湿法烟气脱硫过程亚硫酸钙的氧化

燃煤电厂烟气脱硫过程中亚硫酸钙的氧化是脱硫工艺中的重要化学过程,针对300MW发电机组石灰石湿法烟气脱硫工艺,采用按比例缩小方法,研究并设计了亚硫酸盐氧化动态模拟实验与分析装置.采用正交实验方法,研究亚硫酸盐氧化动力学过程, 实验结果表明:初始pH值为4.5左右,反应温度在40～50℃,空气流量0.15～0.2m3/h,转速200～300r/min,及存在Mn2 催化的情况下有利于亚硫酸钙的氧化.     

射流曝气技术在脱硫浆液氧化工艺中的应用

亚硫酸钙的氧化率是衡量高硫煤电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺效率的重要指标.笔者采用集曝气与搅拌为一体的射流曝气技术实现石灰石/石膏湿法脱硫强制氧化以提高氧化率,研究了脱硫浆液射流曝气氧化工作原理.基于ANSYS CFX对脱硫浆液罐的内部流场进行数值模拟实验,确定了浆液混合搅拌效果较为理想的射流曝气器安装方式:将3个射流曝气器垂直于浆液罐壁均布在离浆液罐底部0.8m的平面上;并在重庆某环保公司进行现场应用实验,测定了在此安装方式下射流曝气器的吸气量,并采用碘量法测定了脱硫浆液中亚硫酸钙的氧化率,应用结果表明:射流曝气器吸气量总量为59.52 m3/h,满足浆液氧化需气量要求,且浆液经过射流氧化2h后,亚硫酸钙氧化率达87.6％.     

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.     

烟气脱硫亚硫酸钙铁催化氧化动力学实验

烟气脱硫中亚硫酸钙的氧化程度直接影响到烟气中的最终脱硫量,但其速率表达式的研究结果存在一定差异。采用内径为1.2 m,高为1.2 m的反应器氧化实验装置进行了亚硫酸钙的铁催化氧化实验,实验所得亚硫酸氢根离子的反应级数约为1,铁离子反应级数约为0.5,溶解氧的反应级数约为0,氧化反应的活化能为54.52 kJ.mol-1。结合菲克定律及双膜理论建立了烟气脱硫亚硫酸钙的氧化过程动力学模型。利用模型计算得到亚硫酸氢根离子反应级数约为1,铁离子反应级数约为0.5,溶解氧反应级数约为0,氧化反应的活化能为53.85 kJ.mol-1。实验结果表明,模型精度高,相对误差为1.22%。     

亚硫酸钙非均相氧化动力学的研究

在典型的温法烟气脱硫条件下，喷雾干燥脱硫产物中的亚硫酸钙非均相氧化动力学在中试装置中被研究，实验结果表明，亚硫酸钙氧化速率对氧是１级反应，对亚硫酸钙浓度分别是０级和０．７５级，这取决于不同的反应控制步骤。ｐＨ对氧化速率的影响是弱的。氧化速率随着ＭｎＳＯ４的添加而升高。在喷雾干燥脱硫产物温法氧化过程中，没有发现有ＳＯ２排出。     

烟气脱硫中间产物CaSO_3无氧热分解的研究

为减少烟气脱硫产物的污染和实现钙硫资源的回收利用,同时简化现有的脱硫工艺,提出将烟气脱硫中间产物CaSO_3进行无氧热分解为CaO和SO_2的循环利用途径。本文研究以热分解产物CaO含量为主要考察指标,探究影响CaSO_3热分解的条件。实验结果表明:在无氧高温条件下,CaSO_3热分解为CaO和SO_2,热分解的优化条件为:N_2气氛、热分解温度1150℃、热分解时间2 h、热分解升温速率6℃/min、N_2流量80 m L/min,热分解产物CaO含量为99.32%。烟气脱硫中间产物CaSO_3的无氧热分解,具有明显的环保和经济价值,其应用前景广阔。     

辉钼精矿熔盐氧化工艺——Na2CO3-Na2MoO4-Na2SO4体系

研究了辉钼精矿在Na2 CO3 Na2 MoO4 Na2 SO4 体系的熔盐氧化过程 ,探索了不同工艺参数对钼的转化率和脱硫率的影响 .结果表明 ,在熔盐组成为 1∶1,配料比为 1∶10 ,740℃ ,鼓风速度为 5 .95L/min ,鼓风时间为 10min的条件下 ,钼的转化率和脱硫率均可达 99%以上 .熔炼产物经水浸后 ,钼精矿中的钼和硫分别以Na2 MoO4 和Na2 SO4 形态进入溶液 ,以SO2 形态进入熔炼尾气中的硫不超过总硫量的 0 .8% .     

