pH调控强化湿法烟气SO 2 脱除研究
发布时间：2022-01-24 08:11
能源是国民经济和社会发展的重要保障。近年来尽管我国能源消费结构不断优化,但是就世界煤炭的生产和消费而言,我国均位居第一位,我国一次能源消费中大约六成来自煤炭。当前我国制定了更为严厉的燃煤电厂排放标准,要求SO2等污染物达到超低排放。在我国现有的烟气脱硫技术中,由于石灰石-石膏湿法脱硫技术具有成熟度较高和运行较稳定的特点,目前应用范围最为广泛。本文针对石灰石-石膏湿法脱硫技术中关键的浆液pH调控以及脱硫增效问题,研究了脱硫浆液pH值的变化特性,并基于此形成pH分区脱硫的工业验证系统,研究了实际运行机组的主副浆液池浆液特性以及脱硫效率的影响因素。脱硫浆液的pH值对于其脱硫效果有着直接的影响,低pH值有利于碳酸钙溶解,而高pH值则利于SO2吸收。一方面,本文通过pH滴定实验,研究了滴定速度、浆液浓度、浆液温度以及浆液成分等因素对浆液pH值变化特性的影响。实验结果显示:滴定速度越快,浆液pH下降速度越快,停止滴定后pH的恢复速度也越快;浆液浓度越高,浆液的pH缓冲效果越好,过低的浆液浓度会严重影响浆液的pH缓冲能力,但是浆液中的过高的Ca2...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年338个城市环境空气质量各级别天数比例[3]
15少，目前在小型锅炉的技术改造中应用较多。1.3.2干法/半干法脱硫技术干法烟气脱硫(DFGD)是采用粉状吸收剂、吸附剂或催化剂在干态下与燃煤产生的SO2反应，去除烟气中的SO2。干法烟气脱硫技术的脱硫吸收干法的特点是反应完全在干态下进行，反应产物也为干粉状，不存在腐蚀，结露等问题。半干法烟气脱硫技术兼有湿法与干法的一些特点，反应在气-固-液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水分，使最终产物为干粉状。目前，有工业化应用业绩的干法/半干法脱硫主要包括循环流化床法（CFB-FGD）、旋转喷雾干燥法（SDA）和增湿灰半干法（NID），其中应用较多的是循环流化床法（CFB-FGD）[17]。（1）循环流化床法CFB－FGD技术是以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长了吸收剂与烟气接触的次数和时间，大大提高了吸收剂的利用率和脱硫效率，在钙硫比1.2～1.5时，脱硫效率可达93％～95％，基本接近或达到湿法脱硫工艺的水平。但由于工艺的需要，其压力降一般很高，一般现有电厂引风机的压头余量难以克服如此大的压降，需要增加新的脱硫风机。高的压力损失还使得运行费用有所增加；另外，由于反应塔内大量物料不断湍动，反应塔压力降有较大波动。其基本工艺流程如图1-4所示。图1-4循环流化床脱硫工艺流程示意图[18]（2）旋转喷雾干燥法
22（pH<4.0），随着SO2的平衡压增加，石灰石的吸收速率下降。对于石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气中的二氧化硫等酸性气体主要在吸收塔内与脱硫喷淋浆液接触并被吸收，这一过程中涉及到的化学反应过程很复杂。为此学者们根据传质理论建立了不同模型，具有代表性的传质理论模型主要有双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型，根据气液接触方式的不同，这些模型是经过一定的假设而构建的。（1）双膜理论双膜理论，是气液界面传质过程的经典理论。该模型由W.G.Whitman和L.K.Lewis[41]提出，经过多次改进，目前在环境中化合物关于大气-水界面间的传质过程中得到了成功应用，对于液体吸收剂对气体吸收质的吸收过程能够较为合理的解释。该理论的基本观点有：(1)相互接触的气液两相之间存在着一个稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效滞流膜层，吸收质以分子扩散的方式通过此二膜层；(2)在相界面处，气、液两相处于平衡状态；(3)在膜层之外的气、液两相主体区，由于流体充分滞流，吸收质浓度是均匀的，即浓度梯度(或分压梯度)是零。双膜理论把整个相际传质过程简单描述为溶质经过两层有效膜的分子扩散过程，理论模型如图2-1所示。图2-1双膜理论示意图[42]液侧的传质系数如下所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]脱硫脱硝行业2017年发展综述[J]. 赵雪,程茜,侯俊先. 中国环保产业. 2018(07)
