CFBA系统中喷雾增湿对脱硫性能影响的试验研究

采用循环流化床烟气脱硫技术,以钢铁企业烧结机烟气为脱硫对象,在一台处理烟气量5000m3/h的试验装置上开展工业性试验,分析研究喷雾增湿对脱硫性能的影响.研究结果表明:在本试验烟气温度范围内,烟气温度90℃以下时以喷水蒸气为宜,90℃以上时以喷水为宜,喷水有利于提高脱硫效果和钙利用率;在流化床入口前喷雾增湿时,有利于流化床的运行稳定和提高脱硫效率;出口烟气温度下降到70℃左右时,CFBA系统的脱硫效率达到90%以上.     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)的排放控制Ⅲ:电除尘电源及小分区改造与PM_(10)和PM_(2.5)的排放(以44×330MW机组为例)

讨论了4台典型电除尘改造和细颗粒物(PM2.5)排放控制,对四电场电除尘器通过本体小分区和电源改造实现了颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)的超低排放控制。仅对五电场电除尘器进行电源改造,即可实现PM10和PM2.5的超低排放,电除尘出口PM10和PM2.5可分别控制在15和2 mg/m3以下。脱硫塔对PM10有较好的捕集效果,但对PM2.5的去除几乎没有效果。电除尘振打引起的二次飞扬过程及烟气温度也影响PM10和PM2.5的排放,当烟气温度从150~160℃降低到约110℃时,电除尘出口及脱硫塔出口的PM2.5均在2 mg/m3以下。     

烧结烟气鼓泡脱硫的三维数值模拟

对钢铁行业烧结工序的烟气脱硫过程进行了数值模拟研究,以220 m2烧结烟气脱硫塔为模拟对象建立了鼓泡脱硫塔气液流动与脱硫反应耦合的三维数理模型,考察了Ca(OH)2浓度、表观气速、入口烟气温度、入口烟气SO2浓度对烟气中SO2脱除率的影响.以表观气速0.11m/s、入口烟气温度418 K、入口烟气SO2浓度1 600 mg/m3、Ca(OH)2浓度0.614 mol/L、浆液温度323 K为基准工况,逐一改变单个运行参数.研究结果表明:当Ca(OH)2摩尔浓度为0.1~0.614 mol/L时,脱硫率随浆液中Ca(OH)2浓度的增加显著增大;当表观气速为0.07~0.21m/s时,脱硫率随流速的增大而降低;当入口烟气温度为370~445 K时,脱硫率随温度的增大而降低;当入口烟气SO2浓度为2 000~2 400 mg/m3时,脱硫率随入口烟气中SO2浓度的增加有所降低.     

喷淋方向对船舶I型脱硫塔内部流场的影响

随着船舶尾气排放法规的严苛,如何提高船舶脱硫塔脱硫效率以及减小压降成为生产设计中的重要因素。本文以I型脱硫塔为研究对象,通过改变喷嘴的喷射方向对内部流场特性进行了优化。首先利用欧拉-拉格朗日方程建立了气液两相流动模型,其中烟气为连续相,喷淋液滴为离散相。采用多孔介质模型替代除雾器以计算其产生的压降,利用Ansys Fluent分别仿真三个不同喷射方向(A30、A90、A150)的脱硫塔内部流场。将A30的仿真结果与工厂实验进行对比,结果表明仿真得到的脱硫塔烟气出口温度及入口至除雾器下方的压降值与实验数据基本一致,证明了仿真的准确性。通过对三种喷射条件下的内部流场、温度及压力特性的对比研究,结果表明：三种喷射方向对脱硫塔压降影响不大,对烟气的降温效果均不佳,其中 A90所产生的降温效果和压降与A30几乎一样,A150喷射产生的压降相对较大及烟气降温效果相对较好;三种喷射方向均易造成烟气产生逃逸,其中A90逃逸现象最严重;A30的烟气截面速度标准偏差值Mf相对较低,更有助于气液两相接触。综合考虑采用A30喷射方式更有利于脱硫。     

