本文對(duì)濕法煙氣脫硫工藝的原理及其中的關(guān)鍵問題-亞硫酸鹽的氧化進(jìn)行了綜述,在參考大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,探討添加劑對(duì)亞硫酸鹽氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響.利用自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的間歇式反應(yīng)裝置和鼓泡反應(yīng)裝置,分別研究了在非催化及添加劑存在條件下,亞硫酸鹽氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué).本研究工作對(duì)深入了解亞硫酸鹽氧化反應(yīng)機(jī)理,尋求低費(fèi)用、低能耗的促進(jìn)硫酸正鹽生成技術(shù)等具有重要的意義. 系統(tǒng)研究了不同水質(zhì)(高純水和蒸餾水)和光照條件(避光反應(yīng)器和見光反應(yīng)器)下,亞硫酸鈉非催化氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué).結(jié)果表明,水質(zhì)和光照條件對(duì)該氧化反應(yīng)均有較大影響,且水質(zhì)的影響尤為顯著。亞硫酸鈉非催化氧化過程分為兩個(gè)階段,即富氧區(qū)的快速反應(yīng)和貧氧區(qū)的慢速反應(yīng)。 建立了多相條件下亞硫酸鈣氧化總反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型,分別由亞硫酸鈣從固相到液相的溶解、氧從氣相到液相的擴(kuò)散、液相中的化學(xué)反應(yīng)等三個(gè)子模型組成.結(jié)合本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率控制步驟進(jìn)行了推斷。 以硫酸錳作為金屬催化劑的代表,分別研究了在其催化作用下,亞硫酸鹽氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明,硫酸錳是一種高效催化劑。在硫酸錳存在時(shí),本征反應(yīng)存在誘導(dǎo)期,且隨著硫酸錳濃度增大,誘導(dǎo)期逐漸縮短。該物質(zhì)通過加速本征反應(yīng)而使亞硫酸鈣的總氧化進(jìn)程加快。 在有機(jī)酸催化方面,首次以過氧乙酸作為催化劑,分別研究了在其催化作用下,亞硫酸鹽氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明,過氧乙酸是一種高效的催化劑,通過加速本征反應(yīng)而使亞硫酸鈣的總氧化進(jìn)程加快。 以乙醇、苯酚、對(duì)苯二酚為抑制劑,分別研究了在其抑制作用下,亞硫酸鹽氧化的本征反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué),證實(shí)了抑制劑通過抑制本征化學(xué)反應(yīng)而使亞硫酸鈣的總氧化進(jìn)程大大減緩。 研究了吸收劑-碳酸鈣的溶解規(guī)律,結(jié)合數(shù)學(xué)模型,得到了用于計(jì)算碳酸鈣溶解量的經(jīng)驗(yàn)公式。 本論文的研究工作為開發(fā)高效的促進(jìn)亞硫酸鹽氧化的技術(shù),進(jìn)而降低現(xiàn)有濕法脫硫工藝的成本及能耗具有理論及現(xiàn)實(shí)的意義.
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)（河北）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：X701.3
【部分圖文】：

圖 1-1 華能珞璜電廠石灰石/石膏 FGD 工藝流程早期的吸收塔多設(shè)計(jì)成填料塔，填料塔由于本身的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)塞，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，操作氣速低。因此，在目前的吸收法煙氣高效噴淋塔，即空塔。如華能二期脫硫工程即采用了空塔—雙接觸流華能珞璜電廠一期工程 FGD 裝置中吸收塔采用的是順流格柵填料塔硫、氧化綜合功能。塔高（包括反應(yīng)槽）30.7m，塔身斷面為 11.2×標(biāo)高 21.7 m 處，安裝低壓頭涌泉式噴嘴，塔內(nèi)布置兩層規(guī)則填料，反應(yīng)槽內(nèi)密布氧化空氣噴管，設(shè)置中央攪拌器，塔內(nèi)壁安裝破泡裝置脂鱗片防腐內(nèi)襯。底部漿液槽的容積為 1500m3。反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行 HSO 3大量空氣中氧的作用下，幾乎所有 HSO 3均被氧化成穩(wěn)定的 CaSO4·內(nèi)結(jié)垢，采用大液氣比（L/G=26），運(yùn)行中控制適宜 pH 與石膏的過飽持石膏晶種的適合密度。需要補(bǔ)充的是，為增加氣液接觸，實(shí)際中的濕式脫硫工藝更多采用

