石灰石-石膏法脱硫过程中浆液雾化夹带与细颗粒排放的关系

脱硫浆液的雾化夹带是导致石灰石-石膏法脱硫过程中细颗粒物排放特征发生显著变化的主要原因。利用相位多普勒粒度分析仪(PDA)、电称低压冲击器(ELPI~+)在线测试分析了脱硫浆液雾化、夹带特性及其与细颗粒物排放的关系。结果表明,石灰石-石膏法烟气脱硫过程中浆液雾化夹带可导致脱硫净烟气中含大量细小雾滴及亚微米级细颗粒,脱硫净烟气中雾滴粒径与喷嘴的雾化效果有关,主要集中在20μm以下,雾滴含固量为脱硫浆液的20%~40%。脱硫操作参数如空塔气速、液气比和浆液浓度对脱硫净烟气中的雾滴夹带量存在显著影响,适当降低空塔气速、液气比及浆液浓度,优化喷淋工艺如增加喷淋层、合理布置脱硫喷嘴,能够有效抑制浆液夹带作用,进而降低脱硫净烟气中细颗粒物的排放浓度。     

石灰石-石膏法脱硫过程中浆液雾化夹带与细颗粒排放的关系

脱硫浆液的雾化夹带是导致石灰石-石膏法脱硫过程中细颗粒物排放特征发生显著变化的主要原因。利用相位多普勒粒度分析仪（PDA）、电称低压冲击器（ELPI⁺）在线测试分析了脱硫浆液雾化、夹带特性及其与细颗粒物排放的关系。结果表明,石灰石-石膏法烟气脱硫过程中浆液雾化夹带可导致脱硫净烟气中含大量细小雾滴及亚微米级细颗粒,脱硫净烟气中雾滴粒径与喷嘴的雾化效果有关,主要集中在20 μm以下,雾滴含固量为脱硫浆液的20%～40%。脱硫操作参数如空塔气速、液气比和浆液浓度对脱硫净烟气中的雾滴夹带量存在显著影响,适当降低空塔气速、液气比及浆液浓度,优化喷淋工艺如增加喷淋层、合理布置脱硫喷嘴,能够有效抑制浆液夹带作用,进而降低脱硫净烟气中细颗粒物的排放浓度。     

石灰石石膏法脱硫浆液结晶特性研究

针对石灰石石膏法脱硫系统出口排放细颗粒物主要来源于脱硫浆液蒸发夹带,考察了脱硫操作条件、杂质以及脱硫添加剂等对脱硫浆液中脱硫产物结晶特性的影响,并初步确定出口烟气细颗粒物浓度与脱硫浆液晶体粒度的关系。结果表明,脱硫浆液中晶体主要为石膏,温度过高过低均不利于晶体的生长;减小石灰石粒度、提高脱硫浆液p H值、以及在脱硫浆液中添加Fe3+和F-会抑制晶体长大,促进微细晶体的生成,而添加脱硫增效剂TL-02能够有效抑制细小晶核的形成。脱硫浆液中晶体粒径与出口烟气中颗粒物浓度相关,增加浆液中晶体粒度,出口细颗粒物排放浓度降低,细颗粒物总体粒径增加。     

湿法脱硫协同去除细颗粒物的研究进展

石灰石-石膏湿法烟气脱硫（wet flue gas desulfurization,WFGD）工艺具有吸收剂来源广、成本低、脱硫效率高等优点,成为应用最广泛的烟气脱硫工艺。湿法脱硫过程中,燃煤烟气在喷淋浆液的洗涤作用下不仅能高效脱除SO₂而且可以协同去除细颗粒物,但同时存在石灰浆液夹带导致出口颗粒物浓度增加的问题。本文首先综述了湿法脱硫的应用现状,对比了湿法脱硫系统前后细颗粒物物性变化,然后概述了应用于湿法脱硫协同去除细颗粒物的新方法,包括脱硫塔内部结构调整以及促进细颗粒物凝聚长大,同时分析了湿法脱硫工艺中采用荷电细水雾吸附细颗粒物并增益脱除SO₂的可行性,以期为燃煤电厂细颗粒物排放控制提供借鉴。最后指出未来湿法脱硫技术不仅要实现高脱硫效率,而且能有效脱除未被静电除尘器脱除的细颗粒物,湿法脱硫技术的发展趋势是多种技术耦合实现多污染物的协同脱除。     

