螺旋切割强化湿法烟气脱硫的传质动力学

针对开发的新型静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫技术,根据双膜理论从动力学角度建立了静态螺旋切割强化Ca(OH)_2溶液吸收烟气SO_2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量对传质速率的影响。结果表明:模型能较好地描述静态螺旋切割强化湿法烟气脱硫的实际过程,理论计算与实验数据都发现,烟气SO_2浓度、烟气流量、脱硫剂浓度以及脱硫剂循环流量的增加均有助于提高传质速率;但当脱硫剂浓度大于5%时,传质速率随脱硫剂浓度的增加改变不大。     

醇胺离子液体对烟气硫的高效脱除

燃煤烟气中的SO_2对人体健康和生态环境危害很大,传统的除硫装置大都存在二次污染。离子液体作为新型吸收剂有着广泛的应用前景。制备柠檬酸三乙醇胺离子液体作为脱硫剂,在模拟烟气条件下对SO_2的吸收性能进行研究。结果表明:柠檬酸三乙醇胺离子液体具有高效脱硫性能,在70 min时脱硫率仍能达到80%以上;温度升高不利于脱硫过程的进行;而SO_2浓度增加,离子液体的吸收量增加;离子液体的解吸工艺简单,在90℃下加热80 min可完全解吸,再生性能良好。柠檬酸三乙醇胺离子液体对SO_2的吸收主要以化学吸收为主,同时伴有物理吸收过程,吸收摩尔比达到3.38~3.68 mol·mol~(-1)。     

高活性脱硫剂脱硫工艺的实验研究

对以粉煤灰为原料制备的高活性脱硫剂进行了半干法烟气脱硫实验研究,考虑添加剂、脱硫剂加入量、反应温度、烟气流量工艺因素的影响时该活性脱硫剂的脱硫性能;实验结果表明,加入添加剂后,脱硫效率提高1.5%～8.1%;当烟气流量＜2 m3/min,钙硫比取1.5～2.0范围时,脱硫效率较高;一定范围内反应温度变化对脱硫效率影响不大.     

炼铁烧结除尘灰湿法脱除模拟烟气中的SO2

为了考察炼铁烧结除尘灰作为脱硫剂的效果,研究了湿法脱硫过程中固液比、氧气含量、吸收剂温度、气体流速、进口SO_2质量浓度、搅拌强度等影响因素对脱除效率的影响规律。结果表明,最佳反应温度为25℃;随着温度升高,SO_2溶解度降低,吸收液对SO_2吸收能力降低;气体流量增加,SO_2在吸收剂中停留时间变短,导致脱除率降低;固液比增加,气固接触概率也随之增大,SO_2脱除率也增大;进口SO_2质量浓度的提高导致液相中氢氧根消耗加剧,使反应速率减慢,不利于对SO_2的去除。同时发现,SO_2浓度增加则溶解分数减小,吸收率也会随之降低;搅拌速率的增加使得气泡破碎加剧,增大气液接触面积,使除尘灰充分悬浮在液相中,与溶液中的SO_2迅速反应,有利于SO_2的吸收。O_2含量增加,有利于O_2的溶解,增加了化学反应的推动力,有利于SO_2吸收反应的进行。除尘灰对含二氧化硫气体具有较好的脱硫效果,有一定的应用前景。     

基于碱式硫酸铝再生法脱硫的SO32-氧化抑制剂的筛选

在碱式硫酸铝(碱铝)再生法脱硫过程中,抑制SO_3~(2-)氧化对于碱铝再生利用至关重要。实验选择碱度为30%、铝量为30 g·L~(-1)的脱硫溶液作为研究对象,通过添加茶多酚、抗坏血酸、乙二醇3种氧化抑制剂,与无添加的碱铝溶液(空白)进行SO_3~(2-)的氧化抑制和碱铝再生性能对比实验。结果表明:添加氧化抑制剂对SO_3~(2-)氧化具有抑制作用,抗坏血酸抑制氧化效果最佳;相比空白实验,添加茶多酚和抗坏血酸的最佳浓度均为5 mmol·L~(-1),SO_3~(2-)氧化率相对减少38%和42%,而添加10 mmol·L~(-1)的乙二醇氧化率仅减少35%;碱铝脱硫溶液添加氧化抑制剂也有助于提高SO_2的解吸性能,添加最佳浓度氧化抑制剂的解吸率相比空白实验提高8%以上。研究结果可为碱铝再生法脱硫技术的工业应用提供参考。     