喷钙脱硫渣中硫酸盐的稳定性研究

研究通过热重分析法和化学分析方法的联合运用 ,分析了喷钙脱硫产物之一——亚硫酸钙在不同条件下的稳定性 .经研究发现 ,Ca SO3在加热至 490℃时发生氧化反应 ,即在发生分解反应之前先被氧化 (隔绝空气下 70 0℃左右分解 ) .干态的 Ca SO3比较稳定 ,而潮湿态的 Ca SO3不稳定 ,极易被氧化 .因此 ,脱硫渣中的硫酸化物以硫酸钙为主 ,性质稳定 ,不会放出 SO2 造成二次污染 .研究结果将为喷钙脱硫工艺的进一步完善提供依据     

沿面放电等离子体氧化单质汞的影响因素

利用沿面放电等离子体反应器氧化烟气中单质汞,考察了放电长度、弹簧螺距、高压电极线径、汞初始浓度、烟气温度以及喷射体系与湿法脱硫系统联合等因素对单质汞氧化的影响。结果表明:能量密度为3.9 J/L,放电长度为200 mm,弹簧螺距为6 mm,线径为1 mm,单质汞初始浓度为100μg/m~3,烟气温度为110℃,能够实现单质汞91.3%的氧化率。增大放电长度和高压电极线径能够促进单质汞的氧化;高浓度单质汞和升高烟气温度不利于单质汞的氧化;联合活性物质喷射与钙基湿法脱硫系统可以实现烟气中汞的有效脱除。     

焦炉烟气湿法钢渣联合脱硫脱硝工艺及机理研究

富含氧化钙和氧化镁的废钢渣有望成为低成本硫和氮氧化物的碱性吸收剂而用于废气的净化。本文测试和分析了首钢转炉钢渣的成分,将其制成钢渣浆料用于焦炉烟气的联合脱硫脱硝;设计和制作了鼓泡反应装置;研究了湿法钢渣浆料脱除NO和SO_2的工艺和机理,并采用HSC Chemistry 6.0软件对相关反应做了热力学分析。结果表明,钢渣中碱性物质具有脱硫和脱硝作用;此时在反应器内的气-液-固三相体系中发生的化学脱除反应,大部分为自发放热反应;在303.15 K时,固含量8%的钢渣浆液对焦炉烟气的SO_2的脱除率可达97%,NO的脱除率却仅为10.1%,温度升高,SO_2和NO的脱除率下降。为了进一步解决其中NO脱除率低的问题,设计将氧气配入到烟气中,氧化NO成易于被浆料吸收和转化的氮氧化物,并同时在浆料中添加高锰酸钾做氧化助剂。结果表明,它们的存在使脱硝率得到了大幅提高,当O_2体积浓度为5%,高锰酸钾质量分数为2%时,SO_2和NO的总脱除率分别达到了98%和96%,使焦炉烟气的联合脱硫脱硝的应用成为可能,从而为钢渣脱硫和脱硝的理论研究及实际应用奠定了良好基础。     

辉钼精矿熔盐氧化工艺研究——Na_2MoO_4-Na_2SO_4体系

对辉钼精矿在Na2 MoO4 Na2 SO4体系的熔盐氧化过程进行了研究 ,探索了不同的工艺参数对钼的转化率和脱硫率的影响 .研究结果表明 ,在熔盐组成Na2 MoO4与Na2 SO4质量比为 3∶1,配料比为 1∶10 (质量比 ) ,温度为 70 0℃ ,鼓风速度为 1.6 6m s,鼓风时间为 2 0min的条件下 ,脱硫率可达 99%以上 ;得到的熔盐经水浸和碱浸后 ,钼以Na2 MoO4形态进入溶液 ,钼的总浸出率可达 95 .5 %以上 ;硫以SO2 的形态进入气相 ,烟气中的SO2 体积分数可达5 .4%以上 ,可用于制酸 ;含钼渣和浸出液蒸发结晶得到的Na2 SO4晶体可返回再用 ;熔盐氧化过程采用连续操作分批加料方式 ,可提高生产能力 .     

