基于气-液传质氨法脱硫喷淋吸收CFD仿真模拟

结合氨法脱硫SO₂吸收传质的研究,通过耦合氨法脱硫液滴中多组分化学反应、液滴与气相间传质(双膜理论)、液滴蒸发相变等多个过程,采用CFD二次开发技术研究开发了可预测脱硫效果的CFD计算方法,利用基于该方法建立的三维氨法脱硫仿真模型模拟脱硫塔内的流场及烟气流速、pH值、液气比、雾化粒径、初始SO₂浓度对脱硫效果的影响,研究结果表明,模拟结果与实验数据有着相同的变化趋势且二者之间的相对误差小于±20%.同时,通过计算pH值和浆液粒径等关键参数对脱硫塔内竖直中心线上NH₃和SO₂浓度分布规律的影响,明确通过合理控制浆液pH值与浆液粒径来提高脱硫效率以及减少NH₃逃逸.实验和数值模拟结果表明,氨法脱硫系统控制烟气流速为2～3m/s、浆液pH值为5～6,液气比2.5～3.5L/m³,雾化液滴粒径为0.8～1mm较为合适.     

旋流板塔价廉脱硫剂湿法烟气脱硫工艺

以旋流板塔为脱硫塔，对几种价廉吸收剂的湿法烟气脱硫工艺进行了实验研究，并分析了传质反应机理，试验了不同液气比（L／G）、吸收液pH值和进气SO2浓度等主要参数对脱硫率的影响，并对实验结果进行了分析；结合其传质反应机理，得出了回归方程式，这些吸收剂均来自于工业废料，达到了废治废的效果，价廉脱硫剂的旋流板塔湿法脱硫工艺已用于苏州热电厂35t/h锅炉的烟气脱硫。     

双碱法烟气脱硫工艺实验研究

在工业规模装置上对双碱法烟气脱硫工艺进行了系统实验研究了,主要考察了Na OH和Ca(OH)2浓度、烟气含尘量、钙硫比(脱硫剂中钙的摩尔数与煤中硫的摩尔数之比)、液气比(脱硫剂流量L与烟气流量G之比)、烟气温度、烟气与脱硫剂接触时间以及加氧量对脱硫效果的影响。结果表明:烟气脱硫率随Na OH浓度在5%~30%范围内的增加逐渐增加,Na OH浓度高于30%对脱硫率影响不大,Ca(OH)2浓度为10%~12%时脱硫率最高;烟气含尘量由1 600 mg/m3降低到400 mg/m3,脱硫率从95%线性降低到84%;钙硫比为1.1时脱硫效果最好;脱硫率随液气比的增加逐渐升高,当液气比高于15.5 L/m3,脱硫率变化不大;较低的烟气进口温度利于SO2的吸收,脱硫率越高;烟气与脱硫剂接触时间越长,脱硫率越高;氧气的通入将亚硫酸盐氧化为硫酸盐,提高了脱硫率,同时可避免结垢。     

有机酸强化废大理石粉脱硫的传质研究

在双搅拌釜上进行了3种有机酸强化废大理石粉浆液脱硫的传质实验研究,测定了脱硫效率η、传质速率Nm、液膜传质系数KL、气相总传质系数KG和浆液pH值等随时间t的变化关系,结果表明己二酸强化可提高传质速率约35%,有效促进了CaCO3的溶解和缓冲pH值的下降.同时,考察了己二酸添加量的变化和气、液两相浓度的改变对传质的影响,结果表明己二酸添加浓度在10mmol/L时强化效果最好;进气SO2体积分率小于1000×10-6时为完全气膜控制;液相浓度的改变对气相总传质系数KG影响不大.     

