石灰石—石膏湿法脱硫过程的吸收、氧化及结晶机理研究
发布时间：2020-12-05 19:03
近年来随着国家对二氧化硫排放标准的日趋严格,我国引进了当前世界范围内使用较多的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术,应用在大型燃煤电厂上进行排放二氧化硫控制。我国发电机组普遍存在煤种不稳定、机组参与调峰等本国国情,因此在国外机组上应用情况良好的湿法脱硫工艺在国内应用过程中出现了投运率不足及脱硫性能不达标等问题。由于石灰石-石膏湿法脱硫工艺涉及到的传质及化学反应机理十分复杂,尤其是吸收段碱性液滴与二氧化硫间的气液传质机理、塔内二氧化硫浓度场的分布、脱硫过程中亚硫酸盐的氧化及硫酸盐结晶等直接关系到系统运行的稳定性和脱硫性能,有必要对此加以深入研究。本文通过深入分析石灰石浆液吸收二氧化硫过程中的物理及化学反应过程,建立了石灰石-石膏湿法吸收二氧化硫模型,通过对模型求解得出了化学反应对二氧化硫吸收的增强影响。结果表明,二氧化硫吸收化学反应增强因子随着石灰石浆液pH值的升高而增大,随着二氧化硫传质驱动力的增大呈对数关系衰减。基于模型计算结果进行了石灰石-石膏湿法二氧化硫吸收过程的数值模拟,并结合实验对数值模拟结果进行了验证,得出了进口二氧化硫浓度、烟速和喷淋量对塔内二氧化硫浓度场分布和脱硫效率的影响,研...
【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】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国一次能源消费结构
1绪论1.1我国二氧化硫的污染现状从我国近20年一次能源消费结构的统计数据川(图1一1)可以看出，煤炭占约70%的高位。随着经济发展和居民生活消费水平的提高，直接或间接的增大了电力需求，给我国能源与环境提出了新的挑战。据中电联发布的《2008年全国电力工业统计快报》结果显示lj]:截止到2008年底，我国发电设备装机容量达到79253万千瓦，其中火电约占总容量75.87%;同时我国2008年全口径发电量为34334亿千瓦时，其中火电约占全部发电量80.95%。在火电机组的燃料中煤炭约占95%，煤炭燃烧时硫分大部分以二氧化硫的形式排入大气。根据国家环保总局的统计数据‘3，，过去10年我国的二氧化硫排放情况如图1一2所示
2石灰石一石膏湿法二氧化硫吸收及亚硫酸盐氧化的研究进展2.1石灰石一石膏湿法脱硫工艺特点石灰石一石膏湿法脱硫工艺已经有几十年的发展历史，在国内外脱硫应用中占有主导地位!‘”。该技术是通过利用含有碳酸钙的喷淋浆液在湿状态下与烟气进行接触，从而脱除烟气中的二氧化硫，脱硫产物为具有一定商业价值的石膏。2.1.1典型石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石一石膏湿法脱硫的机理是将烟气通过增压风机引入吸收塔，烟气中的二氧化硫与喷淋浆液中的石灰石反应生成亚硫酸钙，再被氧化空气氧化生成CaSO;·2H20晶体，当晶体达到一定尺寸时，石膏浆液经水力旋流器和真空皮带机脱水，制成可利用的副产品石膏。相对于填料塔和托盘塔而言，由于喷淋塔对吸收剂起到了雾化作用，增大了气液接触面积而省去了托盘及填料层，减少了吸收塔系统的压降，降低了功耗并简化了工艺。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Prediction of wall deposition behaviour in a pilot-scale spray dryer using deposition correlations for pipe flows[J]. KOTA K.,LANGRISH T.A.G.. Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal). 2007(02)
[2]烟气脱硫产物-亚硫酸钙非催化氧化的宏观反应动力学研究[J]. 赵毅,汪黎东,王小明,马双忱,秦冬莉. 中国电机工程学报. 2005(08)
[3]表面能与晶体生长溶解动力学研究的新动向[J]. 唐睿康. 化学进展. 2005(02)
[4]均相/非均相体系中亚硫酸钙非催化氧化过程[J]. 吴晓琴,吴忠标,汪大翚. 环境科学学报. 2004(03)
[5]湿法烟气脱硫锰催化对亚硫酸钙氧化的影响[J]. 杜谦,吴少华,朱群益,张天柱,秦裕琨. 哈尔滨工业大学学报. 2004(03)
[6]添加剂对消石灰结构特性和脱硫性能的影响[J]. 滕斌,高翔,刘海蛟,骆仲泱,倪明江,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2004(02)
