煙氣脫硫塔的設(shè)計【說明書+CAD】

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快速懸浮床煙氣脫硫的試驗(yàn)研究 快速懸浮床煙氣脫硫的試驗(yàn)研究 張小平，王乃華著，徐云貴譯 1文摘 對快速懸浮床（FSB）煙氣脫硫特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。對脫硫運(yùn)行時參數(shù)的影響進(jìn)行了研究。得到接近飽和溫度和摩爾比對脫硫的影響最強(qiáng)烈,還得到了最佳運(yùn)行參數(shù)。最佳的參數(shù)接近飽和溫度大約是10 ℃，最適摩爾比為1.5 。 2011年在責(zé)任進(jìn)展能源工程（ ICAEE ）第二屆國際會議上 , 根據(jù)組委會同行評議并由Elsevier公司發(fā)布。 關(guān)鍵詞：煙氣脫硫，去除效率;懸浮床快;最優(yōu)參數(shù)。 2介紹 煙氣脫硫（ FGD ）的方法可分為三種不同的類型：濕式洗滌器，半干燥過程和干燥過程。濕式除塵器已廣泛運(yùn)用商業(yè)行業(yè)，超過95％的脫硫行業(yè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。然而，這種技術(shù)會產(chǎn)生大量的濕固體廢物，需要廢水處理。它還涉及復(fù)雜的配置而和代價高昂。濕式煙氣脫硫系統(tǒng)相比有吸引力洗滌器在成本方面，它們不需要水和再加熱的能量。盡管如此，由于吸附劑成本高和低SO2的去除效率，這種類型的技術(shù)尚未被廣泛使用。因此，已經(jīng)開發(fā)了各種半干燥過程，以避免濕式洗滌器的缺點(diǎn)。即便如此，半干洗滌脫硫效率低于濕式洗滌器，這可能導(dǎo)致在一些場合不符合環(huán)保法規(guī)。 噴霧機(jī)和循環(huán)流化床（ CFB ）煙氣脫硫工序是兩個傳統(tǒng)的半干法工藝。噴霧機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的測試。然而，這種方法的缺點(diǎn)是它的大空間消耗， 為了保持長久煙氣脫硫反應(yīng)居留和泥漿液滴蒸發(fā)，以及復(fù)雜的淤漿系統(tǒng)，以滿足要求。循環(huán)流化床還廣泛用于煙氣脫硫，然而，窒息現(xiàn)象廣泛的發(fā)生是由于非定常流動床。 在本文中,一個快速懸浮床(FSB)煙氣脫硫洗滌器開發(fā)旨在有效去除效率與濕式滌氣器上高成本。這份FSB洗滌器可以同時提高氣液和氣 - 固反應(yīng)的一個新型的煙氣分配裝置。同時,這種洗滌器可以防止石灰漿液撞擊到滌氣器內(nèi)表面上。操作參數(shù)的影響包括Ca / S比值,接近飽和溫度、煙氣流速和泥漿顆粒直徑。并且對脫硫效率分布進(jìn)行了調(diào)查，脫硫機(jī)理反應(yīng)進(jìn)行了分析。 3實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由模擬煙道氣系統(tǒng)，鈣水化系統(tǒng)， SO2洗滌器，織物過濾器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成（如圖1）。吸附劑的化學(xué)和物理特性如表1 所示。石灰存儲在水合后的淤漿罐。石灰漿液的索泰直徑為50? 70微米。二氧化硫流量計以滿足濃度后，加入到混合罐中。二氧化硫MSI -2000煙氣分析儀濃度測定。型溫度的測定K型熱電偶通HP34970A資料記錄器。測定貼邊球溫度的煙道氣洗滌器的出口處。石灰漿液和水流速測量轉(zhuǎn)子流量計和調(diào)整調(diào)速電機(jī)。 