[2]导流板对脱硫塔除雾器前烟气流场的优化模拟[J]. 贺志超,毕文剑,罗坤,樊建人. 能源与环境. 2018(03)
[3]单塔双循环烟气脱硫系统结晶过程的模拟研究[J]. 方志强,蒋惠梦,史贺贺,谷小兵,赵怡凡,刘健,王兰蕙,王祖武. 环境科学与技术. 2018(05)
[4]单塔双循环脱硫系统结垢问题研究[J]. 董锐锋,陈浩军,王锋涛,吴文龙. 中国电力. 2018(04)
[5]烟气污染物超低排放技术在安庆电厂的应用[J]. 李永胜,王小亚,李永兵. 机电信息. 2017(18)
[6]湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析[J]. 武春锦,吕武华,梅毅,俞宝根. 化工进展. 2015(12)
[7]浅析氨法脱硫工艺和超净排放[J]. 凌乙梁,栾忠升. 宁波化工. 2015 (04)
[8]基于pH值分区控制的湿法烟气脱硫增效研究[J]. 李存杰,张军,张涌新,李钦武,郑成航,高翔,骆仲泱. 环境科学学报. 2015(12)
[9]复合脱硫添加剂在湿法烟气脱硫系统中的工程应用[J]. 张军,张涌新,郑成航,许昌日,邬成贤,高翔,骆仲泱. 中国环境科学. 2014(09)
[10]我国烟气脱硫工艺选择及技术发展展望[J]. 燕中凯,刘媛,岳涛,闫骏,韩斌杰. 环境工程. 2013(06)
博士论文
[1]超低排放的湿法高效脱硫协同除尘的机理及模型研究[D]. 张军.浙江大学 2018
[2]基于WFGD系统的硫、氮、汞污染物协同脱除的理论与实验研究[D]. 钟毅.浙江大学 2008
[3]添加剂强化石灰石/石灰湿式烟气脱硫研究[D]. 孙文寿.浙江大学 2001
硕士论文
[1]湿法烟气SO2高效脱除及SO3协同控制的实验研究[D]. 李存杰.浙江大学 2017
[2]大型燃煤电站锅炉烟气脱硫添加剂的增效机理及应用基础研究[D]. 王书芳.上海电力学院 2014
[3]湿法脱硫添加剂促进石灰石溶解以及强化SO2吸收的实验研究[D]. 陈余土.浙江大学 2013
[4]石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石活性实验研究[D]. 李向阳.南京理工大学 2004
本文编号：3606211
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年338个城市环境空气质量各级别天数比例[3]
15少，目前在小型锅炉的技术改造中应用较多。1.3.2干法/半干法脱硫技术干法烟气脱硫(DFGD)是采用粉状吸收剂、吸附剂或催化剂在干态下与燃煤产生的SO2反应，去除烟气中的SO2。干法烟气脱硫技术的脱硫吸收干法的特点是反应完全在干态下进行，反应产物也为干粉状，不存在腐蚀，结露等问题。半干法烟气脱硫技术兼有湿法与干法的一些特点，反应在气-固-液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水分，使最终产物为干粉状。目前，有工业化应用业绩的干法/半干法脱硫主要包括循环流化床法（CFB-FGD）、旋转喷雾干燥法（SDA）和增湿灰半干法（NID），其中应用较多的是循环流化床法（CFB-FGD）[17]。（1）循环流化床法CFB－FGD技术是以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长了吸收剂与烟气接触的次数和时间，大大提高了吸收剂的利用率和脱硫效率，在钙硫比1.2～1.5时，脱硫效率可达93％～95％，基本接近或达到湿法脱硫工艺的水平。但由于工艺的需要，其压力降一般很高，一般现有电厂引风机的压头余量难以克服如此大的压降，需要增加新的脱硫风机。高的压力损失还使得运行费用有所增加；另外，由于反应塔内大量物料不断湍动，反应塔压力降有较大波动。其基本工艺流程如图1-4所示。图1-4循环流化床脱硫工艺流程示意图[18]（2）旋转喷雾干燥法