Na2CO3喷雾液滴吸收SO2气液两相反应的原位测量

发展湿法烟气脱硫气液两相反应进程的原位在线测量技术有助于研究脱硫反应的传质过程,提高脱硫效率.本文选取双碱法中的Na₂CO₃喷雾液滴吸收SO₂气液两相反应作为测量对象,利用自行研发的紧凑型彩虹折射仪搭建了全场彩虹测量系统,测量了喷雾液滴的折射率,通过反应过程中雾滴折射率的变化表征Na₂CO₃喷雾液滴吸收SO₂气液两相反应的进程.结果表明,随着Na₂CO₃喷雾液滴吸收SO₂气液两相反应的进行,喷雾液滴中的溶质Na₂CO₃逐渐转变成Na₂SO₃,液滴的折射率逐渐增大.依据Na₂CO₃的转化比例随液滴折射率的线性变化,推算出测量段内Na₂CO₃消耗量约为62.1%,进而计算出Na₂CO₃喷雾液滴吸收SO₂气液两相反应速率为8.8×10^-6kmol/（m²·s）.     

湿法烟气脱硫法鼓泡反应器的气液传质建模

利用双膜理论对湿法烟气脱硫法鼓泡反应器气液传质建立数学模型。通过鼓泡反应的钠碱脱硫实验来验证模型，得到的模型计算结果和实验相吻合。利用模型，通过改变的初始参数来研究对传质的影响。结果表明，提高气流速度、进气浓度、吸收液柱高度和吸收液浓度，有利于传质吸收，提高鼓泡反应器的传质系数和脱硫效率。     

喷淋泡沫柱烟气脱硫试验

通过喷淋吸收和旋流强化吸收的"联合效应"、重力场和旋流力场的"联合力场"作用原理,研制了脱硫除尘喷淋泡沫柱。分析了喷淋泡沫柱脱硫除尘过程及原理,考察了烟气SO2浓度、吸收液pH值及烟气在柱体中停留时间等工艺参数对脱硫效率的影响。试验结果表明:SO2浓度为866.1 mg/m3、粉尘浓度为1 077.2 mg/m3烟气经喷淋泡沫柱处理后,其脱硫、除尘效率分别达到90.9%和97.3%。     

塔体倾斜条件下船舶尾气SO2洗涤脱除强化

针对恶劣海况下船舶洗涤塔倾斜的情况,利用船舶尾气净化小试试验台,开展了洗涤塔不同倾斜角度下对镁基吸收剂脱硫效率影响的实验,研究了液气比、入口SO₂浓度、烟气量、浆液pH值、对洗涤塔内SO₂脱除效率的影响.结果表明：脱硫效率随洗涤塔倾角度的增大而降低.脱硫效率随液气比的增大而升高,较低的液气比时倾斜角度对SO₂脱除效率的影响更明显;脱硫效率随SO₂入口浓度的增大而略微降低,入口SO₂浓度较高时,SO₂脱除效率的降低随倾斜角度的增加变化较为明显;相同液气比条件下,脱硫效率随塔内烟气量的增加而升高;脱硫效率随浆液pH值的增大而升高,低pH值时SO₂脱除效率的降低随倾斜角度的增加变化较为明显.筛板-边壁环的加入可有效提高倾斜条件下洗涤塔的脱硫效率,倾斜角度为15°时,脱硫效率提高将约3%;倾斜角度为10°时,脱硫效率提高约5%;倾斜角度在5°以下时,脱硫效率可提高将近7%.     

废物处理与综合利用 一般性问题

X701200601497膜吸收法脱除电厂模拟烟气中的CO2/杨明芬…(浙江大学能源洁净利用与环境工程国家重点实验室)∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(4).-24～29环图X-5以氨基乙酸钾、一乙醇胺和甲基二乙醇胺水溶液为吸收液,研究了聚丙烯膜接触器分离模拟烟气中CO2的技术。分析了气液流速、吸收剂浓度、烟气CO2浓度和吸收液CO2负荷等对传质速率和脱除率的影响。结果表明:1mol·L-1MEA在流速0.1m·s-1,烟气流速0.211m·s-1时,CO2传质速率高达7.1mol·(m2·s)-1;1mol·L-1氨基乙酸钾在流速0.05m·s-1,烟气流速0.211m·s-1时,脱除率…     