钢铁烧结烟气多污染物的排放特征及控制技术

 监测了钢铁烧结烟气的排放特征,发现SO₂排放浓度沿着烧结机方向呈现机头和机尾低、中部高的特点,二噁英的排放浓度与烟气温度正相关,温度高于250℃时二噁英的排放浓度出现峰值.调研了数十台烧结机的烟气排放特征,表明SO₂排放浓度≤2000 mg/m³的占63%,要求脱硫效率大于90%;>2000 mg/m³的占37%,要求脱硫效率大于96%.NO_x排放浓度≤300 mg/m³的占86%,烟气无需脱硝可直接排放;在300~600 mg/m³之间的占14%,要求脱硝效率大于50%.二噁英排放浓度为1.0~5.0ng TEQ/m³,必须采取控制措施才能达标排放.针对烧结烟气SO₂和二噁英浓度高的特点,论述了基于活性炭吸附的活性炭法,以钙基吸收剂脱硫为主、活性炭(焦)脱二噁英为辅的SDA 法、MEROS 法、IOCFB 法等4 种多污染物协同控制技术及脱除效果.     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制III:电除尘电源及小分区改造与PM10和PM2.5的排放(以4×330 MW机组为例)

 讨论了4 台典型电除尘改造和细颗粒物(PM_2.5)排放控制,对四电场电除尘器通过本体小分区和电源改造实现了颗粒物(PM₁₀)和细颗粒物(PM_2.5)的超低排放控制.仅对五电场电除尘器进行电源改造,即可实现PM₁₀和PM_2.5的超低排放,电除尘出口PM₁₀和PM_2.5可分别控制在15 和2 mg/m³以下.脱硫塔对PM₁₀有较好的捕集效果,但对PM_2.5的去除几乎没有效果.电除尘振打引起的二次飞扬过程及烟气温度也影响PM₁₀和PM_2.5的排放,当烟气温度从150~160℃降低到约110℃时,电除尘出口及脱硫塔出口的PM_2.5均在2 mg/m³以下.     

喷淋方向对船舶Ⅰ型脱硫塔内部流场的影响

随着船舶尾气排放法规的严苛,如何提高船舶脱硫塔脱硫效率,以及减小压降成为生产设计中的重要因素。以Ⅰ型脱硫塔为研究对象,通过改变喷嘴的喷射方向对内部流场特性进行了优化。首先利用欧拉-拉格朗日方程建立了气液两相流动模型,其中烟气为连续相,喷淋液滴为离散相。采用多孔介质模型替代除雾器以计算其产生的压降,利用ANSYS Fluent分别仿真三个不同喷射方向(A30、A90、A150)的脱硫塔内部流场。将A30的仿真结果与工厂实验进行对比,结果表明仿真得到的脱硫塔烟气出口温度及入口至除雾器下方的压降值与实验数据基本一致,证明了仿真的准确性。通过对三种喷射条件下的内部流场、温度及压力特性的对比研究,结果表明:三种喷射方向对脱硫塔压降影响不大,对烟气的降温效果均不佳,其中A90所产生的降温效果和压降与A30几乎一样,A150喷射产生的压降相对较大及烟气降温效果相对较好;三种喷射方向均易造成烟气产生逃逸,其中A90逃逸现象最严重; A30的烟气截面速度标准偏差值相对较低,更有助于气液两相接触。综合考虑采用A30喷射方式更有利于脱硫。     

双碱脱硫法在混燃流化床锅炉的应用技术探讨

介绍了双碱法的脱硫基本流程、化学反应机理和工程实现中烟气脱硫控制系统。基于喷淋脱硫洗涤塔建设将双碱法应用于甘肃金昌化学工业集团有限公司60t/h三废混燃流化床锅炉烟气脱硫项目,使SO2和粉尘的排放浓度达到《锅炉烟气排放标准》。     

钠碱法烟气脱硫工艺技术

采用乙烯废碱液作为吸收剂, 对模拟烟气进行钠碱法烟气脱硫实验. 主要考察了进口烟气温度、烟气含氧量、液气比、进口烟气SO₂ 浓度、烟气流速对脱硫效率的影响, 并对采用该工艺技术的某厂进行经济效益分析, 得出脱硫效率达到95% 以上的工艺参数: 进口烟气温度80~90 ℃、烟气含氧量5%~6%、液气比3.5 L/m³、烟气流速3.5~4.5 m/s 等. 以2.0% NaOH 和7.2% Na₂CO₃ 平均浓度及以上浓度乙烯废碱液的脱硫效率较高. 此外, 乙烯废碱液在烟气速度较低时具有一定的发泡趋势.     

