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1、環(huán)境污染與防治 第26卷 第4期 2004年8月3噴霧2噴動(dòng)床半干法煙氣脫硫?qū)嶒?yàn)研究112113張少峰 趙 卷 張占鋒 居蔭軒 劉 燕 陳襄頤(11河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院,天津300130;21清華大學(xué)軟件學(xué)院,北京100084;31中國(guó)紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院機(jī)械設(shè)計(jì)部,北京100037)摘要 實(shí)驗(yàn)采用Ca(OH)2做脫硫劑,考察了n(Ca)∶n(S)、入口SO2質(zhì)量濃度、進(jìn)氣溫度、絕熱飽和溫差、表觀氣速、靜床層高度、噴動(dòng)粒子直徑等對(duì)脫硫率的影響。結(jié)果表明,脫硫率隨著n(Ca)∶n(S)、入口SO2質(zhì)量濃度、靜床層高度的增大而增大;隨進(jìn)氣溫度、
2、絕熱飽和溫差、表觀氣速、噴動(dòng)粒子直徑的增大而減小。當(dāng)n(a)∶n(S)>1.00,絕熱飽和溫差為7℃時(shí),脫硫效率可高達(dá)90%以上。此脫硫技術(shù)具有流態(tài)化性能好,傳熱傳質(zhì)效率高,脫硫效果好等優(yōu)點(diǎn),特別適合于中小型燃煤鍋爐的煙氣脫硫。關(guān)鍵詞 噴動(dòng)床 煙氣脫硫 流態(tài)化 半干法 噴霧干燥 我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。由氣(SO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%～0.2%),進(jìn)氣溫度于SO2的大量排放,我國(guó)酸雨和SO2污染區(qū)迅速擴(kuò)110～150℃。SO2采用北京中西部自動(dòng)化有限公司大,SO2污染造成我國(guó)每年經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1100億生產(chǎn)的KM900
3、SN型多組分、多功能煙氣分析儀在[1]元,控制SO2的排放已到了刻不容緩的地步。線測(cè)量;煙氣溫度用熱電偶測(cè)量,由溫度采集系統(tǒng)自控制SO2污染最重要的途徑是煙氣脫硫,煙氣動(dòng)完成;氣體流量由轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)得。反應(yīng)器采用不脫硫按脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)分為濕法、半銹鋼噴動(dòng)床,床高1700mm,床身直徑100mm,入[2]干法和干法。目前,濕法脫硫技術(shù)因其脫硫效率口直徑30mm,倒錐角60°;床內(nèi)噴動(dòng)粒子為直徑13高、技術(shù)成熟、系統(tǒng)可靠性高而已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,但投～3mm的剛玉球顆粒,Q=2350kg?m;剛玉球由資大、運(yùn)行費(fèi)用高且有二次污染,不
4、適合我國(guó)國(guó)情;35目的不銹鋼篩網(wǎng)支撐。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了n(Ca)∶n干法脫硫操作簡(jiǎn)單、初投資低、腐蝕小,但Ca利用(S)、入口SO2質(zhì)量濃度(Cin)、進(jìn)氣溫度(T)、絕熱飽率低,脫硫效率不佳;半干法煙氣脫硫介于前兩者之和溫差($Ta)、表觀氣速(U)、靜床層高度(H)及噴間,有很大的發(fā)展空間。典型的半干法脫硫技術(shù)是噴動(dòng)粒子直徑(dp)等對(duì)脫硫效率(G)的影響。霧干燥法脫硫,20世紀(jì)70年代在歐美已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。近十年來(lái),噴霧干燥法在工藝結(jié)構(gòu)上無(wú)多大發(fā)展,而主要致力于提高吸收劑利用率和脫硫率的研究。由于噴動(dòng)床獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能,利用顆粒噴動(dòng)[
5、3]床的脫硫裝置正日益受到人們的關(guān)注。相對(duì)于其他脫硫設(shè)備,噴動(dòng)床具有傳熱傳質(zhì)效率高、流態(tài)化性能好等優(yōu)點(diǎn)。本文融合了噴霧干燥法脫硫及噴動(dòng)床流態(tài)化技術(shù)開發(fā)了一種新型噴霧2噴動(dòng)床半干法煙氣脫硫工藝。該工藝克服了噴霧干燥法脫硫的脫硫圖1 噴霧2噴動(dòng)床半干法煙氣脫硫裝置示意圖劑利用率和脫硫率低的缺點(diǎn),為半干法煙氣脫硫的1.羅茨鼓風(fēng)機(jī);2.調(diào)節(jié)閥;3.轉(zhuǎn)子流量計(jì);4.SO2氣瓶;5.調(diào)節(jié)發(fā)展提供了一個(gè)新思路。閥;6.轉(zhuǎn)子流量計(jì);7.電加熱器;8.U型管壓差計(jì);9.噴頭;10.噴動(dòng)床;11.調(diào)節(jié)閥;12.高效除塵器;13.轉(zhuǎn)子流量計(jì);14.調(diào)節(jié)閥;
6、1 實(shí)驗(yàn)裝置及原理15.泵;16.調(diào)節(jié)閥;17.漿料桶噴動(dòng)床內(nèi)加入剛玉球顆粒,吹入模擬的高溫?zé)焽婌F2噴動(dòng)床半干法煙氣脫硫裝置如圖1所示。氣使粒子處于噴動(dòng)狀態(tài),當(dāng)床內(nèi)噴動(dòng)穩(wěn)定后,開料液該實(shí)驗(yàn)裝置由模擬煙氣發(fā)生系統(tǒng)、脫硫反應(yīng)裝置、噴泵輸送稀濃度脫硫劑漿液,漿液由噴嘴噴出,液滴呈霧進(jìn)料系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和出料系統(tǒng)等5部分組成。實(shí)霧狀噴灑在噴動(dòng)粒子上,與SO2氣體進(jìn)行反應(yīng),由驗(yàn)采用模擬煙氣,即用空氣與SO2混合成低濃度煙第一作者:張少峰,男,1965年生,博士,副教授,主要研究方向?yàn)榛み^(guò)程多相流及傳熱、煙氣脫硫與除塵。3河北省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展
7、計(jì)劃資助項(xiàng)目(No.02212221D)?！?88·?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.張少峰等 噴霧2噴動(dòng)床半干法煙氣脫硫?qū)嶒?yàn)研究于加入了顆粒,增大了反應(yīng)接觸表面積,提高了H。2.3T對(duì)G的影響反應(yīng)后的產(chǎn)物在粒子的碰撞中脫落,被熱煙氣帶出圖4表明,在n(Ca)∶n(S)、Cin等條件不變的情噴動(dòng)床,在高效除塵器中實(shí)現(xiàn)分離。況下,T升高,G反而降低。n(Ca)∶n(S)較小時(shí),G2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論隨T升高而降低的趨勢(shì)更加明顯,這是因?yàn)镾O2與脫硫
8、劑的反應(yīng)是在液相中進(jìn)行,含水率高有利于反2.1n(Ca)∶n(S)對(duì)G的影響應(yīng)的進(jìn)行,降低T有利于保持脫硫劑表面的水分,能n(Ca)∶n(S),即進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的脫硫劑與系提高反應(yīng)速率;煙氣溫度對(duì)噴動(dòng)床的液滴蒸發(fā)速度及統(tǒng)內(nèi)
