半干法烟气脱硫装置脱硫效率探讨.pdf

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1、72以毒髫理2013年第9期半干法烟气脱硫装置脱硫效率探讨RegressiveanalysisofdesulfurizationefficiencyforcirculatedhalfdryFGD王飞龙(浙江菲达环保科技股份有限公司浙江诸暨311800)摘要：从半干法烟气脱硫机理的基础上，推导了脱硫效率的表达式。由于Ca／S相对湿度是与脱硫效率之间具有紧密关系的重要因素之一，因此本文基于回归分析，对此建立了数学模型，从而能够对循环半干法脱硫装置的运作过程进行准确地预测。关键词：半干法；数学模型；回归分析Abstract：Baseonthemechanismofcircu

2、latedhalfdryFGD，mathematicalmodelwasmadeandtheregressiveanalysisofthemainfactorswasemphaticallyintroduced．KeferencefordesignandoperationWaSofferedandtheforecastofthesystemdesulfurationefficiencywasgiven．KeyWOrds：halfdrvdesulfurizationefficiencymathematicalmodelregressiveanalysis一、前言随着我国

3、紧急的迅猛发展，能源消费总量随之提高。能源产量也由此随之增长，在这一宏观背景下，诸如S02等一系列严重的气态污染物也由此不断向人类居住环境排放。对人类健康造成了很大的负面影响。在众多烟气脱硫技术中．烟气脱硫是一项能偶对S02污染进行有效控制的技术，循环半干法在脱硫过程中，至少体现出如下优势，一是投资费用相对较低，二是设备系统相对简单，三是脱硫效率高，并且，值得注意的是，由于该方法不存在对环境产生二次污染，因此该方法被越来越多地应用于时间工作之中。本文铜鼓哦对现有的半干法脱硫装置进行研究后认为，S02和含湿Ca(oH)2颗粒的反应是脱硫反应主要反应过程f11，基于这一要

4、点，本文针对含湿Ca(OH)2颗粒内部的Ca2+、S02、HS03一、S032一等成分，对这些成分的反应机理进行分析、并在研究的基础上建立了相应的脱硫反应模型，形成了脱硫效率的表达式[2】，通过回归分析了CdS相对湿度等主要影响因素与脱硫效率之间的关系，进一步建立了数学模型，从而能够对循环半干法脱硫装置的运作过程进行准确地预测。二、增湿脱硫反应机理氢氧化钙与二氧化硫气体通过反应后，会生成亚硫酸钙．这是该反应的总体描述[3—5]：在外置的混合器或反应器内，对循环灰和Ca(O哪2进行加水增湿预处理，由此形成一层液膜，这层液膜会附于脱硫剂表面，因此能够与原烟气进行充分接触．

5、随着时间的进行。原烟气中的二氧化硫气体会逐渐渗入并溶解与液膜表面，从而与Ca(oH)2发生后续的化学反应，与此同时，在热烟气条件下，水分会逐渐蒸发。整个反应表达如下。Ca(OH)2+S02=CaS03．1／2H20+l／2H20上述化学反应的整个蒸发过程可细分为两个阶段．一是恒速干燥反应阶段，二是降速干燥反应阶段[6，7】。具体而言，在第一个反应阶段过程中，增湿脱硫剂的自由液体表面面积较大，从而相对容易失去内部水分，从而使表面容易达到饱和状态。该阶段蒸发速率一方面先对较快，另一方面也能够保持相对稳定的蒸发速度。总之，该阶段会完成大部分的S02吸收过程。具体反应过程可表

6、述如下：S02向气，液界面传递到，并由此迅速溶解成活性较浅的离子，并与溶解于水的Ca(OH)2发生化学反应。碳酸钙作为反应生成物扩散出反应区，并保持反应持续进行。烟气湿度和脱硫剂蒸发表面等因素会影响此阶段的持续进间长度．即临界干燥时间f81。当反应流程进行到第二阶段，也就是降速干燥反应阶段时，会出现两个反映特点，一是蒸发速度降低，二是和脱硫剂颗粒温度升高，干燥速度也随之持续降低，S02吸收反应逐渐减弱，这主要是由于脱硫剂表面含水量的下降而形成。脱硫剂含水量到反应器出口时，蒸发与反应速度极慢，达到平衡水分状态。二、数学模型的建立以下假设是推出脱硫效率与主要相关因素之间函

7、数关系的前提，分列如下：(1)烟气为绝热冷却过程，该假设基于反应器进行了整体保温为前提：(2)在反应器内，粒子与烟气的流动为柱塞流；(3)粒子的分布在反应器内任一截面上都呈均匀分布状态；(4)喷入反应器或混合器的水全部在脱硫剂粒子表面呈均匀分布状态：(5)Ca(OH)2与S02在液相的反应为快速瞬时反应：(6)只在液相中进行脱硫剂与气体的反应，蒸发结束后，整个反应过程终止：技术创新管理73取一微元段dz于反应器，所得方程如图2所示：VdPA=RTdnA(1)T为烟气温度，V为烟气体积流量，Pa为烟气体积，J／K．mol；，K；nA为S02物质的量，P