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新型双循环脱硫技术原理说明

发布日期:2019-02-23 12:17点击:

通过对该反应器脱硫过程的研究,旨在开发一种适合我国国情的烟气脱硫技术,通过简化脱硫系统达到降低设备投资和运行费用的目的,推动新型环保脱硫除尘设备国产化进程。

原理烟气横向冲刷翅片管束的工作原理如所示。本试验研究采用石灰浆液作为吸收浆液。浆液通过布液器分配给有序排列的导流芯,并在翅片管束表面形成一层均匀下降的液膜(如图中剖面部分所示)。烟气以一定速度横向冲刷翅片管束表面的液膜,同时烟气中的SO2气体与液膜发生吸收反应,从而达到脱除烟气中SO2气体的目的。

整个脱硫试验系统主要由烟气模拟系统、浆液循环系统、氧化系统及排污系统和石灰浆液补给系统组成。针对浆液流程不同,本文提出了两种试验方案:串联给浆和并联给浆,如所示。对于串联给浆工况而言,其浆液流量为并联给浆工况的一半,即在相同烟气流量时,串联给浆工况的液气比为并联给浆时的一半。

入口烟气温度、速度对脱硫效率的影响从可以看出,随着入口烟气温度的增加,脱硫效率先是增加,当入口烟温达到60%左右,后又随着入口烟温的增加而呈下降趋势。从图中还可以看出,在相同入口烟温时,随入口烟气速度的增加脱硫效率基本上呈下降趋势。

此时通过热传递使浆液的温度亦增加,根据吸收过程的气液平衡可知,浆液温度增加,SO2的溶解度减小,使得SO2的吸收减小,故进塔烟温越低,越有利于SO2的吸收;同时,Ca(OH)2在水中的溶解度随液体温度的增加而有所降低,因此,进塔烟气温度降低有利于Ca(OH)2的溶解。但入口烟气温度过低会使H2SO3和Ca(OH)2间的反应速率降低,不利于吸收过程的进行,使设备庞大。由于烟气温度的升高会导致浆液温度的增加,从而使各离子在浆液中的质量扩散系数增加,加快浆液中离子的质量传递,加速SO2的吸收。

通过试验研究和计算表明,在试验工况内反应器出口烟气温度均大于绝热饱和温度,这样就可以省去湿法脱硫工艺中复杂而又昂贵的烟气再热系统。通过试验观察,在反应器出口集水箱内基本上没有液滴沉积,这充分说明在横向冲刷烟气的作用下液膜并没有破碎,这就有可能省去反应器出口的除雾器装置。本试验装置采用了强制氧化方式和间歇排污方式,因此该脱硫系统中基本上不存在或缓解了结垢和堵塞现象,提高了系统运行的稳定性和可靠性。

结论

随着入口烟气温度的增加,脱硫效率先是增加,当入口烟温达到60%左右时,后又随着入口烟温的增加而呈下降趋势;在相同入口烟温时,随入口烟气速度的增加脱硫效率基本上呈下降趋势;随着入口SO2浓度的上升,脱硫效率呈下降趋势;随着L/Q的增加脱硫效率也增加,最后变化趋势逐渐变缓;在第6排管束之前,高温浆液的脱硫效率稍低于低温浆液的脱硫效率,而在第6排管束之后脱硫效率基本上是随浆液温度增加而逐渐增加的。