圖1 實(shí)驗(yàn)裝置 4 結(jié)果與討論 參考條件： Ca/S比為1.5，洗滌器入口溫度150℃ ，煙氣流量2000立方米/小時，入口SO2濃度為3000毫克╱標(biāo)準(zhǔn)立方米，接近飽和溫度10℃ 。研究一個參數(shù)對脫硫效率的影響，其他參數(shù)保持不變。 4.1選擇吸附劑 兩種類型的石灰被選為吸附劑,一個來自阜陽和另一個從蕭山?；瘜W(xué)成分和物理特性如表1所示。結(jié)果表明, 蕭山石灰的脫硫效率是67% ,而阜陽石灰是80%。參考一下。所以阜陽石灰在這項(xiàng)研究被選為二氧化硫吸附劑。 表1 石灰的化學(xué)成分和物理特性 蕭山 阜陽 成分 CaO MgO Fe2O3 SiO2 Al2O3 其他 CaO MgO Fe2O3 SiO2 Al2O3 其他 直徑(μm) 85.3 1.5 0.8 0.20 0.59 11.91 87.6 0.72 0.6 0.25 0.81 8.46 百分比(%) 10 50 90 10 50 90 真實(shí)密度(g/cm3) 2 2 表觀密度(g/cm3) 0.7881 0.7502 顆粒內(nèi)部孔隙率(%) 10.6 18 顆粒之間孔隙率（%） 34 29.2 比表面積(m2/g) 6.6366 10.493 4.2運(yùn)行參數(shù)對脫硫效率的影響 在半干法脫硫工藝，操作參數(shù)對脫硫反應(yīng)的影響主要是通過反應(yīng)速度，反應(yīng)時間和反應(yīng)表面。在干燥期間，反應(yīng)速率通過氣相的傳質(zhì)阻力，液相的傳質(zhì)阻力和石灰溶于電阻控制。反應(yīng)時間依賴于石灰漿液顆粒蒸發(fā)。 4.2.1 Ca/S 從圖中可以看出。當(dāng)Ca / S比小于1時，洗滌器的脫硫效率幾乎呈線性增加，之后，變得光滑。二氧化硫去除效率織物過濾約10％ ? 20％。石灰漿質(zhì)量濃度的鈣離子增加所以Ca / S比增加從而降低了液相的傳質(zhì)阻力和增加液膜傳質(zhì)系數(shù)。所以脫硫效率增加。 Ca / S比對脫硫效率的面料過濾有很大的影響。氣相和固相密切聯(lián)系的織物濾料表面上。二氧化硫顆粒的表面濃度是一樣的，在煙道氣中的SO2和氣相的傳質(zhì)阻力不顯著。 4.2.2接近飽和溫度 在FSB洗滌器的熱力學(xué)過程可以被認(rèn)為是由于其絕熱加濕細(xì)絕緣。接近飽和溫度來表示煙氣接近飽和??的程度。它從圖3中可以看出。脫硫效率顯著增加與減少的方法，以飽和溫度為例。當(dāng)接近飽和溫度降低時，煙道氣體的相對濕度增加，蒸發(fā)率降低 石灰漿液顆粒和液體顆粒存活時間延長。 SO2與Ca （OH）2在液相中的離子反應(yīng)是非?？斓模許O2去除率顯著增加。另一方面，較低的接近飽和溫度意味著更多的水注入洗滌器增加反應(yīng)表面，增強(qiáng)在洗滌器中的反應(yīng)。當(dāng)接近飽和溫度增加，煙氣的相對濕度和吸附劑的水分含量增加，所以織物過濾的二氧化硫去除效率增加。對于氣體固體脫硫反應(yīng)，通過灰層是固相擴(kuò)散速率控制階段。在固體表面上吸附的水分減少擴(kuò)散阻力，提高SO2擴(kuò)散，使織物過濾器的脫硫效率增大。 圖2 摩爾比對脫硫效率的影響 圖3 接近飽和溫度的影響 即使降低到接近飽和溫度可以增加脫硫效率是顯著的，太小的接近飽和溫度，會帶來一系列的經(jīng)濟(jì)和安全的問題。較低接近飽和溫度，需要較長的干燥時間，較高的洗滌器。如果洗滌高度保持不變，水不能完全蒸發(fā)，由于石灰漿液粘合洗滌器和織物過濾的差異從而導(dǎo)致腐蝕。另一方面，脫硫產(chǎn)品，特別是硫酸鈣形成水泥狀時，將形成結(jié)合阻止纖維過濾水。通常情況下，接近飽和溫度約10℃才考慮上述問題。 