半干法煙氣脫硫工藝與傳統(tǒng)的濕法煙氣脫硫工藝相比具有投資費(fèi)用低、能耗小、脫硫產(chǎn)物為干態(tài)、易于處理等優(yōu)點(diǎn)。本文通過閱讀大量的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)：吸收劑利用率低和脫硫效率低是限制半干法煙氣脫硫應(yīng)用的重要原因。因此，必須完善半干法煙氣脫硫技術(shù)以提高脫硫效率和石灰的利用率，才能使其具有經(jīng)濟(jì)性上的競爭力。本文在噴霧干燥煙氣脫硫工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合循環(huán)流化床煙氣脫硫和煙氣懸浮脫硫等技術(shù)，開發(fā)了一種新型的半干法煙氣脫硫工藝。該工藝結(jié)構(gòu)簡單，投資低，運(yùn)行費(fèi)用省，而且還可除去其它有害氣體甚至重金屬等，非常適合在國內(nèi)推廣應(yīng)用。 石灰漿液霧化噴嘴是半干法煙氣脫硫裝置的關(guān)鍵部件，噴嘴的霧化性能對于系統(tǒng)的脫硫效率至關(guān)重要。噴嘴霧化特性主要包括石灰漿滴的粒徑大小、分布以及噴霧角等。本文研制了一種新型低能耗的雙流體霧化噴嘴，利用FAM激光測粒儀對不同氣液比、不同漿液濃度下石灰漿液噴嘴的霧化特性進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種噴嘴能耗低、壽命長、霧化性能好，具有較好的負(fù)荷適應(yīng)性，在半干法煙氣脫硫領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文就運(yùn)行參數(shù)對脫硫效率的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究并分析了其機(jī)理，研究了增濕水對脫硫的強(qiáng)化作用。首先對兩種脫硫劑進(jìn)行對比試驗(yàn)，選用效果較好的一種作為整個試驗(yàn)研究的脫硫劑。主要研究了Ca/S、出口距絕熱飽和溫度的溫差、入口二氧化硫濃度、煙氣在吸收塔內(nèi)的流速、石灰漿滴的粒徑大小、有無脫硫灰再循環(huán)等運(yùn)行參數(shù)對脫硫效率的影響，研究了增濕水對脫硫的強(qiáng)化作用以及脫硫塔軸向中心溫度分布的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對系統(tǒng)脫硫效率影響最為明顯的參數(shù)是脫硫塔出口的趨近絕熱飽和溫度，其次為鈣硫比，得出了最佳的運(yùn)行參數(shù)范圍；趨近絕熱飽和溫度一般選為10℃左右，鈣硫比一般選為1.5。提高循環(huán)倍率可以提高脫硫塔和系統(tǒng)的脫硫效率，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)保持基本工況值，鈣硫比為1.5，循環(huán)倍率為10時，脫硫塔內(nèi)的效率為75％左右，系統(tǒng)脫硫效率高達(dá)92％。增濕水的噴入點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在石灰漿液恰好干燥位置，噴入量應(yīng)為系統(tǒng)總耗水量的30％左右，在不進(jìn)行脫硫灰渣循環(huán)情況下，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)保持基本工況值，鈣硫比為1.5，脫硫塔和系統(tǒng)的脫硫效率分別可以達(dá)到72％和87％。 本文還研究了添加劑對半干法煙氣脫硫系統(tǒng)性能的影響。吸濕性添加劑、H_2O_2、蔗糖可以提高系統(tǒng)的脫硫效率，甲酸和苯酸效果不明顯。對于本文的新型半干法煙氣脫硫，當(dāng)采用合適的添加劑，在沒有脫硫灰渣再循環(huán)和增濕水的情況下，系統(tǒng)即可達(dá)到90％以上的脫硫效率。根據(jù)成本核算，采用NaOH和CaCl_2作為添加劑的相對成本基本相同而且較低。 本文考慮常速階段、降速階段、脫硫塔內(nèi)干燥后階段以及布袋除塵器的脫硫反應(yīng)過程，建立了半干法煙氣脫硫整體化模型。脫硫塔內(nèi)氣液反應(yīng)模型同時考慮了氣相阻力、液相傳質(zhì)阻力和石灰的溶解阻力。通過模型分析確定了半干法煙氣脫硫工藝各階段的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，在脫硫塔內(nèi)石灰漿滴干燥的常速階段初期，控制脫硫反應(yīng)進(jìn)行的阻力環(huán)節(jié)是石灰的溶解阻力。在常速階段之后的時間內(nèi)，反應(yīng)過程為氣膜擴(kuò)散阻力所控制。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到降速階段，限制脫硫反應(yīng)的阻力環(huán)節(jié)是反應(yīng)物向反應(yīng)區(qū)域的擴(kuò)散阻力。而在脫硫塔內(nèi)干燥后階段和布袋除塵器中氣固反應(yīng)的控制阻力為SO_2通過脫硫產(chǎn)物層的擴(kuò)散。模型計算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，本模型的建立可以用來指導(dǎo)半干法煙氣脫硫裝置的設(shè)計，預(yù)測現(xiàn)有脫硫裝置的脫硫效率。 該工藝不僅適用于電站鍋爐，還適用于垃圾焚燒鍋爐、余熱發(fā)電站以及各種燃煤或燃油 浙江人學(xué)博】：學(xué)位論義 的工業(yè)鍋爐等所產(chǎn)生的酸性煙氣凈化。本系統(tǒng)不僅可用于新建鍋爐，而且可以用于現(xiàn)有鍋爐 的改造。脫硫塔可以同布袋除塵器配合使用也可以與電除塵器配合使用，都完全能夠滿足鍋 爐排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 從本文的結(jié)果可以看出，如果繼續(xù)提高循環(huán)倍率，脫硫塔的脫硫效率仍然有很大的提升 空問。另外，如果同時采用灰渣循環(huán)、分級噴水增濕和添加劑等強(qiáng)化脫硫反應(yīng)的措施，脫硫 塔和系統(tǒng)的脫硫效率應(yīng)該比單純采用循環(huán)、分級噴水增濕和添加劑時還要高。浙汪大學(xué)熱能 所正在對各種促進(jìn)脫硫效率的措施進(jìn)行綜合優(yōu)化研究，相信達(dá)到 95％的脫硫效率是不難實(shí) 現(xiàn)的。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2002