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数值模拟

石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前应用最广泛的脱硫工艺。为了对脱硫工艺进行优化,本文基于双膜理论,以某电厂2×135MW机组燃煤锅炉的脱硫系统为研究对象,建立了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数学模型,详细描述了脱硫工艺中的气液传质、化学反应的过程和机理。通过将模型求解结果与工业运行数据进行比较,发现计算结果与工业数据的吻合程度较高,并考察了几个关键工艺参数对脱硫效率的影响。计算结果显示,提高液气比或浆液pH值,脱硫率随之提高;增大入口SO_2分压或烟气流量,会导致脱硫率下降;循环浆液中的Cl-离子浓度不宜超过21 300 mg/L。本研究所建立的模型及研究结果,可以为石灰石-石膏法脱硫系统的设计和优化提供参考。     

高参数石膏离心机的设计及在污酸石膏浆液中的应用

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺产生污酸石膏浆液,由于石膏颗粒细、黏性强、成分复杂,给石膏脱水、提纯带来很大困难。利用高参数石膏离心机,通过工艺参数协同作用,并匹配相关结构及设施,使石膏离心机在进料初期具有离心沉降的功能,进入的石膏浆液快速沉降浓缩,然后进行离心过滤、洗涤,可获得含水率(游离水)质量分数为12%～15%的高纯度石膏产品。     

火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程监控

目前,石灰石-石膏法脱硫工艺被普遍应用于火电厂烟气脱硫。该湿法脱硫工艺中的石灰石浆液循环泵电流、脱硫浆液的pH值、氧化风机电流、增压风机电流、旁路挡板门开度等5项指标,是反映其运行状况的重要过程参数。通过对上述参数实时监控与综合分析,基于参数间逻辑关系,构建判定模型,从而帮助判断湿法脱硫设施和污染源自动监控设施是否正常运行。     

燃煤电厂石灰石/石膏湿法脱硫系统的设计参数选取

针对燃煤电厂石灰石/石膏湿法脱硫设计过程中的参数选取,通过分析石灰石/石膏脱硫系统的组成,对脱硫系统设计中空塔流、浆液pH、浆液Cl-离子浓度、浆液密度、喷雾粒径、石灰石停留时间、石膏停留时间、石灰石粒径、自然氧化率等相关工艺参数进行阐述,详细分析了以上参数对脱硫系统的影响及原理,提出以上参数的设计取值,为石灰石/石膏湿法脱硫系统超低排放改造提供设计指导。     

热电厂燃煤锅炉湿法烟气脱硫方案的选定

在综合分析各类烟气脱硫方法,主要是湿法烟气脱硫技术的基础上,针对电厂两台35t/h固态排渣煤粉炉的机组参数、工程特点以及设计原则等方面,选定了简易石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺,并详细论述了影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫的主要因素,为后期烟气脱硫工艺中脱硫设备的设计计算与选型奠定理论基础。     

添加有机酸强化粗颗粒石灰石烟气脱硫

针对传统石灰石湿法烟气脱硫成本高的问题,提出了一种新型石灰石-石膏法烟气脱硫方法,即通过在石灰石浆液中加入有机酸,采用大尺寸石灰石165～200 μm（-80+100目）代替传统的47 μm（325目）以下的细颗粒石灰石进行脱硫,同时在鼓泡搅拌吸收反应器脱硫装置上与传统石灰石湿法烟气脱硫进行了对比实验.研究结果表明,只采用165～200 μm石灰石浆液直接脱硫其脱硫率和石灰石利用率分别为60.7%和44%,但当石灰石（165～200 μm）浆液中乙酸浓度达到10～30 mmol•L^-1,其脱硫率和石灰石利用率分别为95%和93.5%,都达到甚至优于传统石灰石脱硫中的结果,新型石灰石湿法脱硫系统的pH值在正常的脱硫区间波动也较小.在此基础上,提出了添加乙酸促进SO₂吸收的机理.本文提出的新型烟气脱硫方法具有很好的工业应用前景.     