[7]Layered Double Hydroxides with Hydrotalcite-type Structure Containing Fe3+, Al3+ and Mg2+[J]. GUO Xiong hua 1, LI Shu ping 1, HOU Wan guo 1** , HAN Shu hua 1, HU Ji fan 2 and LI Dong qing 3 1. Key Laboratory for Colloid and Interface Chemistry of State Education Ministry; 2. Physics and Microelectronics Institute, Shandong University, Jinan 250100, P.R. China; 3. Department of Mechanical & Industrial Engineering, University of Toronto, Toronto M5S 3G8, Canada. Chemical Research in Chinese Universities. 2003(02)
[8]基于图像互相关的PIV技术及其频域实现[J]. 孙鹤泉,康海贵,李广伟. 中国海洋平台. 2002(06)
[9]湍流式湿法烟气脱硫除尘技术的试验研究及工程应用[J]. 程峰,高翔,骆仲泱,方梦祥,施正伦,岑可法. 热力发电. 2002(06)
[10]高流速强化湿式石灰石烟气脱硫工艺的中试及其经济性分析[J]. 任学杰,管一明,李仁刚,刘明辉,周启宏,孙大伟,孙祥志. 电力环境保护. 2002(03)
博士论文
[1]石灰石活性和塔内流场对湿法烟气脱硫效率的影响研究[D]. 郭瑞堂.浙江大学 2008
[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]双碱法烟气脱硫工艺的可靠性研究及工业应用[D]. 莫建松.浙江大学 2006
[4]大型石灰石—石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用[D]. 林永明.浙江大学 2006
[5]烟气脱硫添加剂对正盐生成促进的实验研究[D]. 汪黎东.华北电力大学（河北） 2005
[6]方形卧式分离器的研究及其在循环流化床锅炉中的应用[D]. 周强.浙江大学 2004
[7]循环流化床流动特性PIV测试和数值模拟[D]. 石惠娴.浙江大学 2003
[8]液柱喷射烟气脱硫研究[D]. 项光明.清华大学 2003
[9]过饱和铝酸钠溶液结构及分解机理的研究[D]. 李洁.中南大学 2001
硕士论文
[1]喷淋式脱硫塔内流场的试验研究和数值模拟[D]. 李铁军.华北电力大学（北京） 2006
[2]湿法脱硫立式圆形吸收塔内过程的数值模拟[D]. 张红蓉.华北电力（北京）大学 2002
本文编号：2899932
【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】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中国一次能源消费结构
1绪论1.1我国二氧化硫的污染现状从我国近20年一次能源消费结构的统计数据川(图1一1)可以看出，煤炭占约70%的高位。随着经济发展和居民生活消费水平的提高，直接或间接的增大了电力需求，给我国能源与环境提出了新的挑战。据中电联发布的《2008年全国电力工业统计快报》结果显示lj]:截止到2008年底，我国发电设备装机容量达到79253万千瓦，其中火电约占总容量75.87%;同时我国2008年全口径发电量为34334亿千瓦时，其中火电约占全部发电量80.95%。在火电机组的燃料中煤炭约占95%，煤炭燃烧时硫分大部分以二氧化硫的形式排入大气。根据国家环保总局的统计数据‘3，，过去10年我国的二氧化硫排放情况如图1一2所示
2石灰石一石膏湿法二氧化硫吸收及亚硫酸盐氧化的研究进展2.1石灰石一石膏湿法脱硫工艺特点石灰石一石膏湿法脱硫工艺已经有几十年的发展历史，在国内外脱硫应用中占有主导地位!‘”。该技术是通过利用含有碳酸钙的喷淋浆液在湿状态下与烟气进行接触，从而脱除烟气中的二氧化硫，脱硫产物为具有一定商业价值的石膏。2.1.1典型石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石一石膏湿法脱硫的机理是将烟气通过增压风机引入吸收塔，烟气中的二氧化硫与喷淋浆液中的石灰石反应生成亚硫酸钙，再被氧化空气氧化生成CaSO;·2H20晶体，当晶体达到一定尺寸时，石膏浆液经水力旋流器和真空皮带机脱水，制成可利用的副产品石膏。