燃煤烟气石灰石-石膏湿法脱硫影响因素研究

石灰石-石膏湿法脱硫技术在燃煤电厂脱硫中占有重要的地位.介绍了石灰石-石膏湿法脱硫技术的流程与涉及到的化学反应.通过对石灰石粒径、反应活性、烟气流量、入口二氧化硫体积分数、入口烟温、含尘量、浆液p H、钙硫比、液气比、固体停留时间及氯离子质量分数对脱硫效率影响的分析,为脱硫系统运行优化,降低运行成本,提高脱硫效率提供依据.     

氧化镁湿法烟气脱硫的工艺优化研究

基于氧化镁湿法烟气脱硫(FGD)工艺研究及应用中存在的问题,对影响氧化镁法脱硫效率的循环吸收液p H值、烟气量、SO2浓度、液气比、镁硫摩尔比等参数进行了单因素实验,得出各参数对脱硫效率影响的规律,通过正交试验得出脱硫效率最高的工艺方案.结果表明:循环吸收液p H值为5.0,烟气量为325 000 m3·h-1,烟气中SO2浓度为1100 mg·m-3,液气比为4.7,镁硫摩尔比为1.4,此时脱硫效率高达95.8%.     

湿法烟气脱硫的理论和实验研究（Ⅲ）

石灰石或石灰湿法烟气脱硫(WFGD)在中试湿壁吸收塔中被实验研究。实验结果表明,石灰比石灰石有更强的脱硫反应活性。石灰工艺的L/G比可以比石灰石的控制得低些,适合的pH值操作范围分别是5.5～6.2和5.0～5.5。以中试湿壁塔为原型的石灰石WFGD模型预测的沿塔脱硫率和浆液pH值的变化、L/G比和pH值对脱硫率的影响能较好地与实验数据吻合。石灰石WFGD强制氧化工艺比自然氧化工艺具有更高的脱硫率。强制氧化的副产物97%以上为石膏,其颗粒的名义直径为3.2μm,而自然氧化的副产物主要是亚硫酸氢钙和10%以下的石膏,其颗粒的名义直径为2.1μm。     

石灰低温烟气脱硫的研究

防治燃煤锅炉烟气中的SO_2,是中国环保工作的一项迫切任务.在多种烟气脱硫过程中,炉内喷钙工艺由于投资少、成本低等优点,受到了中国各界的广泛注意,但其脱硫效率较低,吸着剂的钙利用率不高,废吸着剂中还含有很多未反应的CaO,形成大量碱性含钙灰渣需要处置,故影响了其商业应用.作者为此进行了CaO低温吸硫的研究.采用的方法是在增湿器内使CaO与适当大小的水滴相撞,将CaO转化为有活性的Ca(OH)_2,加速它与SO_2的反应.在中试装置上(能力1000m~3/时烟气),用专门研制的双流体喷头进行多参数试验(喷水量、气/水比、停留时间)的结果为:在SO_21500ppm,Ca/S为1.5,停留时间为2.3、3.5、7.0S条件下,最佳脱硫率可达26.9%、32.0%、47.3%;而在SO_22500ppm,Ca/S为2.5,停留时间为7.0S条件下,最佳脱硫率可达69.1%.如与炉内喷钙脱硫合并计算,脱硫效率总和可达74%-85%.预计左工业装置上,由于增湿器可采用大的长径比结构并可安设多个喷头组成喷雾系统,吸着剂及水滴分布可较中试有所改善,脱硫效率可在上述水平上进一步提高.如再计及在除尘装置上处于附着状态的吸着剂继续进行的硫吸收,总的脱硫放率将达到新的水平.     