白泥烟气脱硫技术与燃煤电厂工程应用

系统地考察了白泥的物化特性、白泥脱硫浆液的特性,并对w（白泥浆液）、pH等因素对脱硫性能的影响进行了研究.在国电肇庆热电有限公司2×350 MW超临界锅炉机组上开展了工程化应用研究,对比研究了白泥脱硫与传统石灰石-石膏法脱硫的性能与石膏副产物特性.结果表明:w（白泥浆液）和pH对脱硫效率影响较为明显,w（白泥浆液）低于12.5%的条件（5.0%、8.0%）下,pH由10.0减至6.0时,脱硫效率逐渐减小;w（白泥浆液）为12.5%的条件下,pH对脱硫效率的影响基本可以忽略;在三层浆液喷淋填料塔内,液气比为8 L/m3,空塔气速为0.4 m/s,脱硫效率最高可达96.7%以上.350 MW燃煤电厂白泥脱硫工程应用结果表明,采用单塔双循环工艺,在运行负荷为240~249 MW范围内,ρ（SO₂）为1 948~1 999 mg/m3的条件下,白泥脱硫的效率（99.25%~99.49%）优于石灰石-石膏法（99.18%~99.20%）;白泥作为脱硫剂时,烟气出口ρ（SO₂）最低仅为10 mg/m3,可满足超低排放标准对SO₂控制的要求.研究显示,与石灰石-石膏法生成的石膏副产物相比,白泥脱硫石膏在酸不溶物、含水率等指标及外观方面基本接近,符合建材制品要求,满足副产物资源化要求.      

硅基多孔材料的表征及其对SO2的吸附性能

为增强火山灰反应的强度,提高对SO₂的脱除性能,以粉煤灰为原料采用两步水热合成法制备硅基多孔材料,并对制备的材料进行表征.结果表明:硅基多孔材料整体呈无序形态,主要成分为水化硅酸钙和CaCO₃,属于无定型的非晶相物质;由C、O、Si、Na、Ca等元素构成,主要以SiO₃2-、CO₃2-的形式存在;呈蜂窝和玻璃纤维的网状结构,内部空隙发达,比表面积较大,且存在有大量的吸附水和结合水.利用固定床反应器测定了硅基多孔材料对SO₂的吸附性能,在入口ρ（SO₂）为1 200 mg/m3、吸附温度为50℃、SO₂含氧量为9%、粒度为200目（0.075 mm）的条件下,SO₂的吸附量可达24.87 mg/g,脱硫率可达100%,与钙基吸附剂相比吸附量提高了74%;将吸附SO₂后的硅基多孔材料在700℃下焙烧3 h,可以继续吸附SO₂,重复使用率可达72.24%.由于SO₂在脱除过程中存在一定的化学反应,含氧量的增加能够提高其对SO₂的吸附量.研究显示,硅基多孔材料脱除SO₂的过程是由物理吸附和化学反应相结合的结果,其中由于制备的硅基多孔材料具有较大的比表面积和较为丰富的孔结构,有利于物理吸附;同时,在两步法制备硅基多孔材料的过程中使火山灰反应得到增强也同样提高了SO₂与硅基多孔材料的化学反应,进而增强了化学吸附的效果.      

MDEA水溶液膜法天然气脱硫的试验研究

以新配和含有一定H_2S的MDEA溶液为吸收液,以聚偏氟乙烯(PVDF)膜组件为接触器,通过对操作参数的调节和改变膜孔大小等方法对脱硫率和总传质系数进行研究。结果表明:气液压力差以及膜孔孔径的增加均有利于脱硫率和总传质系数的提升,即均有利于脱硫。降低进气流量和低气液比均对H_2S传质有积极作用。     

钙基湿法烟气脱硫主要参数的影响规律

以综合性能优越的旋流板塔为脱硫塔,研究了钙基湿法烟气脱硫的主要参数对脱硫率的影响规律,这些参数包括吸收剂、浆液pH值、气流量G、液流量L与气流量G同时增减等;由实验结果得出上要参数对脱硫率影响的回归关联式．同时对实验结果进行了分析,本研究为工业装置的设计、操作和运行提供了基础数据     

