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《浙江大学》 2018年
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石灰石石膏湿法脱硫废水浓缩蒸发及氯迁移研究

李响  
【摘要】:石灰石-石膏湿法脱硫技术由于成熟度高、运行稳定,是目前我国应用最广的烟气脱硫技术。来自燃煤、石灰石、工艺水中Cl元素在脱硫浆液中不断富集,为防止设备腐蚀和磨损,脱硫塔中需要定期补充工艺水同时排放脱硫废水以控制脱硫浆液中氯离子浓度。脱硫废水因悬浮物含量高、水质复杂、含有重金属处理难度很大。传统用于处理脱硫废水的化学沉淀法难以除去其中的氯离子,导致脱硫废水无法回用或直接排放。针对脱硫废水的减量、处理问题,本文提出了“蒸发塔浓缩减量-烟道喷射”技术方案,考察了蒸发塔浓缩脱硫废水的离子富集及沉淀特性,开展了脱硫废水烟道蒸发时间数值模拟研究,进行了脱硫废水浓缩以及干燥过程氯元素迁移规律研究。首先,试验研究并分析了阳离子种类、pH值、浓度对盐类溶液浓缩过程氯元素迁移规律的影响,研究了蒸发塔浓缩过程中离子浓度、pH值、电导率随浓缩比的变化规律。结果表明:NH4+、Ca2+、Mg2+对氯离子挥发的促进作用逐渐增强,氯离子挥发比例随pH值下降、浓度增加而增加,向脱硫废水中添加碱可以降低氯离子挥发比例;随着浓缩比增加,脱硫废水中的总含盐量逐渐增加,pH逐渐下降,试验发现,烟气含有36ppmSO2、10ppmSO3时,浓缩比为4的脱硫废水的pH值分别为2和3.5。浓缩废水含固量随浓缩比增加而增加,浓缩比为7时,含固量为约20%,沉淀物质S、Ca元素比例较原始废水沉底升高。其次,开展了针对脱硫废水烟道喷射蒸发的数值模拟研究,气液耦合模拟了液滴群在烟气中的传热传质过程,研究了烟气性质和操作参数对液滴蒸发时间和完全蒸发距离的影响。结果表明:升高烟气温度、降低液滴粒径、降低烟气水蒸气含量、减少废水喷射流量有助于明显缩短液滴蒸发时间和完全蒸发距离,增加喷射初始速度、提升废水温度可以使蒸发时间和距离下降,但程度较小。随烟气流速增加,蒸发时间逐渐减小,但完全蒸发距离先减少后增加。最后,探究了多种氯盐溶液及典型脱硫废水高温干燥过程中的氯迁移规律,开展了脱硫废水烟道喷射蒸发中试试验研究,考察了烟道内温度分布、氯挥发比例以及废水蒸发产物粒径与形貌。结果表明:烟气中HCl浓度随烟气温度升高而上升,烟气温度为350℃时,脱硫废水中氯逃逸率为约30%;随烟气温度升高,废水蒸发产物颗粒粒径增加。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X701

【参考文献】
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