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1、环境工程162008年10月第26卷第5期*动力波洗涤器脱硫试验研究陈常蕊孙国刚谭华平(中国石油大学(北京)化学科学与工程学院,北京102249)摘要采用动力波洗涤器冷模试验装置,在不加脱硫剂的情况下,考察各操作参数(液气比、pH值)及液柱喷射方式(逆喷、顺喷)对脱硫效率的影响,并对不同水质的清水(自来水、去离子水)的脱硫效率进行对比分析。结果表明:自来水的脱硫效率随液气比的增加而增大;逆喷时的脱硫效率明显高于顺喷;液气比>7时,逆喷的脱硫效率在75%以上;自来水的脱硫效率较去离子水要高;撞击流有强化吸收的特性。关键词烟气脱硫去离子水传质0引言距洗涤管上方760mm。模拟烟
2、气用空气与SO2钢瓶炼油厂排放的SOX约占其总排放量的6%~出来的纯SO2气体混合而成,模拟烟气经计量后由洗7%,国内外学者研究开发了多种烟气脱硫技术及设涤器的顶部进入,与喷头喷出的洗涤液相遇发生碰[1]备。动力波(DynaWave)洗涤是工业烟气净化领域撞,洗涤后的气体与洗涤液一同下行,洗涤液进入回的一项先进技术。它利用气液两相在管道中高速逆流槽循环利用,气体经气液分离器除液后放空。向对撞,形成一个高速湍动的泡沫区,从而充分地利用了气流及液流两相的能量,具有气液分散混合充分,能同时完成除尘和脱硫两项任务,设备尺寸小,阻力适中,操作弹性宽,洗涤排液中COD(化学需氧量)低等优点。适用于炼油厂烟
3、气SO2浓度低的特点。该技术在国外已应用于许多工业过程,已建造了约300套动力波洗涤装置,其中用于炼油厂的就有151离心风机;2SO2钢瓶;3流量计;4混合器;5循环泵;[2-3]套。与其他洗涤技术相比,动力波洗涤具有更高6进口取样口;7清水池;8清水泵;9洗涤器;的净化效率及强化吸收的特性。为了系统的考察动10除雾器;11出口取样口。图1实验装置流程力波洗涤器的吸收特性,本项目在不加脱硫剂的情况下,试验考察了操作参数对动力波洗涤脱硫效果的影响。1试验11装置及流程中国石油大学(北京)过程装备实验室对动力波[4]洗涤器进行一系列研究,从基本流动规律和流型研究到气液
4、传质和脱硫效果测试等方面获得一些成果。试验装置及流程如图1,由模拟烟气发生系统、图2动力波喷头示意12液柱喷射方式吸收液循环系统、洗涤器和液沫分离器四部分组成。试验采用两种液柱喷射方式:顺喷和逆喷。如洗涤器由洗涤管和动力波喷头构成,洗涤管由图3所示,逆喷时烟气从洗涤管顶部进入,由上向下流90mm5mm聚丙烯有机玻璃制造,高1800mm;洗动,洗涤液由下向上喷射与烟气逆向接触,形成一个强涤管的中部装有一个洗涤液喷头,结构如图2。喷嘴烈湍动的液膜泡沫区。这种喷射方式是动力波洗涤器*国家重点基础研究发展计划项目(2005CB221201),中国石化科技最常用的喷射方式。顺喷
5、时,保持喷嘴出口位置与逆开发研究项目(X505026)。喷时相同,烟气流动方向不变,洗涤液由上向下喷射与环境工程2008年10月第26卷第5期17烟气同向接触,顺喷时不能形成明显的泡沫区。22液气比及喷射方式对脱硫效率的影响液气比的大小直接影响脱硫装置的投资(如塔、泵、管道)和运行费用(如电耗),是一个重要的操作参数。本试验采用自来水,分别考察了保持气速不变(1503ms)的条件下通过改变液速来改变液气比LG和保持液速不变(1106ms)的条件下通过改变气速来改变液气比LG两种情况下液气比LG对脱硫效率的影响。图4是pH=6时的结果。由图4中可见,两种情况下,脱硫效率均
6、随液气比LG的增加而增大,且两者变化的过程基本相同,在液气比较小时(LG<7)脱硫效率随液气比较快增加,在图3洗涤段气液两相流接触方式示意液气比>7以后,随着液气比的增加变得较缓慢。13主要试验参数分析方法固定气速,液气比LG增加,实际上气速不变而试验在常温下进行,测得试验用清水的水温为液速增加。液速增加一方面使气液接触表面积增加,20。试验中气速用皮托管测量,循环洗涤液流量降低了液相阻力,有利于增加吸收速率。另一方面因用转子流量计测量,洗涤液pH值用F20-A型便携式洗涤液的量一定,吸收SO2的能力一定,随着试验的酸度计测定,精度为002。模拟烟气进出口浓度采进行,吸收SO2
7、的能力减弱,脱硫率增加的趋势变缓。用英国Kane公司生产的KM900CS型手持式烟气分3析仪测定,测量范围为0~14300mgm。根据洗涤管进出口烟气中的SO2浓度计算脱硫效率:=Cout1-100%。试验的洗涤液采用清水(自来Cin3水、去离子水),试验气流量50~900mh。进气的3SO2质量浓度1200~1310mgm,pH为6时将洗涤液排放,改变被洗涤的烟气流量、循环洗涤液流量、