圖 1-2 逆流吸收塔簡圖用于石灰石漿液測量的重要參數(shù)是煙氣流量與 SO2含量的乘積，即進(jìn)入吸收塔的SO2量。通過在上升管與不同高度的噴嘴之間對(duì) pH 值的連續(xù)測量來校正和保持吸收塔底槽中漿液的 pH 值為常數(shù)。從而保證穩(wěn)定的脫硫率。吸收塔循環(huán)泵把漿液從底槽打往相應(yīng)不同高度的噴嘴，在每一層噴嘴組件中，使噴嘴能完全覆蓋整個(gè)橫截面。目的是使吸收液與煙氣充分接觸，增加氣液傳質(zhì)。為了分離煙氣夾帶的液滴，將兩級(jí)除霧器布置在吸收塔的上部，通過除霧器可使直徑大于 17μm 液滴的分離率達(dá) 99.9%。當(dāng)吸收塔底槽漿液中的石膏達(dá)到一定的過飽和度時(shí)（一般為 130%），從吸收塔底槽中抽出一定量的漿液送入脫水設(shè)備。效果較好的空氣注入機(jī)為轉(zhuǎn)臂式空氣注入機(jī)。轉(zhuǎn)臂式空氣注入機(jī)是靠轉(zhuǎn)臂的攪拌分散空氣，產(chǎn)生微細(xì)氣泡，可大大減少氧化空氣量。氣液接觸效率高，使吸收塔液槽容量小�？諝夤芩捶奖悖粫�(huì)產(chǎn)生噴嘴堵塞問題。此外，與固定式空氣注入機(jī)相比，可大大減少空氣噴嘴數(shù)量。

圖 1-3 石膏脫水系統(tǒng)示意圖液分離器；2－帶式過濾器；3－中間貯箱；4－廢水；5－工藝倉循環(huán)石灰石 FGD 系統(tǒng)與傳統(tǒng)的濕式 FGD 相比有以下優(yōu)點(diǎn)：石以上；運(yùn)行可靠，沒有備用吸收塔，可以多臺(tái)鍋爐使用一個(gè)吸以上，高的可達(dá) 95%；凈化后煙氣經(jīng)冷卻塔排出而不進(jìn)煙囪；消除結(jié)垢和堵塞；控制低 pH 值以提高氧化率，在分開的區(qū)域O2吸收；為達(dá)到預(yù)期目的，在兩級(jí)內(nèi) pH 值的優(yōu)化經(jīng)濟(jì)地保證了膏副產(chǎn)品的質(zhì)量；在洗滌塔中進(jìn)行強(qiáng)制性氧化，在低 pH 值條生成的石膏質(zhì)量高；耗電約為機(jī)組出力的 1.0%～1.5%；所有脫入電廠的中央控制系統(tǒng)，工藝穩(wěn)定性控制嚴(yán)格；適合不同含硫的吸收塔分上下兩段，每段均有獨(dú)立漿液循環(huán)系統(tǒng)。各段均在運(yùn)行。第一段（下段）為冷卻預(yù)洗段（pH=4.0～5.0），第二段
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 霍旺;石灰石—石膏濕法脫硫過程的吸收、氧化及結(jié)晶機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2009年

2 楊劍;濕法煙氣脫硫氧化過程動(dòng)力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 謝云鋒;石灰石—石膏法煙氣脫硫增效劑的研究及應(yīng)用[D];華北電力大學(xué);2011年

2 袁鋼;回收法氧化鎂脫硫關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2009年

3 車凱;濕法煙氣脫硫添加劑試驗(yàn)研究及應(yīng)用分析[D];華北電力大學(xué);2012年

4 唐舒;不同亞硫酸鹽氧化體系中添加劑的選擇性調(diào)控機(jī)制研究[D];華北電力大學(xué);2012年

5 周杰宇;鎂法脫硫產(chǎn)物亞硫酸鎂的氧化實(shí)驗(yàn)研究與裝置設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2881292