O3-NH3协同活性焦脱硫脱硝的均相预反应特性研究

为进一步提高活性焦脱硫脱硝性能,提出臭氧（O₃）预氧化协同喷氨（NH₃）的工艺优化思路.通过在固定床上开展相关均相反应实验,研究外部引入的O₃、NH₃对NO_x、SO₂的反应特性.结果表明,O₃对NO的氧化反应为逐级过程,随着O₃/NO物质的量比增大,O₃将NO依次氧化为NO₂和N₂O₅.O₃对SO₂的均相氧化作用十分有限,O₃/SO₂=1时SO₂氧化率低于5.0%.在O₃预氧化条件下喷入NH₃后,O₃/NH₃=1时约有6.7%的O₃消耗量;当O₃/NO=1时,预氧化产物NO₂含量显著下降,同时NO排放浓度小幅上升;当O₃/NO=1.5时,NO_x排放水平与未喷入NH₃条件时相当.在O₃和NH₃协同作用下,SO₂的氧化率显著提高,推测此时脱硫反应产物为更加稳定的NH₄HSO₄或（NH₄）₂SO₄.O₃-NH₃协同脱硫脱硝反应中,O₃/NO不超过1时,NH₃-NO₂和NH₃-SO₂反应同时发生,提高NH₃引入量能够同时提高脱硫率和脱硝率.O₃/NO > 1时,NH₃-N₂O₅反应优先级最高,N₂O₅对NH₃的消耗抑制了NH₃-SO₂脱硫反应发生.仅运用O₃预氧化和NH₃协同作用方式的脱硫脱硝效率较为有限,但对烧结烟气中氮、硫污染物的形态的改变产生重要影响.     

废钢渣粉渣湿法脱硫工艺实验研究

以马钢三钢渣厂钢渣为吸收剂,进行了钢渣湿法烟气脱硫工艺的实验研究。通过分析钢渣的组成成分及反应机理,研究了液气比L/G、浆液浓度μ、pH值等主要参数对钢渣湿法脱硫率η的影响。实验结果显示,通过合理的设计和适当的操作,可使钢渣湿法脱硫效率达60%以上,具有一定的应用价值。     

煤粉炉内喷射吸收剂脱硫技术研究

在一小型热态煤粉炉煤燃烧试验装置上,进行了炉内直接喷射吸收剂脱硫和二段燃烧降低NOx研究。试验显示脱硫效率与脱硫剂种类、喷入量和喷入位置有关,二段燃烧可降低NOx排放。以石灰石、白云石和消石灰比较,消石灰脱硫效果最佳;以CaCO3为脱硫剂,当Ca/S为4时,脱硫效率为80%;当喷入温度为1050℃,脱硫效果最好。合理的二段燃烧有利于降低NOx排放,但对SO₂排放有一定的影响。      

市售0号柴油对甲苯气体的吸收特性研究

以甲苯为吸收对象,市售0号柴油为吸收剂,采用静态气液平衡与动态吸收模拟相结合的方法,研究0号柴油对甲苯的吸收特性。气液平衡实验表明,在一定的浓度和温度范围内,0号柴油与甲苯的气液平衡符合亨利定律。动态吸收模拟实验表明,废气中甲苯浓度对0号柴油的吸收效果产生显著影响,随着废气中甲苯浓度的增大,0号柴油的吸收效率和吸收速率增大,吸收饱和时间减少。计算发现,当动态吸收达到饱和时,0号柴油对甲苯的吸收量远低于理论吸收量,但随着废气中甲苯浓度的增加,两者的差距在缩小,这可能与动态条件下气液相接触时间较短有关。实验发现,在吸收过程中,0号柴油中有少量的轻组分逸出,会产生二次污染的问题,可以通过与吸附等其他过程结合来消除。