喷雾干燥法影响因素实验设计

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1、一、工艺原理喷雾干燥法(SDA)脱硫喷雾干燥法烟气脱硫是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极其细小的液滴直径一般小于件，仿佛云雾一样，与烟气形成极大的接触表面积。这些具有很大表面积的雾状微滴与含有二氧化硫的热烟气接触，便发生强烈的热量交换和质量传递以及化学反应。吸收剂一方面吸收烟气中的二氧化硫，一方面迅速蒸发而形成含水量很少的固体灰渣，由此达到净化烟气中二氧化硫的目的。SDA法的一般工艺流程如下:SDA法的独特之处是吸收剂与烟气接触之前，先被雾化成细小的雾滴，从而极大地增加了吸收剂的比表面积，强化了吸收的传

2、递过程，使得吸收反应得以快速进行。与其它脱硫方法相比，SDA法占地面积小，运行费用低，不产生腐蚀，无二次污染，有较高的脱硫效率等诸多优点。喷雾干燥烟气脱硫系统的特点是脱硫过程中利用石灰浆液做吸收剂，以细雾滴喷入反应器，与SO2边反应边干燥。在反应器出口，随着水分蒸发，形成了干的颗粒混合物。该工艺操作简单，可使用碳钢作为结构材料，不存在微量金属污染的废水，减少了烟气重新加热系统。脱硫系统的烟气压力降适中，吸收液输送量小，系统能耗较低。目前主要用于含硫2.5%以下的煤。实验方案1实验目的(1)单因素水平实验。(

3、2)在单因素的基础上，进行正交实验，得出最佳工艺条件。2实验仪器与原料1)主要仪器2)主要试剂3)原料2.1实验方法对于研究喷雾干燥法脱硫效率影响因素的实验，最主要就是测定进出口气体流量和SO2的含量，计算脱硫效率的值来表征处理效果。进行喷雾干燥法脱硫实验，首先进行单因素实验，通过合理选择吸收剂，研究吸收剂的雾化性能、SO2入口浓度、吸收器的烟气进出口温度、吸收器中烟气流速和烟气停留时间等众因素，分析对喷雾干燥法烟气脱硫的去除效率。然后在合理范围内进行正交实验，得出最佳工艺条件。2.1.1材料预处理吸收剂的

4、处理：吸收剂溶液或浆液须在现场临时制备。吸收剂有粒状和粉末状两类。本实验采用石灰为吸收剂，粒状石灰必须熟化，以产生具反应性浆液。2.1.2测定方法SO2浓度用SGA系列单组分烟气分析仪测定。2.1.3实验方法石灰过0.104mm筛，充分搅拌浆化后，加水维持液固比L/S=12，用0.15MPa的压缩空气经喷嘴送人干燥器中，烟气由焙烧黄铁矿模拟，并且控制SO2含量为900mg/m3(相当于燃煤烟气中SO2含量为0.03%)。2.1.4脱硫率的计算脱硫率η由下式计算:η=(1-VoCo/ViCi)×100%式中V

5、o、Vi分别为喷雾干燥进、出口的气体流量/m3·min-1;Co、Ci分别为喷雾干燥进、出口的气体中SO2的含量/mg·m-3。2.2实验内容和步骤2.2.1单因素实验1)吸收剂种类在相同的化学计量比下，五种吸收剂的脱硫效果依次为纯碱〉石灰〉电石渣〉白泥〉石灰石。纯碱可溶于水，化学活性高，所以脱硫率最高石灰石溶解度低，化学活性差，故脱硫效果差；石灰的化学活性介于纯碱和石灰石之间，故也具有较好的脱硫效果；电石渣中既含CaO，又含CaCO3，白泥主要含CaCO3，以及少量Na2CO3、NaOH和MgCO3，故它

6、们脱硫率是电石渣高于白泥，并在石灰和石灰石之间。本实验选用石灰为吸收剂。2)烟气湿度脱硫效率随着烟气湿度的增加而提高，为取消烟气进入袋滤器或电除尘器前的二次加热和尽可能减少袋滤器的堵塞现象，烟气相对湿度应选择一个合适的值。湿度过大，会使烟尘结块，堵塞袋滤器或电除尘器；过小，会降低脱硫效率。3)钙硫比CaO/SO2摩尔比(脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比)是表示脱硫剂用量的一个指标。4)吸收器的烟气进出口温度进入吸收器的烟气温度随产生烟气的锅炉装置而定，对其上限一般没有什么限制，但对其下限却有一定要求。如果进气温

7、度太低，则不足以把所有液态吸收剂蒸发成干粉，以致在吸收器和除尘器中形成湿块，影响装置正常运行。如果因此而减少吸收剂用量，则与脱硫要求矛盾。另外吸收剂的浓度也有一个上限。否则输送、雾化都有困难。因此喷雾干燥法脱硫所能处理的烟气温度不能太低，其下限值应根据烟气中二氧化硫的含量经过计算确定。吸收器的出口烟温是一个很重要的参数。为了不致在吸收器和除尘器中形成湿块，吸收器出口烟温应高于出口烟气的露点一定数值。但另一方面，从二氧化硫与吸收剂的化学反应的角度出发，又希望出口烟温尽量接近烟气的露点，使吸收剂维持湿态有足够长

8、的时间，这样二氧化硫的吸收过程不但在吸收器中进行，而且在其后的烟道甚至在除尘器中能继续进行，从而提高脱硫效率。为了安全起见，一般控制出口烟温高于烟气露点-10～20℃。(烟气露点需由公式计算得出)5)吸收器中烟气流速和烟气停留时间烟气在吸收器中应有一个合适的流速。烟速过高则动力消耗大，烟速过低则烟气不能一与吸收剂很好混合。一般烟速控制在1～1.5m/s左右。烟气在吸收器中的停留时间也是一个较重要的参数，由于化学反