脱硫废水处理过程对石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的影响

针对利用烟道气处理脱硫废水的方法,通过废水系统投运前、后石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置除尘效率,以及吸收塔浆液、废水箱废水、除尘器灰斗中灰样的Cl-、总汞、总铬、总砷浓度的对比,分析了烟道气处理脱硫废水过程对除尘效率的影响;确定了废水处理过程中Cl-和重金属的迁徙路径。试验结果表明,烟道气处理脱硫废水工艺可提高除尘效率;脱硫废水中大部分Cl-、Cr、As迁移到了灰斗的烟尘中。该脱硫废水处理系统所需要的设备少,工艺简单,占地面积小,处理效果好,解决了脱硫系统废水难以处理的问题。     

氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰反应塔设计与应用

以处理某锰企电解锰渣煅烧装置产生的高浓度SO2烟气的脱硫反应塔为例,将该反应塔与石灰石-石膏湿法脱硫塔进行对比及分析,并对反应塔的选型、塔主体结构和防腐处理进行介绍.氧化锰矿浆脱硫制硫酸锰技术的核心设备是反应塔.反应塔内脱硫浆液与含硫烟气逆流接触反应,脱硫后的烟气达标排放,反应生成硫酸锰浆液返回电解锰车间回收处理.反应塔设计进口烟气量为135300 m3/h,烟气中φ(SO2)最高可达9.07%.运行结果表明,该反应塔运行稳定,浆液混合均匀,系统无堵塞和可见腐蚀,出口气体ρ(SO2)≤200 mg/m3,锰浸出率最高可达90%.     

湿式氨法烟气脱硫中气溶胶的形成特性研究

气溶胶的形成是湿式氨法烟气脱硫过程存在的主要问题,通过测试分析氨法脱硫前后细颗粒的浓度与粒径分布、颗粒形态及其组成的变化特性,探讨了氨法脱硫中气溶胶的形成机理,并考察了影响气溶胶颗粒形成的主要因素。结果表明:氨水挥发逸出的气态NH3与烟气中SO2发生气相反应是气溶胶形成的主要原因,气溶胶含(NH4)2SO4、(NH4)2SO3、NH4HSO3等组分,粒径集中在0.07～0.70μm范围内,氨法脱硫系统对其难以有效脱除;氨水脱硫液温度及其浓度、烟气中SO2浓度、液气比等对气溶胶形成具有重要影响,形成量随氨水脱硫液及烟气中SO2浓度升高而增多,在保持NH3:SO2化学计量比不变的情况下,随液气比增大,气溶胶颗粒形成量减少。最后,对气溶胶颗粒的控制措施提出了建议。     

湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析

随着我国经济快速发展,煤炭、石油等化石燃料消耗持续增长,雾霾天气频繁出现,酸雨区域面积不断扩大。针对二氧化硫排放对环境生态的压力徒增的现状,本文简要介绍了干法、半干法和湿法烟气脱硫技术工艺及其优缺点,讨论了石灰石-石膏法、钠碱法、氨法、镁法、有机胺法、海水法、磷矿浆法等湿法烟气脱硫技术的优缺点,重点阐述了新型磷矿浆脱硫法及其脱硫机理,比较了不同湿法脱硫技术的特点和应用范围,进行了磷矿浆与钠法、石灰石-石膏法与镁法湿法烟气脱硫技术经济性分析。分析表明,磷矿浆湿法烟气脱硫运行成本最低,其回收的二氧化硫催化氧化为硫酸后进入磷化工产业链,替代了部分硫酸原料,无副产物,没有二次污染,适用于具有磷矿生产的企业和园区。该技术原理可以推广到湿法冶金企业。     