4.2.3煙氣流速 煙氣速度和殘留時間在不同流速下如表2所示 表2 煙氣流率，速度和殘留時間 參數(shù) 值 流速(m3/h) 1500 2000 25000 速度(m/s) 3.4 4.5 5.6 停留時間（s） 5.2 4 3.2 對于洗滌器的流量與煙氣速度和殘留時間變化。從圖4中可以看出。在洗滌器中，殘留時間減小時，洗滌器中的脫硫率略降低，但是二氧化硫去除效率在織物過濾器幾乎是不變的。隨著煙道氣體速度增加，動蕩增加混合將加劇，有利于SO2在氣相中的擴(kuò)散脫硫。但是，氣相中煙氣速度增加，蒸汽擴(kuò)散將加快水分蒸發(fā)。此外以恒定的洗滌高度，煙道殘留時間在洗滌器中的氣體將減少，從而降低SO2脫除。在洗滌器中，反應(yīng)主要是氣體前漿料液體干燥。氣液相反應(yīng)時間很短，所以煙道氣體殘留時間對氣體在洗滌器中的液體反應(yīng)的影響不大。煙氣剩余時間效應(yīng)主要是不強(qiáng)的氣 - 固反應(yīng)期。即使氣固反應(yīng)周期短，脫硫效率不會改變多。 4.2.4煙氣在洗滌器入口溫度 圖4 流速對脫硫效率的影響 圖5 入口溫度對脫硫效率的影響 從圖5中可以看出。煙氣脫硫效率隨洗滌入口溫度增加。泥漿溫度升高時洗滌器入口煙氣溫度由于熱轉(zhuǎn)移增加。一方面，氣相和液相的溫度上升，將降低二氧化硫的溶解度，并吸收。另一方面，淤漿的溫度升高會增加離子的擴(kuò)散和二氧化硫吸收。最重要的是，洗滌器入口煙道氣體的溫度升高時，水注射會增加。漿料顆粒和反應(yīng)表面積也將增加，從而導(dǎo)致二氧化硫去除效率增加。 為了進(jìn)一步了解洗滌器入口煙氣溫度對脫硫效率的影響，軸向SO2濃度分布在洗滌器中150℃和200℃下進(jìn)行了研究。結(jié)果是如圖6所示。在洗滌塔下部，二氧化硫的濃度迅速下降，它對應(yīng)于石灰漿液顆粒干燥階段1.5秒。在洗滌部分高于6米液漿顆粒已經(jīng)干燥，二氧化硫濃度下降是相當(dāng)慢的，反應(yīng)速度下降快。由于水噴射和干燥期間增加。在較高的洗滌器入口煙氣溫度，SO2脫除效率較高（ 81.6 ％? 83.3％ ）。 4.2.5石灰漿液粒子直徑 石灰漿液粒子直徑對脫硫的影響示于圖中7。當(dāng)直徑小于50μm時， SO2去除率顯著增加，料漿顆粒增加。當(dāng)直徑大于50μm時， SO2的去除效率略有增加，然后漿顆粒的增加變得穩(wěn)定。SO2去除率隨漿織物過濾顆粒增加由于織物過濾器反應(yīng)表面積降低。在恒速干燥階段，生石灰化漿直徑對脫硫效率的影響是通過兩個方面漿直徑增加，干燥時間增加，但反應(yīng)的表面積和外部大容量傳輸速率下降。當(dāng)直徑小于50μm時，干燥期間占SO2的去除效率主導(dǎo)地位。當(dāng)直徑為50? 100微米之間這兩種效果幾乎相互抵消。當(dāng)直徑大于100μm ，外部傳質(zhì)速率是在反應(yīng)的控制階段。因此，必須有一個最佳的漿液粒徑介于50 ? 100μm的基于本研究的范圍內(nèi) 圖6 沿噴霧塔二氧化硫分布 圖7 初始漿液直徑去除效率的影響 5 結(jié)論 快速懸浮床（ FSB ）煙氣脫硫特性的實(shí)驗(yàn)。對脫硫運(yùn)行參數(shù)的影響進(jìn)行了研究接近飽和溫度和Ca / S比對脫硫效率有顯著的影響。 SO2脫除效率增加與減少的方法是接近飽和溫度和Ca / S比。根據(jù)經(jīng)濟(jì)和安全方面的FSB煙氣脫硫的最佳工作參數(shù)已經(jīng)得到了。接近飽和溫度大約是10℃ ，最佳的Ca / S比1.5和漿料的最佳直徑為50μm 。 FSB - FGD這種創(chuàng)新過程的脫硫高于90％以上。它不僅適用于新建鍋爐也在改造鍋爐中使用。 參考文獻(xiàn) [1] Xu GW, Guo QM, Kaneko T, Kato K. 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