22（pH<4.0），随着SO2的平衡压增加，石灰石的吸收速率下降。对于石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气中的二氧化硫等酸性气体主要在吸收塔内与脱硫喷淋浆液接触并被吸收，这一过程中涉及到的化学反应过程很复杂。为此学者们根据传质理论建立了不同模型，具有代表性的传质理论模型主要有双膜模型、溶质渗透模型和表面更新模型，根据气液接触方式的不同，这些模型是经过一定的假设而构建的。（1）双膜理论双膜理论，是气液界面传质过程的经典理论。该模型由W.G.Whitman和L.K.Lewis[41]提出，经过多次改进，目前在环境中化合物关于大气-水界面间的传质过程中得到了成功应用，对于液体吸收剂对气体吸收质的吸收过程能够较为合理的解释。该理论的基本观点有：(1)相互接触的气液两相之间存在着一个稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的有效滞流膜层，吸收质以分子扩散的方式通过此二膜层；(2)在相界面处，气、液两相处于平衡状态；(3)在膜层之外的气、液两相主体区，由于流体充分滞流，吸收质浓度是均匀的，即浓度梯度(或分压梯度)是零。双膜理论把整个相际传质过程简单描述为溶质经过两层有效膜的分子扩散过程，理论模型如图2-1所示。图2-1双膜理论示意图[42]液侧的传质系数如下所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]脱硫脱硝行业2017年发展综述[J]. 赵雪,程茜,侯俊先. 中国环保产业. 2018(07)
[2]导流板对脱硫塔除雾器前烟气流场的优化模拟[J]. 贺志超,毕文剑,罗坤,樊建人. 能源与环境. 2018(03)
[3]单塔双循环烟气脱硫系统结晶过程的模拟研究[J]. 方志强,蒋惠梦,史贺贺,谷小兵,赵怡凡,刘健,王兰蕙,王祖武. 环境科学与技术. 2018(05)
[4]单塔双循环脱硫系统结垢问题研究[J]. 董锐锋,陈浩军,王锋涛,吴文龙. 中国电力. 2018(04)
[5]烟气污染物超低排放技术在安庆电厂的应用[J]. 李永胜,王小亚,李永兵. 机电信息. 2017(18)
[6]湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析[J]. 武春锦,吕武华,梅毅,俞宝根. 化工进展. 2015(12)
[7]浅析氨法脱硫工艺和超净排放[J]. 凌乙梁,栾忠升. 宁波化工. 2015 (04)
[8]基于pH值分区控制的湿法烟气脱硫增效研究[J]. 李存杰,张军,张涌新,李钦武,郑成航,高翔,骆仲泱. 环境科学学报. 2015(12)
[9]复合脱硫添加剂在湿法烟气脱硫系统中的工程应用[J]. 张军,张涌新,郑成航,许昌日,邬成贤,高翔,骆仲泱. 中国环境科学. 2014(09)
[10]我国烟气脱硫工艺选择及技术发展展望[J]. 燕中凯,刘媛,岳涛,闫骏,韩斌杰. 环境工程. 2013(06)
博士论文
[1]超低排放的湿法高效脱硫协同除尘的机理及模型研究[D]. 张军.浙江大学 2018
[2]基于WFGD系统的硫、氮、汞污染物协同脱除的理论与实验研究[D]. 钟毅.浙江大学 2008
[3]添加剂强化石灰石/石灰湿式烟气脱硫研究[D]. 孙文寿.浙江大学 2001
硕士论文
[1]湿法烟气SO2高效脱除及SO3协同控制的实验研究[D]. 李存杰.浙江大学 2017
[2]大型燃煤电站锅炉烟气脱硫添加剂的增效机理及应用基础研究[D]. 王书芳.上海电力学院 2014
[3]湿法脱硫添加剂促进石灰石溶解以及强化SO2吸收的实验研究[D]. 陈余土.浙江大学 2013
[4]石灰石—石膏湿法烟气脱硫石灰石活性实验研究[D]. 李向阳.南京理工大学 2004
本文编号：3606211
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