相对于填料塔和托盘塔而言，由于喷淋塔对吸收剂起到了雾化作用，增大了气液接触面积而省去了托盘及填料层，减少了吸收塔系统的压降，降低了功耗并简化了工艺。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Prediction of wall deposition behaviour in a pilot-scale spray dryer using deposition correlations for pipe flows[J]. KOTA K.,LANGRISH T.A.G.. Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal). 2007(02)
[2]烟气脱硫产物-亚硫酸钙非催化氧化的宏观反应动力学研究[J]. 赵毅,汪黎东,王小明,马双忱,秦冬莉. 中国电机工程学报. 2005(08)
[3]表面能与晶体生长溶解动力学研究的新动向[J]. 唐睿康. 化学进展. 2005(02)
[4]均相/非均相体系中亚硫酸钙非催化氧化过程[J]. 吴晓琴,吴忠标,汪大翚. 环境科学学报. 2004(03)
[5]湿法烟气脱硫锰催化对亚硫酸钙氧化的影响[J]. 杜谦,吴少华,朱群益,张天柱,秦裕琨. 哈尔滨工业大学学报. 2004(03)
[6]添加剂对消石灰结构特性和脱硫性能的影响[J]. 滕斌,高翔,刘海蛟,骆仲泱,倪明江,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2004(02)
[7]Layered Double Hydroxides with Hydrotalcite-type Structure Containing Fe3+, Al3+ and Mg2+[J]. GUO Xiong hua 1, LI Shu ping 1, HOU Wan guo 1** , HAN Shu hua 1, HU Ji fan 2 and LI Dong qing 3 1. Key Laboratory for Colloid and Interface Chemistry of State Education Ministry; 2. Physics and Microelectronics Institute, Shandong University, Jinan 250100, P.R. China; 3. Department of Mechanical & Industrial Engineering, University of Toronto, Toronto M5S 3G8, Canada. Chemical Research in Chinese Universities. 2003(02)
[8]基于图像互相关的PIV技术及其频域实现[J]. 孙鹤泉,康海贵,李广伟. 中国海洋平台. 2002(06)
[9]湍流式湿法烟气脱硫除尘技术的试验研究及工程应用[J]. 程峰,高翔,骆仲泱,方梦祥,施正伦,岑可法. 热力发电. 2002(06)
[10]高流速强化湿式石灰石烟气脱硫工艺的中试及其经济性分析[J]. 任学杰,管一明,李仁刚,刘明辉,周启宏,孙大伟,孙祥志. 电力环境保护. 2002(03)
博士论文
[1]石灰石活性和塔内流场对湿法烟气脱硫效率的影响研究[D]. 郭瑞堂.浙江大学 2008
[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]双碱法烟气脱硫工艺的可靠性研究及工业应用[D]. 莫建松.浙江大学 2006
[4]大型石灰石—石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用[D]. 林永明.浙江大学 2006
[5]烟气脱硫添加剂对正盐生成促进的实验研究[D]. 汪黎东.华北电力大学（河北） 2005
[6]方形卧式分离器的研究及其在循环流化床锅炉中的应用[D]. 周强.浙江大学 2004
[7]循环流化床流动特性PIV测试和数值模拟[D]. 石惠娴.浙江大学 2003
[8]液柱喷射烟气脱硫研究[D]. 项光明.清华大学 2003
[9]过饱和铝酸钠溶液结构及分解机理的研究[D]. 李洁.中南大学 2001
硕士论文
[1]喷淋式脱硫塔内流场的试验研究和数值模拟[D]. 李铁军.华北电力大学（北京） 2006
[2]湿法脱硫立式圆形吸收塔内过程的数值模拟[D]. 张红蓉.华北电力（北京）大学 2002
本文编号：2899932
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