湿法脱硫超低排放过程中细颗粒物转化特性研究

发布时间：2020-09-02 09:05

　　石灰石-石膏湿法脱硫作为燃煤电站主流的烟气脱硫工艺,能够有效的降低二氧化硫排放浓度,同时脱硫浆液的蒸发夹带使得脱硫净烟气中含有众多的可溶盐及石膏晶粒,使得湿法脱硫后细颗粒物浓度可能有所增加、物性发生变化,同时当下湿法脱硫超低排放改造工艺在实现高脱硫效率的同时,对WGFD过程中细颗粒物性及排放浓度产生重要的影响,其对雾霾的“贡献”面临诸多争议,为研究湿法脱硫超低排放过程中细颗粒物的迁移转化特性,本文以实验室研究与实际燃煤电站现场测试相结合,分析石灰石-石膏湿法脱硫过程中颗粒物的物性变化,围绕脱硫喷嘴雾化液滴-脱硫浆液滴蒸发夹带-脱硫净烟气中颗粒物排放这一主线,主要开展了以下研究:(1)利用自行搭建的湿法脱硫雾化夹带试验系统,借助PDA测试常见脱硫螺旋喷嘴的雾化特性。结果表明,喷嘴雾化后所形成的液滴数量浓度粒径分布范围为0-460μm,分布致密,峰值出现在10μm左右,雾化段面内液滴粒径随轴向、径向距离的增加而增大,同时减小液体压力、提高浆液浓度,增加喷淋层数均有利于雾化液滴平均粒径的增大。通过因次分析拟合确定雾化液滴粒径D_(50)与We、Re成函数关系:_((90)~(50)=0.014(20)~(-0.47695)0)~(0.237612),并依据实验数据拟合液滴粒径D_(50)的准则关系式,具有较好的相关性。在此基础上,试验分析了脱硫净烟气中液滴的粒径变化及其影响因素;结果表明,脱硫净烟气中90%的液滴粒径小于30μm,呈单峰分布,液滴的蒸发夹带与塔入口烟气温度及空塔气速息息相关,随着入口烟气温度的降低及空塔气速的提高,脱硫净烟气中液滴平均粒径有所变大。(2)借助PDA、ELPI~+、液滴捕集器等手段定性考察了脱硫浆液的蒸发夹带与塔出口细颗粒物排放的关系;结果表明,脱硫净烟气中液滴粒径均为微米级,单峰分布,粒径越小数量越多,净烟气中采集雾滴的含固量约为脱硫浆液含固量的15%~40%,液滴中晶体颗粒的平均粒径为6.51μm,脱硫浆液的固体粒度平均粒径14.35μm,具有明显的差异性。脱硫净烟气中细颗粒物排放浓度与夹带出的脱硫浆液液滴含量相关。同时优化喷淋布置、选用较粗粒度的石膏配制脱硫浆液、优化脱硫操作参数可在一定程度上可减少液滴夹带作用及细颗粒物的排放。(3)基于实际燃煤湿法脱硫系统及电站现场测试,研究了典型超低排放脱硫改造工艺对石灰石-石膏湿法脱硫系统脱除细颗粒物的影响;结果表明,在实现高脱硫效率前提下,通过降低塔入口烟气温度、增加喷淋层数或加设清水喷淋有利于细颗粒物的脱除。同时托盘塔系统、双循环系统均可有效降低细颗粒物的排放浓度,双循环系统对细颗粒物的脱除效果优于托盘塔系统。基于实测的燃煤电站双塔双循环脱硫工艺表明,脱硫塔出口颗粒物排放浓度小于10 mg/m~3,脱除效率可达65%,可有效满足超低排放的标准。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X773
【部分图文】：

示意图,内托,吸收塔,托盘

电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中规定的燃分别下降 50%、30%和 50%，是燃煤发电机组清洁生产水平制，湿法烟气脱硫系统改造主要分为：空塔增容提效、分段。术主要应用在煤质含硫量低、原先二氧化硫排放浓度与超，优化喷淋塔结构，主要措施包括：增加喷淋层、增大液增效等，增加循环浆液量，延长烟气停留时间，实现脱硫指在逆流喷淋的基础上增设一块或者多块穿流孔板托盘[50之间，带有细长缝的格栅，托盘充斥整个吸收塔的横截面。一般而言，托盘布置在喷淋层下方，烟气自下而上穿过流，脱硫浆液在下落过程中在托盘表面形成泡沫层，加强的吸收效率。目前，国际主流的托盘是巴布科克-威尔科克斯术托盘。托盘塔系统以其均流布气、降低装置能耗、高脱方便等优势得以迅速应用。

双循环,单塔,工艺原理

图 1-3 单塔双循环工艺原理图 1.5 本文研究内容和技术路线本文针对石灰石-石膏湿法脱硫工艺，围出口细颗粒物排放这一主线，构建脱硫净烟联系，旨在揭示石灰石-石膏湿法脱硫过程机制，获得降低颗粒物排放浓度的技术方法的脱除效率提供试验与理论基础，主要研究（1）采用 PDA 在线测试螺旋喷嘴的雾化脱硫净烟气中夹带液滴的分布特性分布的拟合公式。（2）脱硫浆液雾化、夹带特性与净烟气了湿法脱硫典型工况下脱硫浆液的进一步探究了脱硫塔出口雾滴中固度的关系，在此基础上试验考察了

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第二章试验系统与方法空压机空气电加热器控制柜搅拌器空气电加热器缓冲罐电加热管观察孔SCR反应器HgH2ONOSO2SO3燃煤飞灰放空电除尘器增压风机新鲜脱硫剂搅拌器氧化风机加热器进液泵脱硫浆液贮槽脱硫塔脱硫浆液除雾器除雾器冲洗水ELPI烟气分析仪Hg分析仪引风机排放全自动燃煤锅炉空预器冷却空气ELPIELPI烟尘/PM2.5采样仪烟气分析仪烟尘/PM2.5采样仪氨气分析仪团聚室（脱硫废水蒸发处理室）高压泵脱硫废水(来自WFGD系统)空压机循环泵过滤装置Hg分析仪Hg分析仪烟尘/PM2.5采样仪烟尘/PM2.5采样仪NH3取样分析ELPI化学团聚剂（a）燃煤烟气系统示意图

【参考文献】