石灰石—石膏法脱硫过程中可溶盐迁移转化特性研究

发布时间：2020-09-08 18:38

　　随着燃煤电站污染物排放标准不断提高,燃煤烟气净化设备对烟气中颗粒物排放特性的影响逐渐受到重视,其中,湿法脱硫过程会排放可溶盐颗粒,进而对烟气中颗粒物浓度及化学组分产生影响,改变燃煤电站细颗粒物排放特性;因此,研究湿法脱硫(WFGD)过程中细颗粒、可溶性盐类物质、气态污染物等的变化规律,能为控制燃煤电站烟气污染物排放提供重要的依据。基于搭建的模拟湿法脱硫试验装置和配套模拟SCR脱硝反应器出口烟气发生装置,借助电称低压冲击器(ELPI+)、烟尘采样仪、PM_(10/2.5)采样器、扫描电镜等分析测试仪器,首先研究了石灰石-石膏法脱硫过程中可溶盐生成及排放特性,同时考察了可溶盐颗粒物组分、形貌、排放方式及脱硫操作条件对可溶盐排放的影响。结果表明:脱硫过程中存在可溶盐颗粒物生成,主要成分有钙盐、铵盐和镁盐等;脱硫净烟气中可溶盐排放的主要来源是随烟气夹带的脱硫浆液液滴和液滴蒸发析出的颗粒物,烟气中水汽难以携带水溶性离子。脱硫浆液中的部分NH_4~+在喷淋过程中会逃逸生成气态氨进入烟气中,进而排出WFGD系统。针对可溶盐中的NH_4~+组分,进一步研究了SCR脱硝烟气中硫酸铵盐与逃逸氨在WFGD系统中的迁移转化特性;结果表明:脱硫系统出口排放的PM_(10)中,浆液夹带蒸发排放和硫酸铵盐气溶胶逃逸排放的NH_4~+分别占总NH_4~+排放量的67.29%、32.71%,脱硫系统出口的NH_4~+排放主要由浆液的夹带蒸发产生,适当降低脱硫液气比、塔入口烟温和脱硫浆液离子浓度有利于减少脱硫净烟气中NH_4~+排放。最后利用实际燃煤烟气脱硫系统,结合工业脱硫工况考察了托盘塔超低排放改造工艺对可溶盐排放及SCR脱硝过程对石灰石-石膏湿法脱硫系统PM_(2.5)排放特性的影响,同时采集燃煤电站烟气污染物处理流程中的灰、水样品进行测定,定性分析了NH_4~+在典型烟气处理流程中的迁移转化特性。研究发现:脱硫塔加装托盘后,脱硫净烟气中总尘、细颗粒物及水溶性离子浓度均有所降低,PM_(10)中水溶性离子排放浓度相比改造前降低约21.61%,适当降低脱硫塔内烟气流速有利于减少脱硫净烟气中细颗粒及水溶性离子排放。电除尘器(ESP)和WFGD系统对硫酸铵盐气溶胶的捕集能力有限,SCR脱硝系统会导致WFGD系统出口亚微米级细颗粒和NH_4~+、SO_4~(2-)排放增加,改变燃煤电站细颗粒物排放物性。
【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】：

形貌,采样器,崂山,烟尘

采用青岛崂山电子仪器总厂生产的 WJ-60B 型皮托管平行全自动烟尘采样器（如图2.6）采集用于颗粒物质量浓度测定及离子组分分析的颗粒物样品。该仪器主要由主机、采样枪、附件箱组成，配有高精度微压传感器及流量、温湿度传感器，可实时测定烟气流量与流速，自动跟踪进行等速采样。采样器采用玻璃纤维滤筒对烟尘进行捕集，同时采样滤筒处设置加热装置，避免水汽、液滴对玻璃纤维滤筒的影响。图 2.6 崂山 WJ-60B 型烟尘采样器图 2.7 PM10/2.5采样器实物参照《火电厂烟气中细颗粒物（PM2.5）测试技术规范重量法（DL/T 1520-2016）》[87]，采用芬兰 DEKATI 公司生产的 PM10/2.5采样器（如图 2.7）采集用于浓度测定及物相分析的 PM10/2.5样品。基于对颗粒物的惯性分级和重量分析，PM10/2.5采样器可分级捕集空气动力学直径为 0~10 μm 的颗粒物，采样使用的滤膜为 25 mm 铝箔和 50 mm 玻璃纤维滤膜。为避免高湿烟气环境下水汽冷凝的影响，PM10/2.5采样器及配置的采样枪、旋风分离器均设加热夹套，加热温度在 120 ℃。采集到的烟尘及 PM10/2.5样品的形貌和元素分析采用 Carl Zeiss Ultra Plus 高分辨场发射扫描电子显微镜（如图 2.8）分析。扫描电镜（SEM）通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的形貌图像，分辨率高于 1nm。该电镜配有 OxfordX-MAX 型能谱仪

采样器,实物,滤筒

[86]，采用青岛崂山电子仪器总厂生产的 WJ-60B 型皮托管平行全自动烟尘采样器（如图2.6）采集用于颗粒物质量浓度测定及离子组分分析的颗粒物样品。该仪器主要由主机、采样枪、附件箱组成，配有高精度微压传感器及流量、温湿度传感器，可实时测定烟气流量与流速，自动跟踪进行等速采样。采样器采用玻璃纤维滤筒对烟尘进行捕集，同时采样滤筒处设置加热装置，避免水汽、液滴对玻璃纤维滤筒的影响。

紫外分光光度计,实物,分光光度法,纳氏试剂

废气.氨的测定.纳氏试剂分光光度法（HJ分光光度法（HJ535-2009）》[89]、《火力发电试剂分光光度法)（DL/T 502.16-2006）》[90] NH3/NH4+的测定选用纳氏试剂分光光度法外分光光度计（如图 2.10）进行测定。

【参考文献】