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烟气脱硫塔的设计【说明书+CAD】,烟气,脱硫,设计,说明书,CAD
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快速悬浮床烟气脱硫的试验研究快速悬浮床烟气脱硫的试验研究 张小平,王乃华著,徐云贵译1文摘对快速悬浮床(FSB)烟气脱硫特性进行了实验研究。对脱硫运行时参数的影响进行了研究。得到接近饱和温度和摩尔比对脱硫的影响最强烈,还得到了最佳运行参数。最佳的参数接近饱和温度大约是10 ,最适摩尔比为1.5 。2011年在责任进展能源工程( ICAEE )第二届国际会议上 , 根据组委会同行评议并由Elsevier公司发布。关键词:烟气脱硫,去除效率;悬浮床快;最优参数。2介绍烟气脱硫( FGD )的方法可分为三种不同的类型:湿式洗涤器,半干燥过程和干燥过程。湿式除尘器已广泛运用商业行业,超过95的脱硫行业实现商业化。然而,这种技术会产生大量的湿固体废物,需要废水处理。它还涉及复杂的配置而和代价高昂。湿式烟气脱硫系统相比有吸引力洗涤器在成本方面,它们不需要水和再加热的能量。尽管如此,由于吸附剂成本高和低SO2的去除效率,这种类型的技术尚未被广泛使用。因此,已经开发了各种半干燥过程,以避免湿式洗涤器的缺点。即便如此,半干洗涤脱硫效率低于湿式洗涤器,这可能导致在一些场合不符合环保法规。喷雾机和循环流化床( CFB )烟气脱硫工序是两个传统的半干法工艺。喷雾机已经得到了广泛的测试。然而,这种方法的缺点是它的大空间消耗, 为了保持长久烟气脱硫反应居留和泥浆液滴蒸发,以及复杂的淤浆系统,以满足要求。循环流化床还广泛用于烟气脱硫,然而,窒息现象广泛的发生是由于非定常流动床。在本文中,一个快速悬浮床(FSB)烟气脱硫洗涤器开发旨在有效去除效率与湿式涤气器上高成本。这份FSB洗涤器可以同时提高气液和气 - 固反应的一个新型的烟气分配装置。同时,这种洗涤器可以防止石灰浆液撞击到涤气器内表面上。操作参数的影响包括Ca / S比值,接近饱和温度、烟气流速和泥浆颗粒直径。并且对脱硫效率分布进行了调查,脱硫机理反应进行了分析。3实验实验系统由模拟烟道气系统,钙水化系统, SO2洗涤器,织物过滤器和数据采集系统组成(如图1)。吸附剂的化学和物理特性如表1 所示。石灰存储在水合后的淤浆罐。石灰浆液的索泰直径为50 70微米。二氧化硫流量计以满足浓度后,加入到混合罐中。二氧化硫MSI -2000烟气分析仪浓度测定。型温度的测定K型热电偶通HP34970A资料记录器。测定贴边球温度的烟道气洗涤器的出口处。石灰浆液和水流速测量转子流量计和调整调速电机。图1 实验装置4 结果与讨论参考条件: Ca/S比为1.5,洗涤器入口温度150 ,烟气流量2000立方米/小时,入口SO2浓度为3000毫克标准立方米,接近饱和温度10 。研究一个参数对脱硫效率的影响,其他参数保持不变。4.1选择吸附剂两种类型的石灰被选为吸附剂,一个来自阜阳和另一个从萧山。化学成分和物理特性如表1所示。结果表明, 萧山石灰的脱硫效率是67% ,而阜阳石灰是80%。参考一下。所以阜阳石灰在这项研究被选为二氧化硫吸附剂。表1 石灰的化学成分和物理特性 萧山阜阳成分CaO MgOFe2O3SiO2Al2O3其他CaOMgOFe2O3SiO2Al2O3其他直径(m)85.31.50.80.200.5911.9187.60.720.60.250.818.46百分比(%)105090105090真实密度(g/cm3)22表观密度(g/cm3)0.78810.7502颗粒内部孔隙率(%)10.618颗粒之间孔隙率(%)3429.2比表面积(m2/g) 6.636610.4934.2运行参数对脱硫效率的影响在半干法脱硫工艺,操作参数对脱硫反应的影响主要是通过反应速度,反应时间和反应表面。在干燥期间,反应速率通过气相的传质阻力,液相的传质阻力和石灰溶于电阻控制。反应时间依赖于石灰浆液颗粒蒸发。4.2.1 Ca/S从图中可以看出。当Ca / S比小于1时,洗涤器的脱硫效率几乎呈线性增加,之后,变得光滑。二氧化硫去除效率织物过滤约10 20。石灰浆质量浓度的钙离子增加所以Ca / S比增加从而降低了液相的传质阻力和增加液膜传质系数。所以脱硫效率增加。 Ca / S比对脱硫效率的面料过滤有很大的影响。气相和固相密切联系的织物滤料表面上。二氧化硫颗粒的表面浓度是一样的,在烟道气中的SO2和气相的传质阻力不显著。 4.2.2接近饱和温度在FSB洗涤器的热力学过程可以被认为是由于其绝热加湿细绝缘。接近饱和温度来表示烟气接近饱和的程度。它从图3中可以看出。脱硫效率显着增加与减少的方法,以饱和温度为例。当接近饱和温度降低时,烟道气体的相对湿度增加,蒸发率降低 石灰浆液颗粒和液体颗粒存活时间延长。 SO2与Ca (OH)2在液相中的离子反应是非常快的,所以SO2去除率显著增加。另一方面,较低的接近饱和温度意味着更多的水注入洗涤器增加反应表面,增强在洗涤器中的反应。当接近饱和温度增加,烟气的相对湿度和吸附剂的水分含量增加,所以织物过滤的二氧化硫去除效率增加。