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《干法半干法烟气脱硫灰化学组成计算模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第3期锅炉技术Vol.41,No.32010年5月BOILERTECHNOLOGYMay.,2010文章编号:CN31-1508(2010)05-0070-06干法/半干法烟气脱硫灰化学组成计算模型研究1,221222徐夕仁,马春元,归柯庭,陈莲芳,王文龙,董勇(1.东南大学能源与环境学院,江苏南京210096;2.山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061)关键词:脱硫灰;化学成分;计算模型摘要:随着干法/半干法烟气脱硫工艺的推广应用,其脱硫副产物-脱硫灰的排放数量也会大幅度增加。脱硫灰
2、的综合利用是目前的研究热点。脱硫灰的性质在很大程度上取决于脱硫工艺,结合烟气脱硫的实际工艺特点,从理论上推导出不同干法/半干法烟气脱硫工艺脱硫灰的组成计算模型,并进行了实例计算。这些计算模型对于烟气脱硫灰处理系统的设计、掌握脱硫灰组成变化、脱硫灰的应用都具有重要的参考价值。中图分类号:X701文献标识码:B10前言CaO+SO2+2O2※CaSO4(2)CaO+H2O※Ca(OH)2(3)干法/半干法烟气脱硫灰的性质、组成等特SO2+Ca(OH)2※CaSO3+H2O(4)性决定其应用的前景和范围。脱硫
3、灰的性质虽11可借助于化学分析、仪器测试等手段获得,但根CaSO3+H2O※CaSO3·H2O(5)22据烟气脱硫工艺参数、脱硫化学反应原理,可以1CaSO3+2H2O+O2※CaSO4·2H2O(6)也从理论上预测或估算脱硫灰的组成。结合实2方程式(1)、(2)是炉内固硫的主要化学反应。际烟气脱硫工艺特点,从脱硫化学反应方程出发,理论上推导出不同干法/半干法烟气脱硫工(3)、(4)、(5)、(6)是尾部增湿活化脱硫的主要反应;(4)、(5)、(6)是半干法烟气脱硫的主要反应。艺脱硫灰的组成计算模型,通
4、过进行实例计算,故炉内固硫的主要副产物是氧化钙(CaO)和硫酸并和文献提供数据进行对比。钙(CaSO4),尾部增湿活化和半干法烟气脱硫产1干法/半干法烟气脱硫主要化学反应及生的额外的主要副产物是:半水亚硫酸钙(CaSO3产物成分分析·1/2H2O)、二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)、以及未反应掉消石灰(Ca(OH)2)和石灰石(CaCO3)。干法、半干法烟气脱硫工艺的区分并没有严格的界限。本文认为:如果在烟气脱硫化学反应2炉内固硫脱硫灰组成计算中有水分参与(水分起重要的媒介作用)且离开脱设燃料的灰分A
5、,硫分为S,燃烧过程硫排放硫塔的脱硫灰为干态,即为半干法烟气脱硫灰。系数为αs(考虑煤中的硫不能全部转变成气体反之,如果没有水分参与,即为干法烟气脱硫。根SO2的系数),飞灰排放系数为αA(考虑只有一部据此定义,炉内喷钙脱硫、炉后烟气喷钙(干粉)脱分灰随着烟气排出的系数),以1kg煤为基准。整硫属于干法脱硫,而炉后烟气喷浆脱硫(如旋转喷个脱硫系统钙硫比为Ca/S(如果增湿活化烟气系雾干燥法)、喷粉喷水脱硫等(如烟气循环流化床统不再增加脱硫剂,此钙硫比也是炉内脱硫的钙脱硫、尾部增湿活化脱硫)属于半干法脱硫
6、。由于硫摩尔比),炉内脱硫剂通常是磨细的石灰石,设干法、半干法脱硫化学反应机理、固硫剂有所不其碳酸钙含量为ηc,不参与反应的石灰石中的杂同,其脱硫灰的组成和计算模型也不同。质,最后变成粉煤灰的一部分,不考虑水分变化,CaCO3※CaO+CO2(1)另外为了简单,把粉煤灰作为单独的一相,称为粉收稿日期:2009-02-24作者简介:徐夕仁(1963-),男,东南大学在职博士,副教授。主要从事燃煤污染物减排和节能技术的科研和教学工作。第3期徐夕仁,等:干法/半干法烟气脱硫灰化学组成计算模型研究71煤灰相,当
7、需要计算脱硫灰的成分时,只要再考虑由于脱硫,使灰总量增加:粉煤灰的化学成分及其在脱硫灰中的份额即可。Δm=m石灰石(1-ηc)+(1-XCaCO)mCaCO33整个脱硫系统物料平衡的计算模型如图1+mCaO+mCaSO(13)4所示。增加的百分数为:100ΔmΔη=(14)A前两项为总粉煤灰量。设排渣和飞灰的组成成分相同,则考虑排灰系数脱硫飞灰(简称脱硫灰)的质量为:图1炉内固硫脱硫灰组成计算用图m′tlh=αA[A+m石灰石(1-ηc)+(1-XCaCO)×32.1随着1kg煤加入的石灰石的计算mCa
8、CO3+mCaO+mCaSO4](15)根据钙硫比,相对于1kg煤,炉内脱硫需要飞灰中各主要物相的百分含量为:mCaO加入的石灰石为:xCaO=×100%(16)mtlhSCaMCaCO31mCaSOm石灰石=(7)x4100SMCaSO=×100%(17)Sηc4mtlh进入炉内的碳酸钙为mCaCO=ηcm石灰石A+m石灰石(1-ηc)3xfh=×100%(18)mtlh2.2由于炉内脱硫反应,产生的脱硫副产物量的(1-XCaCO)mCa
