湿式石灰石烟气脱硫过程的模型成本优化

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1、湿式石灰石烟气脱硫过程的模型成本优化JerzyWarychandMarekSzymanowski*华沙科技大学,化学与过程工程学院，waryn˜skiego 100～645华沙，波兰摘要：一种湿式石灰石烟气脱硫系统的详细过程模型。该模型可以用来计算重要的的参数估计成本下减少资本和运营成本。过程模型描述了脱硫吸收和保温水箱最重要的阶段。它包括吸收二氧化硫，氧化SO3，溶解的石灰石，石膏的结晶。在溶液中的热力学平衡的假设已经被使用。脱硫石灰石溶解计算已经停滞膜理论的基础上。该模型已用于工艺参数，在喷淋塔脱硫效率的预测例如，L／g，粒径，化学计量比

2、Ca／S，的吸收截面，高气速，在Mg2+和Cl-离子浓度和液相pH值，这个模型可以用来描述一种多级喷淋系统。这种模式的结果是Bełchato´w电厂的烟气脱硫装置中的数据协议（波兰）。关键词：湿式石灰石烟气脱硫系统；吸收二氧化硫；喷淋塔脱硫。简介主要的烟气脱硫（FGD）技术是基于在一个石灰石浆液吸收SO2。SO2脱除效率高于不同工作条件90%，但脱硫成本很高，投资成本达到20-30%的整个电厂的投资成本。运行成本太高。最佳工艺参数的计算可降低脱硫成本。过程模型来解决优化的任务是必要的。石灰石脱硫技术是一个复杂的系统，由许多设备。在除尘器，粉尘

3、在除尘器沉淀。接下来的气体被引导至洗涤浆液喷SO2。出口气体，饱和的水分，再加热。泥浆在收集到储罐。在储罐发生如下：氧化SO32-，石灰石的溶解，石膏的结晶。石灰石浆液制备试剂中的进给系统（球磨机）。从水箱浆是针对脱水石膏浆系统。两种脱水系统常常采用：水力旋流器进行第一步脱水、离心分离器或增稠剂和带式过滤机。脱水后的石膏，含有10%的水分。很难描述这样一个复杂的系统，因为几个进程同时运行在一个容器和一个吸收器。在水滴的SO2吸收模型是由Roberts和Friedlander[1]提出了ChangandRochelle、[2]Chang等[3]

4、、andHsu等[4]。在石灰石脱硫技术，SO2是吸收浆含颗粒吸附剂，亚硫酸盐，硫酸盐。Uchida和Ariga[5]一二反应区模型。气液界面附近的液体膜分为三个区域，并假设在液体中所有的反应都是用瞬时。pasiukbronikowska和Rudzinski[6]描述了SO2吸收的Ca（OH）2浆料和CaSO3的停滞膜理论。界面上的表面的离子浓度的计算和液体可以估测增强因子。Lancia等人[7]研究了SO2吸收率。limestone和Gerard等[8]成浆的亚硫酸钙。石灰石的溶解、亚硫酸盐的氧化和石膏结晶过程是十分重要的。一些研究人员已经

5、研究了这些过程的不同工作条件，而是一个复杂的方法是必要的优化。有一些复杂的模型存在文献中。一个FGDPRISM仿真模型可以用来作为一种设计工具[9]。SO2吸收的假设是用停滞膜理论描述和在溶液中的热力学平衡。校准是必要的为了估算传质系数。停滞膜理论模型中的Eden和Luckas[10]描述的HCl，SO2，HF和CO2的吸收。Eden等[11]提出了一个简单相关的脱硫效率计算。相关性是一个L/G率函数，在吸收塔内气体速度，溶液的pH值，气体中的SO2浓度，和液体氯和镁的浓度。渗透模型来描述吸收SO2是用过的[12]。Eden和Luckas[1

6、3]研究了有机酸对采用表面更新理论，SO2吸收的影响。Stergrasek等[14]进行了实验，用喷雾吸收器和估计Higbie模型液体侧的传质系数。Kiil等[15]描述在吸收和利用每一个重要的组成部分，平衡方程在储罐运行的过程。实验是在一个分组器进行。10这项工作的目的是开发一个复杂的湿式石灰石烟气脱硫过程的数学模型。该模型已被用于预测脱硫效率在喷淋塔和计算值的参数需要估计总成本，例如，L／g，粒径，化学计量比Ca／S，的吸收截面，高气速，在液相浓度的Cl-和Ca2+，解pH值，而保持油箱容量。烟气脱硫系统的过程模型减震器和贮槽是最重要的装

7、置反应发生。该模型描述了过程发生在两个装置。在储罐发生如下：亚硫酸盐的氧化、石灰石的溶解和石膏结晶。在吸收器，首先以下发生：SO2和HCl吸收。储存罐。（1）石灰石的溶解。石灰石的溶解发生在表面上的碳酸钙溶解反应和扩散反应产物的传输。溶解是由不同种类的影响。溶解的金属（锌，镁，锰，铜）和它们的盐可降低溶解速率。VanTonder和VanTonder[16]表明，这些离子的存在是微量的浓度是不高于80-100毫克/立方分米。金属沉淀物用石膏，和离子浓度不是很高。在一个容纳槽的条件下，亚硫酸盐的存在可以对石灰石溶解率的变化。[17]当亚硫酸盐的氧

8、化发生在一个储罐，亚硫酸盐的溶解存在的影响可以忽略不计。溶解的CO2可以水解和溶解速率的变化，但它是微量的缓冲物种存在。石灰石溶解的通量计算的电子理论。主导的阶段是