飛灰、Al3+、F-、NO3-等因素對石灰石溶解過程的影響。較低的pH值、較高的反應(yīng)溫度和較小的石灰石粒徑分布有利于石灰石的溶解；石膏、飛灰對石灰石的溶解有輕微的抑制作用；Al3+與F-形成的絡(luò)合物則會嚴(yán)重抑制石灰石的溶解。 為考察石灰石成分對其脫硫能力的影響，測試了42種

3、不同產(chǎn)地的石灰石樣品的脫硫能力；系統(tǒng)分析了石灰石的化學(xué)成分，包括CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、燒失量等對其脫硫能力的影響。結(jié)果表明：CaO和MgO含量是影響石灰石脫硫能力的關(guān)鍵因素；SiO2和Fe2O3含量對石灰石的脫硫能力也有一定影響。此外，XRD結(jié)果表明，石灰石脫硫能力與方解石的結(jié)晶程度密切相關(guān)，白云石相的存在會嚴(yán)重抑制石灰石的溶解。 為考察石灰石的品質(zhì)對SO2吸收的影響，基于氣體吸收的雙膜理論，建立了通

4、過石灰石品質(zhì)和粒徑分布來預(yù)測噴淋塔脫硫性能的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)研究。該模型中，石灰石種類的不同對SO2吸收的影響通過石灰石溶解的表面反應(yīng)速率常數(shù)來解釋；對于同種石灰石來說，粒徑分布越小，比表面積越大，溶解越快，越有利于SO2的吸收。 通過安裝氣液傳質(zhì)強(qiáng)化構(gòu)件，對濕法煙氣脫硫噴淋塔內(nèi)的氣液傳質(zhì)進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)研究及CFD模擬。結(jié)果表明，氣液傳質(zhì)強(qiáng)化構(gòu)件能夠防止煙氣沿塔壁逃逸，整流氣相流場，強(qiáng)化氣液兩相在吸收區(qū)的混合，有利于

5、SO2的吸收。通流截面一定時，噴淋區(qū)壓降和脫硫效率隨構(gòu)件與水平面夾角的增大而增大；構(gòu)件與水平面夾角一定時，噴淋區(qū)壓降和脫硫效率隨通流截面的增大而減小。 利用雙攪拌釜反應(yīng)器研究了NO2在石灰石漿液中的吸收過程；考察了各種因素如石灰石漿液濃度，反應(yīng)溫度、石灰石顆粒的粒徑分布、攪拌速率、NO2入口濃度及煙氣中的含氧量等因素對NO2吸收速率的影響。結(jié)果表明，在NO2的吸收過程中，石灰石的溶解具有重要影響。NO2的吸收速率隨著攪拌速率、N