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复合喷动脱硫工艺脱硫特性及运行参数优化研究

作　者: 高继录
导　师: 高继慧
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 烟气脱硫复合喷动内循环脱硫特性参数优化
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

以烟气循环流化床工艺为主的半干法脱硫技术在我国已经获得广泛应用,但目前仍然存在脱硫效率较湿法低、负荷适应性不强等问题,为了解决上述问题,本文提出了新型复合喷动流态化烟气脱硫工艺。该工艺以烟气循环流化床脱硫工艺为基础,采用多级喷动塔体结构,将烟气中的SO2在塔内分级分段脱除。在一级塔内形成以液相离子反应为主的反应区段;在二级塔内形成以高浓度固相含湿颗粒化学吸收、吸附为主的反应区段。为了研究该工艺的SO2脱除特性,优化技术方案,本文搭建了复合喷动流态化烟气脱硫热态试验系统。采用实时在线SO2光谱分析系统进行SO2浓度测量。在一级气液主反应区段,研究了吸收剂给入量、浆液雾化质量、烟气温度、入口SO2浓度、循环灰浓度、浆液给入方式等对脱硫特性的影响,结果表明循环灰浓度对该区段脱硫效率有6%的显著影响;通过优化浆液给入方式可以提高脱硫效率3%;浆液雾化质量对该区段脱硫效率也有约2%─3%的影响。在二级气固主反应区段,研究了吸收剂给入量、烟气温度、流场扰动强度、循环灰浓度、调质水量等对脱硫特性的影响,结果表明循环灰浓度对该区段脱除份额有18%的显著影响;吸收剂给入量、调质水量和流场扰动强度对该区段脱除份额也有约2%─6%的明显影响。与循环流化床烟气脱硫工艺相应区段相比,一级脱硫效率差别不大,二级占整体的脱除份额可以提高20%左右,整体脱硫效率可提高5%─10%。运用正交试验研究烟气温度、入塔总水量、脱硫剂给入量和雾化空气量对脱硫效率影响的主次关系。结果表明,入塔总水量和脱硫剂给入量对脱硫效率的影响非常显著,同时给出因素水平最优组合。塔内阻力损失与塔内颗粒浓度几乎成正比增加,综合考虑基建成本、运行经济性等因素,二级塔内脱硫灰浓度控制在600—800g/m3左右为宜。当负荷降低时,一级塔内仍然具有较高的烟气流化速度,可维持脱硫塔的稳定运行,该工艺的负荷适应性优于一般的等截面塔体。可见该工艺具有明显的技术优势,是一种更为先进的烟气脱硫工艺。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题研究背景  9-10
  1.2 SO_2排放控制的方法  10-11
    1.2.1 燃煤前脱硫技术  10
    1.2.2 燃煤中脱硫技术  10-11
    1.2.3 煤转化过程中脱硫技术  11
    1.2.4 燃煤后烟气脱硫技术  11
  1.3 半干法烟气脱硫技术简介  11-17
    1.3.1 喷雾干燥烟气脱硫工艺  12-13
    1.3.2 循环流化床烟气脱硫工艺  13
    1.3.3 回流式烟气循环流化床脱硫工艺  13-14
    1.3.4 烟气悬浮脱硫工艺  14-16
    1.3.5 NID烟气脱硫工艺  16-17
  1.4 国内外半干法烟气脱硫技术研究现状  17-18
  1.5 本文研究的目的和主要内容  18-20
第2章试验系统及工艺原理  20-36
  2.1 复合喷动流态化烟气脱硫试验系统  20-30
    2.1.1 模拟烟气发生系统  21
    2.1.2 SO_2吸收系统  21-22
    2.1.3 浆液制备和供给系统  22-26
    2.1.4 除尘引风系统  26-27
    2.1.5 SO_2测量系统  27-30
  2.2 工艺原理及特点  30-34
    2.2.1 化学反应机理  30-31
    2.2.2 增强内循环原理  31-34
    2.2.3 工艺特点  34
  2.3 试验内容及研究方法  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章复合喷动工艺脱硫特性试验研究  36-53
  3.1 一级气液主反应区段脱硫特性研究  36-46
    3.1.1 Ca/S摩尔比对脱硫特性的影响  36-37
    3.1.2 浆液雾化质量对脱硫特性的影响  37-38
    3.1.3 烟气温度对脱硫特性的影响  38-39
    3.1.4 入口SO_2浓度对脱硫特性的影响  39-40
    3.1.5 循环灰浓度对脱硫特性的影响  40-43
    3.1.6 浆液给入方式对脱硫特性的影响  43-45
    3.1.7 SO_2浓度沿程分布的测量  45-46
  3.2 二级气固主反应区段脱硫特性研究  46-51
    3.2.1 吸收剂给入量对脱硫特性的影响  47-48
    3.2.2 烟气温度对脱硫特性的影响  48
    3.2.3 循环灰浓度对脱硫特性的影响  48-50
    3.2.4 流场扰动强度对脱硫特性的影响  50
    3.2.5 调质水量对脱硫特性的影响  50-51
  3.3 本章小结  51-53
第4章脱硫系统运行参数优化试验研究  53-64
  4.1 运行参数优化的正交试验研究  53-59
    4.1.1 正交表简介  53-55
    4.1.2 正交试验设计  55-56
    4.1.3 试验结果与分析  56-59
  4.2 塔内循环灰浓度优化研究  59-61
    4.2.1 试验方法  59-60
    4.2.2 试验结果与分析  60-61
  4.3 复合喷动脱硫塔负荷适应性分析  61-63
  4.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-73
致谢  73

复合喷动脱硫工艺脱硫特性及运行参数优化研究

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