【中圖分類】：X701.3
【文章目錄】：
第一章 緒論
2污染現(xiàn)狀及危害'>    1.1 我國的SO₂污染現(xiàn)狀及危害
2排放控制的方法'>    1.2 SO₂排放控制的方法
    1.3 常規(guī)煙氣脫硫簡介
        1.3.1 濕法煙氣脫硫工藝
        1.3.2 吸收劑噴射煙氣脫硫工藝
        1.3.3 噴霧干燥煙氣脫硫
        1.3.4 可回收工藝
        1.3.5 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
    1.4 煙氣脫硫在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.4.1 世界主要國家煙氣脫硫技術(shù)概況
        1.4.2 我國煙氣脫硫的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究目的與內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 半干法煙氣脫硫研究綜述
    2.1 目前半干法煙氣脫硫工藝概況
        2.1.1 噴霧干燥煙氣脫硫工藝
        2.1.2 循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝
        2.1.3 煙氣懸浮GSA煙氣脫硫工藝
        2.1.4 NID煙氣脫硫工藝
    2.2 布袋除塵器和靜電除塵器中脫硫效果比較
    2.3 提高脫硫效率和吸收劑利用率的方法
    2.4 半干法煙氣脫硫反應(yīng)過程的機(jī)理研究
    2.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 半干法煙氣脫硫噴嘴的試驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 噴嘴霧化基本理論
        3.2.1 石灰漿噴嘴霧化原理
        3.2.2 石灰漿噴嘴霧矩特性
        3.2.3 噴嘴霧化特性的評價
    3.3 試驗(yàn)研究
        3.3.1 噴嘴
        3.3.2 霧化性能的測量方法
        3.3.3 試驗(yàn)系統(tǒng)
        3.3.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 新型半干法煙氣脫硫的試驗(yàn)研究方法
    4.1 研究背景
    4.2 新型半干法煙氣脫硫試驗(yàn)系統(tǒng)
        4.2.1 模擬煙氣發(fā)生系統(tǒng)
        4.2.2 脫硫塔
        4.2.3 除塵和回料系統(tǒng)
        4.2.4 供漿系統(tǒng)
        4.2.5 測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    4.3 脫硫劑特性分析
    4.4 脫硫效率的計算
    4.5 試驗(yàn)步驟
    參考文獻(xiàn)
第五章 運(yùn)行參數(shù)對半干法煙氣脫硫性能的影響
    5.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    5.2 試驗(yàn)結(jié)果
        5.2.1 運(yùn)行參數(shù)對脫硫效率的影響
        5.2.2 循環(huán)對脫硫效率的影響
        5.2.3 增濕水對脫硫效率的影響
        5.2.4 脫硫塔阻力
    5.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 添加劑對系統(tǒng)脫硫性能的影響
    6.1 添加劑的選擇
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        6.2.1 吸濕性添加劑
        6.2.2 氧化性添加劑對脫硫效率的影響
        6.2.3 蔗糖對脫硫效率的影響
        6.2.4 有機(jī)酸對脫硫效率的影響
    6.3 添加劑的比較
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 新型半干法煙氣脫硫整體化數(shù)學(xué)模型
    7.1 引言
    7.2 模型的建立
        7.2.1 脫硫塔整體質(zhì)量平衡和能量平衡計算
        7.2.2 脫硫塔干燥階段模型
        7.2.3 脫硫塔干燥后脫硫模型
        7.2.4 布袋除塵器模型
    7.3 模型參數(shù)的確定
        7.3.1 氣相傳質(zhì)系數(shù)kg
        7.3.2 液相傳質(zhì)系數(shù)kAl
s'>        7.3.3 石灰溶解傳質(zhì)系數(shù)ks

        7.3.4 亨利常數(shù)HA
        7.3.5 其它參數(shù)的確定
    7.4 模型的計算
    7.5 模型的計算結(jié)果及校核
        7.5.1 脫硫過程傳質(zhì)阻力
        7.5.2 脫硫效率
    7.6 本章小結(jié)
    符號表
    希臘字母
    參考文獻(xiàn)
第八章 全文總結(jié)
作者攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2890789

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