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工业废料及其混合脱硫剂烟气脱硫的实验研究

余世清  
【摘要】: 湿法是目前国内外烟气脱硫的主要方法,湿法中脱硫剂及添加剂的选择,是影响烟气脱硫效率及运行成本的重要因素。本文针对浙江省重点科技计划资助项目(001103230-02)“水膜除尘器改造成脱硫除尘装置及技术研究”中的吸收剂和添加剂部分,对大量存在的飞灰、废大理石、电石渣、碱渣、石灰石等吸收剂及有机酸添加剂进行了研究,计算了脱硫容量,分析了传质一反应过程机理,并在实验室模拟烟气脱硫过程,对已有的小型旋流板塔湿法脱硫工艺进行优化,以进一步提高脱硫效率,降低运行费用。 在吸收瓶中,考察了电石渣、碱渣、废大理石和石灰石的脱硫容量分别为0.85、0.75、0.49和0.58gSO_2/g脱硫剂。对三种电厂飞灰和飞灰—大理石混合脱硫剂的脱硫容量研究表明,不同电厂飞灰脱硫容量差异较大,达0.12~0.25 gSO_2/g飞灰;当脱硫率要求不太高时,可考虑使用飞灰—大理石混合脱硫剂,以部分或全部取代石灰石脱硫剂,从而大大降低脱硫剂成本。 在双搅拌釜上,对飞灰、废大理石以及有机酸强化废大理石脱硫传质—反应进行了研究。测定了脱硫率η及pH值随过程时间t的变化关系,计算了不同时刻传质各项特性参数,分析了传质—反应过程机理。结果表明,飞灰和废大理石脱硫反应机理既有相似性,也有显著差异;浆液pH值越低,液相阻力控制越明显,而pH越高,化学反应对传质的影响也越明显;对于强化效果最好的己二酸,当添加浓度为10mmol/l,进口SO_2体积分率小于1000×10~(-6)时,传质完全为气膜控制;浆液浓度的改变,对气膜总传质系数的影响不大;己二酸的加入,有效促进了CaCO_3的溶解,缓冲pH值的下降,强化了传质速率。 在旋流板塔上,对己二酸强化废大理石浆液脱硫和几种碱渣脱硫剂脱硫过程进行了模拟实验。测定了不同己二酸添加浓度C(Wt‰)下脱硫率η和浆液pH值随时间t的变化情况,得出了η与pH值的关系规律,优化了几种碱渣脱硫剂模拟脱硫工艺参数。模拟试验表明,当C为1.5‰,pH=6.0时,脱硫率η提高10个百分点以上,CaCO_3利用率α提高约25个百分点,并可大大降低液气比;综合比较几种碱渣脱硫剂脱硫性能,电石渣脱硫效果最好,碱渣次之,最后是废大理石和石灰石,电石渣和碱渣显示了良好的应用前景。 综上结果,实验选用的吸收剂和添加剂,均显示了较好的脱硫特性。如果采用本实验脱硫优化工艺,则不仅可以有效地提高脱硫效率,还可降低脱硫成本,因而应用前景比较广阔。


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