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石灰石—石膏法脱硫过程中可溶盐迁移转化特性研究

周心澄  
【摘要】:随着燃煤电站污染物排放标准不断提高,燃煤烟气净化设备对烟气中颗粒物排放特性的影响逐渐受到重视,其中,湿法脱硫过程会排放可溶盐颗粒,进而对烟气中颗粒物浓度及化学组分产生影响,改变燃煤电站细颗粒物排放特性;因此,研究湿法脱硫(WFGD)过程中细颗粒、可溶性盐类物质、气态污染物等的变化规律,能为控制燃煤电站烟气污染物排放提供重要的依据。基于搭建的模拟湿法脱硫试验装置和配套模拟SCR脱硝反应器出口烟气发生装置,借助电称低压冲击器(ELPI+)、烟尘采样仪、PM_(10/2.5)采样器、扫描电镜等分析测试仪器,首先研究了石灰石-石膏法脱硫过程中可溶盐生成及排放特性,同时考察了可溶盐颗粒物组分、形貌、排放方式及脱硫操作条件对可溶盐排放的影响。结果表明:脱硫过程中存在可溶盐颗粒物生成,主要成分有钙盐、铵盐和镁盐等;脱硫净烟气中可溶盐排放的主要来源是随烟气夹带的脱硫浆液液滴和液滴蒸发析出的颗粒物,烟气中水汽难以携带水溶性离子。脱硫浆液中的部分NH_4~+在喷淋过程中会逃逸生成气态氨进入烟气中,进而排出WFGD系统。针对可溶盐中的NH_4~+组分,进一步研究了SCR脱硝烟气中硫酸铵盐与逃逸氨在WFGD系统中的迁移转化特性;结果表明:脱硫系统出口排放的PM_(10)中,浆液夹带蒸发排放和硫酸铵盐气溶胶逃逸排放的NH_4~+分别占总NH_4~+排放量的67.29%、32.71%,脱硫系统出口的NH_4~+排放主要由浆液的夹带蒸发产生,适当降低脱硫液气比、塔入口烟温和脱硫浆液离子浓度有利于减少脱硫净烟气中NH_4~+排放。最后利用实际燃煤烟气脱硫系统,结合工业脱硫工况考察了托盘塔超低排放改造工艺对可溶盐排放及SCR脱硝过程对石灰石-石膏湿法脱硫系统PM_(2.5)排放特性的影响,同时采集燃煤电站烟气污染物处理流程中的灰、水样品进行测定,定性分析了NH_4~+在典型烟气处理流程中的迁移转化特性。研究发现:脱硫塔加装托盘后,脱硫净烟气中总尘、细颗粒物及水溶性离子浓度均有所降低,PM_(10)中水溶性离子排放浓度相比改造前降低约21.61%,适当降低脱硫塔内烟气流速有利于减少脱硫净烟气中细颗粒及水溶性离子排放。电除尘器(ESP)和WFGD系统对硫酸铵盐气溶胶的捕集能力有限,SCR脱硝系统会导致WFGD系统出口亚微米级细颗粒和NH_4~+、SO_4~(2-)排放增加,改变燃煤电站细颗粒物排放物性。


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