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液柱喷射烟气脱硫研究

项光明  
【摘要】: 燃煤锅炉排放SO2控制技术有多种方式,最有效而得到广泛应用的是湿式石灰/石灰石—石膏法烟气脱硫技术。液柱喷射烟气脱硫技术就是其中先进的一种,其特点是气液交融强烈,运行稳定可靠,烟气脱硫效率高。本论文的研究内容是通过工程试验全面地研究液柱喷射烟气脱硫技术的性能及各种相关的影响因素,以期形成具有自主知识产权并能广泛应用到工程中的成套技术。 通过沈阳化肥总厂烟气脱硫示范工程的性能试验表明,液柱喷射烟气脱硫工艺操作稳定性好,可靠性高,适用于各种规模的入口烟气流量、各种入口烟气SO2浓度的烟气脱硫。影响脱硫装置性能的主要因素有:循环浆液的pH值、入口烟气SO2浓度、入口烟气流量和循环浆液量。而单位体积的循环浆液的脱硫能力可以用 来描述。同时在南宁和杭钢烟气脱硫项目的工程应用中,进一步证实了该式能够很好地描述液柱喷射烟气脱硫的性能,从而为今后的工程优化提供指导性的作用。 通过计算和工程试验表明,在连续运行的脱硫反应塔中,控制脱硫产物氧化速率的是O2的传质过程。而 F-、Cl-离子的大量存在将使脱硫效率下降10%左右;而通过△L定律对石膏的结晶过程建模可以很好地描述石膏结晶动力学过程;浆液沉降试验表明,浆液沉降较快,因此在浆液管道设计中应注意避免淤积堵塞。 为了进一步了解液柱喷射烟气脱硫的化学传质过程,本课题还对液柱喷射烟气脱硫反应塔内气液固三相脱硫反应传质过程进行了建模计算以及反应塔内气液两相流场的数值模拟工作。其中模型的计算结果与试验结果吻合较好,表明所建立的模型能很好地反映实际脱硫反应过程。而通过对工程应用中的脱硫反应塔内气液流场的数值模拟表明,在反应塔内气液分布均匀,气液交融很好,使得脱硫反应能够高效率地进行。


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