过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫

对Mn2+,Fe2+,Zn2+3种过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫的效果进行了对比,并对Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的相关工艺参数进行了优化;运用溶液化学原理,对SO2及Mn2+在溶液中的组分进行了计算,研究了Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的机理.研究结果表明:Mn2+,Fe2+和Zn2+3种过渡金属离子对烟气脱硫都有催化作用,Mn2+的催化效果最佳;在烟气中,当SO2体积分数为1.4%,O2体积分数为10%,烟气流量为140L/h,吸收液体积为200mL,温度为24℃,吸收液pH为5～6及吸收液中Mn2+浓度为0.15mol/L时,经过一段吸收反应,SO2转化率大于80%,烟气脱硫率大于75%;当吸收液pH=5～6时,锰主要以Mn2+形式存在,SO2主要以HSO-3的形成存在;其催化反应的机理为:Mn2+与HSO-3反应形成络合物,成为反应链的引发剂来诱发氧化反应.     

低温等离子体强化燃煤烟气Hg~0氧化的气氛影响及特性分析

为了研究燃煤烟气成分对低温等离子体氧化元素汞的影响,以石英玻璃管为阻挡介质,内插不锈钢棒为高压放电极,利用交流高压放电产生低温等离子体强化模拟烟气中Hg~0氧化.研究输入能量和烟气成分对模拟烟气中Hg~0形态转化与协同脱硫脱硝的影响规律.结果表明,初始时Hg~0氧化率随输入能量增大而提高,原因是模拟烟气中O_2分解产生的O自由基数目增多,但输入能量过大会促使模拟烟气中N_2分解,生成NO并消耗O自由基,导致Hg~0氧化率下降.烟气中O_2和CO_2含量增大,分解产生的自由基O数量增多,有利于Hg~0氧化反应.低温等离子可将NO和SO_2分解成N2和S,同时产生能够促进Hg~0氧化的O自由基,因此低温等离子促进NO和SO_2氧化Hg~0的同时可实现脱硫脱硝的目的.     

干法脱硫过程中CaO与SO2反应机理研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上研究CaO在干法脱硫过程中与SO2反应的微观机理,优化得到了反应物、中间体、过渡态、产物构型和相应的能量值.结果表明,CaO与SO2反应首先是无势垒络合形成具有链状结构的中间体O1SO2CaO3,随后链端的O1和O3原子分别进攻链中的钙原子和硫原子,经两条路径生成产物CaSO3;比较发现,两条路径对产物生成的贡献大致相等,且低温有利于产物亚硫酸钙的生成,这与低温固硫效率高的工业脱硫实际工艺相符合.     

水热法制备纳米酚醛树脂微球的研究

以间苯二酚(R)、甲醛(F)为原料,氨水为催化剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,氯化钠(Na Cl)为添加剂,在乙醇与水按照一定比例形成的混合溶剂中,采用水热法合成酚醛树脂微球。研究了反应温度、反应物质量分数、表面活性剂CTAB用量及Na Cl的加入对微球形貌和平均粒径的影响。结果表明:表面活性剂CTAB的加入不仅能有效控制粒径大小,还能使产物形貌具有球形-蠕虫状-球形的变化过程;适量中性盐Na Cl的加入能有效抑制微球间的团聚,得到单分散微球。当合成条件为水热温度T=100℃,反应物质量分数w_(单体)=2%,表面活性剂CTAB用量n_(CTAB)∶n_R=1∶3,Na Cl用量n_(NaCl)∶n_R=1∶1时,反应24 h就能得到单一分散、平均粒径为150 nm的酚醛树脂微球。     

干法脱硫过程中CaO与SO_2反应机理研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上研究CaO在干法脱硫过程中与SO2反应的微观机理,优化得到了反应物、中间体、过渡态、产物构型和相应的能量值。结果表明,CaO与SO2反应首先是无势垒络合形成具有链状结构的中间体O1SO2CaO3,随后链端的O1和O3原子分别进攻链中的钙原子和硫原子,经两条路径生成产物CaSO3;比较发现,两条路径对产物生成的贡献大致相等,且低温有利于产物亚硫酸钙的生成,这与低温固硫效率高的工业脱硫实际工艺相符合。