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1、第25卷第3期热能动力工程Vo.l25,No.32010年5月JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERMay,2010文章编号:1001-2060(2010)03-0330-05半干法脱硫中应用蒸汽相变促进细颗粒脱除1121刘锦辉,宋士娟,辛成运,杨林军(1.东南大学能源与环境学院,江苏南京210096;2.中北大学化工与环境学院,山西太原030051)摘要:在喷雾干燥烟气脱硫系统中进行了应用蒸汽相变促托发生异质核化凝结长大,从而增大了颗粒被除雾进细颗粒
2、脱除的试验研究:通过向脱硫反应后的湿烟气中添器脱除的可能性。加适量蒸汽,形成细颗粒凝结长大所需的过饱和水汽环境,利用蒸汽相变作为脱除细颗粒的调节措施已有进而由高效除雾器脱除凝结长大的含尘液滴。细颗粒数量[5~9]较长研究历史,但这些研究主要是针对香烟微浓度及粒径分布采用电称低压冲击器(ELPI)实时测量。考粒、硬脂酸、炭黑等特定细颗粒。凡凤仙等人利用数察了喷雾干燥烟气脱硫操作条件(如Ca/S、浆液量)及蒸汽值计算方法研究了蒸汽在燃煤PM2.5和焚烧垃圾颗添加量对细颗粒脱除效率的影响,结果表明:部分浆液
3、滴和[10~11]脱硫反应产物可随烟气排出脱硫反应塔,导致细颗粒数量浓粒表面异质核化特性,发现该特性主要由颗粒度增加;在半干法脱硫工艺中应用蒸汽相变可促进细颗粒脱的物化性质和凝结液对颗粒的润湿性能决定。颜金除,脱除效率随蒸汽添加量增加而提高,如蒸汽添加量为0.培等人将蒸汽相变原理与湿法脱硫工艺相结3[12~13]08kg/m时,细颗粒数量浓度脱除效率可提高到55%以上;合,在湿法脱硫后的烟气中添加适量蒸汽促进脱硫操作条件对蒸汽相变效果有较大影响。细颗粒凝结长大并脱除。本研究以燃煤锅炉产生的关键词:半干
4、法脱硫;细颗粒数量浓度;细颗粒脱除;过烟气为颗粒源,建立了一套利用蒸汽相变机理促进饱和;蒸汽相变细颗粒凝结长大并用高效除雾器脱除的实验系统,中图分类号:X701.3文献标识码:A研究了应用蒸汽相变脱除细颗粒的原理和不同操作条件对细颗粒凝结长大及脱除的影响。引言1实验系统目前,可吸入颗粒物是我国城市大气环境的首[1~2]要污染物,尤其是空气动力学直径小于2.5Lm实验系统如图1所示,主要由全自动燃煤锅炉、的PM2.5可以长时间停留于大气中,容易通过呼吸系脱硫反应塔、旋风除尘器、蒸汽发生器、湿度调节室、[
5、3~4]统进入人体内部,严重危害人体健康。随着环烟温调节室、除雾室、引风机和测试控制系统组成。境质量要求的提高,控制细颗粒排放成为迫切要解3烟气体积流量为70Nm/h,由额定耗煤量为10决的问题之一,但常规除尘技术的细颗粒脱除效率kg/h全自动燃煤锅炉产生。脱硫塔高2000mm,直不能满足要求。径273mm,自塔顶喷入粒径为25~40Lm的Ca半干法脱硫工艺具有反应速度快、脱硫效率高、(OH)2浆液滴。旋风除尘器用于预脱除粒径大于无废液排出、产物易处理等优点。脱硫过程中浆液10Lm的粗颗粒。向直径30
6、0mm、长1500mm湿滴与高温烟气之间发生剧烈的传热传质作用,烟气度调节室中注入水蒸气调节烟气湿度。烟温调节室温度降低,相对湿度提高,在脱硫后的湿烟气中添加为列管式换热器,直径为450mm,高2000mm。细适量蒸汽就可以使其达到过饱和状态。当过饱和度颗粒数浓度和粒径分布采用Dekati公司生产的电(蒸汽分压与相同状态下饱和蒸汽压的比值,用S称低压冲击器(ELPI)实时测量,粒径测量范围为表示)超过颗粒物异质核化凝结所需的临界过饱和0.023~9.314Lm。采用德国MRU公司Delta2000度(
7、水蒸气以颗粒为依托发生异质核化凝结所需的CD-IV型烟气分析仪实时测试SO2浓度。最小过饱和度,用Scr表示)时,水蒸气将以颗粒为依收稿日期:2009-04-30;修订日期:2009-07-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(20576020);国家高技术研究发展计划基金资助项目(2008AA05Z306)作者简介:刘锦辉(1982-),男,安徽滁州人,东南大学硕士研究生.第3期刘锦辉,等:半干法脱硫中应用蒸汽相变促进细颗粒脱除#331#图1实验系统示意图低温脱硫浆液在塔内与高温烟气间发生传热传2
8、结果与讨论质过程,烟气温度降低的同时提高了相对湿度。脱硫塔出口温度一般控制在烟气绝热饱和温度以上[15]2.1半干法脱硫对细颗粒数浓度分布的影响10~25e,因而可以在添加蒸汽的同时降低烟半干法脱硫对细颗粒数浓度分布影响的测试结温,使烟气过饱和度达到细颗粒凝结长大的要求。果如图2所示。脱硫塔入口、出口和除雾室入口烟由图3可见,使50e相对含湿量<为0.8的烟气达气温度分别为129、62和51e,脱硫浆液质量浓度到过饱和状态的途径有3种:一是在烟气中添加蒸
