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鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟

薛景杰  
【摘要】: 我国是以煤为主要动力资源的国家,火电厂用煤量大,约占全国原煤产量的30%。随着我国国民经济的高速发展和能源消耗的增加,大型燃烧设备的数量也在不断增加,从而使得污染物的排放量也呈现每年递增的趋势。同时,随着人民生活水平的提高,人们对环保的要求越来越高,为了把我国二氧化硫污染物控制在一定水平上,国家制定出了更严格的排放标准和相应的措施。由于如目前常规的脱硫技术工艺类似的大多数脱硫工艺价格昂贵,需投入较大的资金,直至目前为止,许多企业对于脱硫治理工作,仍是持观望和等待态度。因此,努力寻求价格低廉和脱硫效果好的脱硫工艺是目前脱硫工作者最为关心的问题之一。 鼓泡式脱硫工艺是目前比较有前途的独特脱硫工艺,鼓泡式脱硫技术较为简单,在燃用低硫煤的燃烧设备上无论从投资、还是运行成本上都比常规石灰/石膏湿法脱硫技术要少,对在开展脱硫烟气治理而缺乏资金的地区和国家具有较大的潜力。但由于其脱硫工艺过程和工程实践的中还存在许多关键技术问题没有得到较好解决,因而使得该种技术的推广应用大打折扣。因此,本文对鼓泡式脱硫工艺中对关键的技术问题:其反应动力特性进行了试验分析和数值模拟。 文中在对鼓泡式脱硫工艺中的反应动力特性试验研究上,同时采用双膜模型对脱硫过程进行了数值模拟,模拟计算结果与试验结果基本吻合。研究结果表明:在鼓泡式脱硫反应过程中影响脱硫效率的因素有烟气中SO_2含量、吸收液浓度、气体温度、pH值、喷管浸入深度等。同时还表明:当SO_2浓度在一定范围内增加,脱硫效率增加,超过一定范围后脱硫效率降低;系统运行的最佳pH值范围为8%左右,在运行中应保持pH值>8较为合适;当脱硫效率随喷管浸入深度增加而增加,在运行中一般保持L>200mm较为合适。当脱硫效率对入口烟气温度变化敏感,入口烟气温度越低,脱硫效率越高;吸收液浓度对脱硫效率有影响,在运行中应保持吸收液浓度4.5左右较为合适。 本文的研究结果为进一步研究鼓泡式脱硫技术的打下了基础。


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