碱性吸收剂脱除燃煤烟气中HCl的研究进展

氯是煤中的微量元素,在燃烧过程中以HCl气体的形式释放出来,对燃煤发电机组石灰石-石膏湿法脱硫设施造成不利影响。基于湿法脱硫吸收塔浆液中氯离子的物料平衡,本文提出了碱性吸收剂脱除燃煤烟气中HCl的技术思路,从碱性吸收剂种类、反应条件对脱除HCl的影响、HCl脱除机理方面对烟气脱氯技术进行了综述,指出了碱性吸收剂脱除燃煤烟气低浓度HCl的研究方向。     

Simulation analysis of gas–solid flow characteristics and water evaporation in flue gas semi-dry desulphurization process based on CPFD method

The gas–solids flow in an industrial-scale semi-dry method desulphurization tower is simulated by the computational particle fluid dynamics (CPFD) approach. Compared with previous studies on desulphurization towers, this study focuses on analyzing particle distribution characteristics such as particle volume fraction, temperature distribution, and residence time. The simulation fully considered the particle–fluid, particle–particle, and particle–wall interactions in the desulphurization tower. Based on these considerations, the effects of flue gas inlet velocity and temperature on the gas–solid distribution characteristics of the desulphurization tower are simulated. An optimization scheme for adjusting the gas–solid flow in the desulphurization tower is proposed. The research results show that the error between the CPFD simulation data and experimental data is small and the changing trend is consistent. The particles in the bed of the desulphurization tower show a typical core–annulus flow. The distribution of gas and particles in the bed has a serious deviation with the increase of the flue gas inlet velocity and temperature. As the axial height of the desulphurization tower increases, the flue gas velocity, temperature, particle concentration, and water vapour distribution in the bed become more uniform. The relatively stable operating conditions for the gas–solid flow in the desulphurization tower is that the flue gas inlet velocity and temperature are 15 m/s and 393 K, respectively. Under these operating conditions, the pressure loss caused by the venturi accounted for 73.6% of the total pressure loss of the desulphurization tower. When the particle radius is between 0–150 μm, the particle size and the flue gas inlet velocity have the greatest influence on the particle residence time. Finally, the distribution of gas and particles before and after the adjustment of the desulphurization tower is compared, which showed that adjusting the bottom structure of the desulphurization tower could optimize the gas–solid flow.     

湿法烟气脱硫系统对细颗粒脱除性能的实验研究

针对石灰石-石膏法、双碱法、氨法等典型湿法烟气脱硫（WFGD）工艺,在喷淋脱硫塔中实验研究了WFGD系统对细颗粒的脱除作用;采用电称低压冲击器、场发射扫描电镜、X射线衍射仪等对WFGD系统前后烟气中细颗粒的浓度、粒径分布、形态、元素及物相组成进行了测试分析,考察了脱硫剂、液气比对WFGD系统脱除细颗粒性能的影响,并进行了利用蒸汽相变原理促进细颗粒凝结长大并高效脱除的实验研究。结果表明,脱硫剂对WFGD系统脱除细颗粒的性能具有重要影响,由于形成无机盐气溶胶细颗粒,采用CaCO₃、NH₃·H₂O脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显不及Na₂CO₃脱硫剂和水洗涤,且颗粒形貌特征及元素组成发生明显变化;除NH₃·H₂O脱硫剂外,液气比对WFGD系统脱除细颗粒的影响不明显;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽建立蒸汽相变所需的过饱和水汽环境可显著促进细颗粒的脱除。     

湿法脱硫系统动态过程建模与仿真

针对石灰石-石膏法烟气脱硫建立脱硫塔的化学机理模型,对塔内烟气脱硫的化学过程进行动态模拟与仿真。基于脱硫塔内物料平衡和化学平衡,将模型描述为微分方程,并通过计算软件求解。基于某电厂脱硫系统实际运行数据,预测一定时间内脱硫系统各项指标的变化,如pH、脱硫率等,以及一些重要化学物质的轴向空间分布情况,如H⁺、SO₂。根据计算结果,分析pH对脱硫率的影响规律,探究和寻找运行参数的边界条件。研究结果对实际脱硫塔的设计和运行提出了优化建议,比如在烟气入口处加强防腐措施,控制浆液pH在4.2~5.3。