250～500℃时NO对干法脱硫反应的影响

用热重分析仪(TGA)研究了250~500℃烟气中NO对干法脱硫法反应的影响规律。实验采用分析纯C aO作为脱硫剂与模拟烟气反应。TGA实验结果表明,在250~500℃的范围内,NO对干法脱硫反应有促进作用。并且存在最佳的NO促进脱硫反应进行的温度和浓度范围:最佳温度为300℃,最佳浓度为2.009~3.348 g.m-3。对脱硫产物的Fourier变换红外分析(FT IR)和扫描电镜(SEM)分析表明NO是通过增加反应活性位和改变反应途径促进干法脱硫反应的进行。     

石灰石-石膏法烟气脱硫过程中SO_3酸雾脱除特性

基于石灰石-石膏法烟气脱硫工艺,分析探讨了湿法烟气脱硫(WFGD)过程中对SO_3酸雾脱除机理,并考察了脱硫操作条件、塔入口烟气飞灰浓度及不同煤质组分对SO_3酸雾脱除效率的影响.结果表明,湿法烟气脱硫过程中SO_3酸雾可通过脱硫浆液的吸收以及对吸附SO_3酸雾颗粒物的捕集而脱除.单塔湿法烟气脱硫系统对SO_3酸雾脱除效率为25%~50%;随着脱硫液气比和脱硫塔入口飞灰浓度增加、脱硫入口烟气温度下降,湿法烟气脱硫系统对SO_3酸雾脱除效率均有所提高.实际电厂双塔湿法烟气脱硫系统对SO_3酸雾脱除效率为50%~65%,随着煤中硫分与灰分的增加,SO_3酸雾脱除效率随之提高.     

大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计

对大型烟气喷淋脱硫塔进行合理简化,并结合浆液液滴随机生成模型.采用基于k-ε的湍流方程和基于雷诺平均的Navier-Stocks控制方程,对喷淋脱硫塔进行了空塔和喷淋状态下的热态流场计算.计算结果表明:脱硫塔内入口处流场变化最剧烈,压降损失最大,因此对入口处进行改造可减小压降损失;喷淋浆液液滴对烟气流场具有强烈的整流作用,可以使空塔中的烟气漩涡强度和规模减小.根据计算结果对脱硫塔的来流烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算结果表明,改造后烟气因塔内结构而产生的漩涡已明显减小,流场分布更为合理.     

武汉石化催化裂化烟气脱硫废水处理研究

催化裂化烟气脱硫技术可以实现烟气净化达标排放,但是面临脱硫含盐废水排放超标、新鲜水消耗量大和吸收塔(洗涤塔)顶部局部严重腐蚀等问题.同时碱洗废水温度高,悬浮物粒径细小、含量高.虽然使用某些絮凝剂如聚丙烯酰胺(PAM)可以达到一些生产工艺要求,但仍存在水中固体悬浮物堵塞胀鼓过滤膜的问题.文中在回顾武汉石化催化裂化烟气脱硫污水处理工艺运行现状的基础上,对前期脱硫运行的生产情况进行对比分析,结果表明装置在运行中存在处理后水中固体悬浮物偏高的问题.为了降低出水悬浮物,文中引入了一种复合型絮凝剂(ZBH-210A(D)),可使污水处理的效果得到明显改善,并满足武汉石化催化裂化烟气脱硫废水处理工艺中的其他相关标准和要求.     

循环流化床烟气脱硫多层喷水数学模型

为了研究循环流化床烟气脱硫过程中多层喷水对系统温度、湿度及气体组分轴向变化的影响,采用微元分析的方法,建立了包括液滴蒸发、收缩核、脱硫反应等的一维稳态数学模型,并将计算结果与实验数据进行比较.研究结果表明:采用多层喷水能够使塔内温度场的轴向变化更加平缓,并使出口烟气温度比单层喷水时降低3~6℃;由于液滴蒸发过程变缓而使脱硫效率提高了7%~11%;塔内液滴总质量是影响脱硫效率的重要因素,该参数对于喷水系统设计和参数选择具有重要的参考价值.     

氨法烟气脱硫中的氨逃逸

以脱硫喷淋塔出口的游离氨气为监测对象, 通过模拟烟气实验, 研究了吸收液的pH值、浓度、液气比(liquid to gas, L/G)和进口烟气温度等对氨逃逸量的影响. 实验结果显示, 随着吸收液pH 值、浓度和液气比的增加, 氨逃逸量逐渐增多. 为减少氨逃逸, 保证高脱硫率, 得到较为合适的工艺参数如下: pH=6.0, 吸收液浓度为1%, 液气比 为4 L/m³. 从氨逃逸和硫酸铵结晶两方面综合考虑, 进口烟气温度控制在90~110 ℃ 较为合适.     

