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1、环境工程2002年12月第20卷第6期35运行参数对半干法烟气脱硫性能的影响魏恩宗王乃华程世庆高翔骆仲泱岑可法(浙江大学能源清洁利用与环境教育部重点实验室,杭州310027)摘要选用富阳石灰作为实验研究脱硫剂。研究了运行参数对脱硫效率的影响并分析了其机理。结果表明:对系统脱硫效率影响最显著的参数是脱硫塔出口趋近绝热饱和温度,其次为钙硫比。脱硫塔入口烟气SO2浓度、烟气量、脱硫塔入口烟气温度对烟气脱硫性能都有不同程度的影响。关键词运行参数半干法烟气脱硫1前言脱硫塔后、布袋除尘器后二氧化硫浓度用MSI22000烟气脱硫不影响炉内燃烧和传热,是当前控制烟气分析仪来测定。样气首先经过一颗粒捕集滤网,S
2、O2污染的有效方法。半干法烟气脱硫技术既节省然后通过一电子冷却器使其中水蒸汽凝结,之后进入投资(相对于湿法),又有较高的脱硫效率(相对于干一细颈瓶除去液态的水,最后送往分析仪。仪器可以法),具有广泛推广价值。为了给半干法烟气脱硫工显示SO2浓度,同时通过数据采集系统将数据发送到艺国产化设计提供参考依据,对半干法烟气脱硫性能计算机。SO2浓度计经过513mgPL的标准SO2气体进行实验研究,并对实验结果进行了机理分析。标定。温度测点为镍铬2镍硅热电偶,在该试验中采2实验简介用HP34970A数据采集仪。烟气湿球温度在脱硫塔211实验系统出口测量。石灰浆和水流量由转子流量计测量,调速实验系统如图1
3、所示,该实验装置由模拟烟气发电机控制。通过改变混入水的流量可以改变趋近绝生系统、石灰消化系统、喷雾干燥烟气脱硫塔、布袋除热饱和温度。尘器和数据采集系统等5部分组成。该系统是在喷212实验工况雾干燥烟气脱硫工艺的基础上,广泛吸收其它半干法本实验的基本工况为:CaPS=115,烟气入口温度工艺(如循环流化床烟气脱硫和烟气悬浮脱硫等技T3in=150℃,烟气量Q=2000mPh,入口SO2浓度术)的优点,而开发的一种新型喷雾干燥烟气脱硫21857mgPL,趋近绝热饱和温度为10℃。研究其中一工艺。个参数的影响时,其它参数保持不变,试验变量见表1。首先在基本工况下对两种石灰进行比较,结果发现萧山石灰的
4、脱硫效率为67%,而富阳石灰的脱硫效率达到了80%。因此,采用富阳石灰作为脱硫剂进行研究。表1实验条件实验项目实验条件3-11500～2500烟气流量Pm·h烟气温度P℃140～200图1实验系统图烟气出口趋近绝热饱和温度P℃5～20本工艺采用的喷嘴为双流体雾化喷嘴,浆滴的粒烟气出口温度P℃65～80-1径预先用FAM型衍射式激光测粒仪测定,本实验中烟气中SO2浓度Pmg·L11143～51716的Sauter平均直径在50～70μm范围内。SO2由钢瓶钙硫比015～215经流量控制阀和标定过的转子流量计加入到混合室3运行参数对脱硫效率的影响中,以便烟气达到所需的二氧化硫浓度。烟气入口、虽然半
5、干法烟气脱硫反应的整个化学反应过程环境工程362002年12月第20卷第6期[2]非常简单,但是同时进行的传热和传质过程都非常复钙硫比也影响布袋除尘器的脱硫效率。由杂。在脱硫塔内,浆滴有两个干燥阶段,因此反应条图2可见钙硫比对布袋除尘器的脱硫效率影响较大。[3]件也不相同。另外,在脱硫塔内干燥结束后的阶段以Damle分析认为,布袋除尘器上固体和烟气紧密接及在布袋除尘器内进行的气固反应也要加以考虑。触,这样颗粒表面的SO2浓度同烟气主体一样,所以半干法烟气脱硫系统宏观运行参数对于脱硫反SO2的气相传质阻力不明显。影响布袋除尘器脱硫应的影响主要是通过影响反应速率、反应时间和反应效率的参数主要有未反
6、应脱硫剂的浓度、布袋除尘器的表面积来体现。干燥过程中反应速率主要受气相的气布比以及化学反应速率。钙硫比增加,而脱硫塔传质阻力和液相传质阻力以及石灰溶解阻力的影响,内的脱硫效率不会成比例增加,这样势必会增加布袋而反应时间取决于石灰浆滴的蒸发过程。浆滴的蒸上附着的脱硫剂浓度因此脱硫效率会明显提高。发可以分为常速阶段和降速阶段两个过程。它是浆滴的粒径、固体含量以及烟气的温度和湿度等参数的函数。宏观运行参数对脱硫塔干燥后阶段以及布袋除尘器中脱硫反应的影响主要体现为改变化学反应速率、气膜扩散阻力或者通过灰层的扩散阻力。随着布袋除尘器上脱硫灰渣厚度的增加,脱硫效[1]率会提高。研究表明,布袋除尘器的脱硫效
7、率与其阻力具有一一对应的关系。因此,在本研究中当布袋除尘器阻力达到1100Pa时,震打清灰;当阻力下降到900Pa时,停止清灰。这样灰层厚度对脱硫效率的影响基本就可以不考虑。图2CaPS对脱硫效率的影响311钙硫比(CaPS)312趋近绝热饱和温度(DT)喷雾干燥塔脱硫效率与CaPS摩尔比之间的关系在半干法烟气脱硫工艺中,一定湿度和温度的未见图2(图中ηsd,ηff,ηtotal分别为脱硫塔、布袋