对于气体固体脱硫反应,通过灰层是固相扩散速率控制阶段。在固体表面上吸附的水分减少扩散阻力,提高SO2扩散,使织物过滤器的脱硫效率增大。 图2 摩尔比对脱硫效率的影响 图3 接近饱和温度的影响 即使降低到接近饱和温度可以增加脱硫效率是显著的,太小的接近饱和温度,会带来一系列的经济和安全的问题。较低接近饱和温度,需要较长的干燥时间,较高的洗涤器。如果洗涤高度保持不变,水不能完全蒸发,由于石灰浆液粘合洗涤器和织物过滤的差异从而导致腐蚀。另一方面,脱硫产品,特别是硫酸钙形成水泥状时,将形成结合阻止纤维过滤水。通常情况下,接近饱和温度约10才考虑上述问题。4.2.3烟气流速烟气速度和残留时间在不同流速下如表2所示表2 烟气流率,速度和残留时间参数 值流速(m3/h) 1500 200025000速度(m/s)3.44.55.6停留时间(s) 5.243.2对于洗涤器的流量与烟气速度和残留时间变化。从图4中可以看出。在洗涤器中,残留时间减小时,洗涤器中的脱硫率略降低,但是二氧化硫去除效率在织物过滤器几乎是不变的。随着烟道气体速度增加,动荡增加混合将加剧,有利于SO2在气相中的扩散脱硫。但是,气相中烟气速度增加,蒸汽扩散将加快水分蒸发。此外以恒定的洗涤高度,烟道残留时间在洗涤器中的气体将减少,从而降低SO2脱除。在洗涤器中,反应主要是气体前浆料液体干燥。气液相反应时间很短,所以烟道气体残留时间对气体在洗涤器中的液体反应的影响不大。烟气剩余时间效应主要是不强的气 - 固反应期。即使气固反应周期短,脱硫效率不会改变多。4.2.4烟气在洗涤器入口温度 图4 流速对脱硫效率的影响 图5 入口温度对脱硫效率的影响从图5中可以看出。烟气脱硫效率随洗涤入口温度增加。泥浆温度升高时洗涤器入口烟气温度由于热转移增加。一方面,气相和液相的温度上升,将降低二氧化硫的溶解度,并吸收。另一方面,淤浆的温度升高会增加离子的扩散和二氧化硫吸收。最重要的是,洗涤器入口烟道气体的温度升高时,水注射会增加。浆料颗粒和反应表面积也将增加,从而导致二氧化硫去除效率增加。为了进一步了解洗涤器入口烟气温度对脱硫效率的影响,轴向SO2浓度分布在洗涤器中150和200下进行了研究。结果是如图6所示。在洗涤塔下部,二氧化硫的浓度迅速下降,它对应于石灰浆液颗粒干燥阶段1.5秒。在洗涤部分高于6米液浆颗粒已经干燥,二氧化硫浓度下降是相当慢的,反应速度下降快。由于水喷射和干燥期间增加。在较高的洗涤器入口烟气温度,SO2脱除效率较高( 81.6 83.3 )。4.2.5石灰浆液粒子直径石灰浆液粒子直径对脱硫的影响示于图中7。当直径小于50m时, SO2去除率显着增加,料浆颗粒增加。当直径大于50m时, SO2的去除效率略有增加,然后浆颗粒的增加变得稳定。SO2去除率随浆织物过滤颗粒增加由于织物过滤器反应表面积降低。在恒速干燥阶段,生石灰化浆直径对脱硫效率的影响是通过两个方面浆直径增加,干燥时间增加,但反应的表面积和外部大容量传输速率下降。当直径小于50m时,干燥期间占SO2的去除效率主导地位。当直径为50 100微米之间这两种效果几乎相互抵消。当直径大于100m ,外部传质速率是在反应的控制阶段。因此,必须有一个最佳的浆液粒径介于50 100m的基于本研究的范围内 图6 沿喷雾塔二氧化硫分布 图7 初始浆液直径去除效率的影响5 结论快速悬浮床( FSB )烟气脱硫特性的实验。对脱硫运行参数的影响进行了研究接近饱和温度和Ca / S比对脱硫效率有显着的影响。 SO2脱除效率增加与减少的方法是接近饱和温度和Ca / S比。根据经济和安全方面的FSB烟气脱硫的最佳工作参数已经得到了。接近饱和温度大约是10 ,最佳的Ca / S比1.5和浆料的最佳直径为50m 。 FSB - FGD这种创新过程的脱硫高于90以上。它不仅适用于新建锅炉也在改造锅炉中使用。参考文献1 Xu GW, Guo QM, Kaneko T, Kato K. A new semi-dry desulfurization process usinga powder-particle spouted bed. Adv Environ Res 2000; 4: 9-18.2 Wang NH, Luo ZY, Gao X, Cen KF. Study of new semi-dry flue gas desulfurization. J Power Eng (Chinese) 2003; 23:2586-88.3 William. Characterization of NO2 and SO2 removal in a spray dryer/baghouse system. Ind. Eng. Chem. Res 1994; 33: 2749-56.4 Zhou Y, Zhu X, Peng j, Liu Y, Zhang D, Zhang M. The effect of hydrogen peroxide solution on SO2 removal in the
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