活性焦脱烟气SO2过程的流场模拟

活性焦烟气脱硫技术是采用多孔活性焦,通过吸附作用对烟气中的SO2进行脱除.为了解操作参数与结构参数对吸附脱硫塔效率的影响,使用数值模拟的方法对活性焦烟气脱硫装置内部流场进行分析.结果表明:入口结构对进气分布影响很大,在较合适的入口速度10～14 m/s范围内,脱硫效率为89.6％～ 92.3％;而进气分布的均匀性、吸附温度及水蒸气含量等操作参数的准确选择是保证脱硫效率的关键.     

添加湿空气对湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除性能

借鉴大气环境中暖湿气流和冷空气交汇形成降水的原理,开展了在湿法脱硫净烟气中注入适量湿空气促进细颗粒物(PM_(2. 5))凝结长大脱除的研究,数值计算了脱硫净烟气与湿空气混合后的水汽过饱和度及可凝结水汽量分布特性.采用实际燃煤试验平台,在脱硫净烟气中添加湿空气来建立细颗粒凝结长大所需的过饱和水汽环境,考察了湿空气温湿度、添加量和脱硫净烟气温度等对细颗粒物脱除的影响.结果表明:添加适量湿空气可有效促进湿法脱硫净烟气中PM_(2. 5)脱除,混合气体过饱和度、可凝结水汽量随烟气与湿空气的相对湿度的升高及二者温差的增大逐渐增加;脱除效率随烟气温度的上升以及湿空气添加量和相对湿度的增加而增加,因此添加湿空气的方式特别适合于脱硫净烟气温度较高(≥55~60℃)的场合.     

喷淋式助燃空气加湿型烟气冷凝余热回收系统实验研究

提高燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率和降低烟气氮氧化物排放浓度研究工作具有重要的工程应用价值。提出了一种喷淋式助燃空气加湿型烟气冷凝余热回收方式。实验研究了助燃空气含湿量变化对燃气锅炉的烟气露点温度、系统热回收效率、氮氧化物排放浓度的影响规律。实验结果表明:当助燃空气的含湿量从3 g/kg增加到60 g/kg时,对应的烟气露点温度可提高8. 0℃;在维持喷淋水温度45℃、喷淋水质量流量0. 075 kg/s的工况下,烟气余热回收效率可达到8. 4%;排放烟气中的氮氧化物平均浓度可从101. 6 mg/m~3降低到53. 3 mg/m~3。当助燃空气含湿量处于40 g/kg时,燃气锅炉运行比较稳定,排放烟气中的氮氧化物平均浓度为70. 1 mg/m~3。     

烟气循环烧结的数值仿真

通过对铁矿烧结过程流动、传热、传质的分析,建立烧结过程热质分析计算的数学模型,并验证计算模型的可靠性。根据常规烧结工艺烟气温度和成分含量的分布特点,基于余热利用和减量排放侧重点的不同提出相应的烟气循环烧结方案,通过模拟计算对比分析烟气循环烧结对于常规烧结工艺的改善作用。研究结果表明:烟气循环烧结工艺能提高上部料层最高温度,使料层最高温度在高度方向上更加稳定,能提高烟气余热利用量,降低烟气脱硫处理量和脱硫负荷,提高烟气脱硫效率。     

湿法脱硫系统中应用蒸汽相变技术脱除细颗粒

通过在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽等措施,在湿法烟气脱硫(WFGD)系统中进行了利用蒸汽相变原理高效脱除细颗粒的试验研究.考察了采用CaCO3, Na2CO3, NH3·H2O等3种不同脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除性能及其脱硫剂、蒸汽添加量、液气比(体积比)、脱硫塔进口气液温差等的影响,并进行了添加蒸汽和喷雾化水的对比试验.结果表明,由于形成无机盐气溶胶细颗粒,采用CaCO3, NH3·H2O脱硫剂时,WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显差于Na2CO3脱硫剂;在WFGD系统中应用蒸汽相变原理可显著促进细颗粒的脱除,在蒸汽添加量为0.05 kg/m3时,细颗粒数浓度脱除效率可增至60%～70%以上;液气比的影响与脱硫塔内是否存在蒸汽相变有关;提高脱硫塔进口气液温差有利于细颗粒脱除;烟气温度较高时,利用雾化液滴的蒸发替代添加蒸汽也能显著促进细颗粒的脱除.