飞灰及其混合脱硫剂浆液脱硫特性的实验研究

从碱性物溶出率和脱硫容量两个方面，对杭州地区3种电厂飞灰和飞灰－大理石混合脱硫剂进行了实验研究。结果表明，降低pH值有利于飞灰中碱性物的溶出，pH为5－8时，飞灰中碱性物溶出率约为30％。不同电厂飞灰的脱硫容量差异较大，为0.12-0.25gSO2/g飞灰，相当于石灰石脱硫容量的23％－48％。飞灰－大理石混合脱硫剂中飞灰与大理石之间具有相互协同促进作用，对飞灰：大理石为1：1的混合脱硫剂，其脱硫容量Ws60比大理石提高了30％。当脱硫率要求不太高时，可考虑使用飞灰－大理石混合脱硫剂，以部分或全部取代石灰石脱硫剂，从而大大降低脱硫剂成本。     

粗媒体颗粒流化床半干法烟气脱硫

开发了粗媒体颗粒流化床半干法烟气脱硫技术.在流化床内加入惰性粗媒体颗粒,改善脱硫剂与烟气的接触,延长脱硫剂在床内的停留时间,促进脱硫反应进行,提高脱硫效率和脱硫剂利用率.以工业用石灰石为脱硫剂,实验研究了粗媒体颗粒的加入量及其他操作条件对此过程脱硫效率的影响.结果表明:随着粗媒体颗粒粒径减小及床内加入量增加,烟气脱硫效率提高;随着Ca/S增大、饱和接近度降低、空速及脱硫剂颗粒粒径减小,脱硫效率提高.当粗媒体颗粒的静止床高为122 mm,饱和接近度为15～18℃、空速为2850 h-1、钙硫比为1.0～1.1、脱硫剂粒径为64μm时,脱硫效率可达90%以上.     

Y_2O_3/AC催化剂的烟气同时脱硫脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列不同负载量的x%Y_2O_3/AC(x=2、4、6、8和10)同时脱硫脱硝催化剂,以CO为还原气,考察该催化剂同时脱硫脱硝催化活性。采用X射线衍射仪(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面积(BET)对催化剂进行了表征。在不同负载量的催化剂中,6%Y_2O_3/AC表现出较好脱硫脱硝效果,SO_2和NO的T90%分别约为365℃和367℃。经HNO_3预处理过的活性炭载体制备的催化剂脱硝效果明显改善,催化剂预硫化可以显著提高脱硫脱硝活性,在550℃硫化的催化剂效果最好,NO和SO_2的T90%分别约为368和362℃,在380℃时脱硫脱硝率均可达到95%以上。     

氧化锰共生矿烟气脱硫的机理及影响因素

利用南非的氧化锰共生矿进行烟气脱硫,研究了共生锰矿烟气脱硫性能及其机理,并考察了锰矿粒径、反应温度、液固比、进气流量、进口SO_2浓度等因素对脱硫率的影响。结果表明,氧化锰共生矿中主要的锰化合物是MnO_2、Mn_2O_3和MnCO_3,烟气脱硫过程主要存在4种方式:MnO_2与SO_2发生氧化还原反应生成硫酸锰;液相中Mn~(2+)催化氧化SO_2产生硫酸;MnCO_3与硫酸反应生成硫酸锰;Mn_2O_3与硫酸反应后生成的MnO_2可以继续与SO_2进行脱硫反应,但是Mn_2O_3与SO_2直接反应的活性较差。氧化锰共生矿烟气脱硫的最佳工艺参数为:锰矿粒径200目、反应温度80℃、液固比10:1以及进气流量600mL·min~(-1)。     

共沉淀法制备铁锌基中高温煤气脱硫剂简

采用共沉淀法制备Cu-Zn-Fe脱硫剂，优化共沉淀制备工艺。固定床实验结果表明，共沉淀溶液中金属离子总浓度为0.6 mol/L，焙烧温度600℃，添加10%活性助剂Cu时所得Cu-Zn-Fe脱硫剂循环脱硫性能最佳，此时ZFDCu10脱硫剂的硫容可达到41.2 g S/100 g脱硫剂。XRD和SEM对铁锌基脱硫剂的表征结果表明，加入Cu助剂后少量的ZnO、CuO可阻碍ZnFe₂O₄晶粒聚集，增强铁锌基脱硫剂活性组分的分散性，避免大晶粒的ZnFe₂O₄硫化时形成较多的产物层而降低脱硫剂的利用率。实验结果为制备脱硫性能较好的Cu-Zn-Fe脱硫剂提供了理论依据。     

石灰石高温煤气脱硫的试验研究

采用天然石灰石做脱硫剂，在固定床上进行硫化氢高温脱除的试验研究，考察了脱硫剂粒径、反应温度、气速及高温煤气中H2对石灰石脱硫性能的影响，同时还用热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等测试手段对脱硫剂的物相组成和结构等进行了表征。结果表明，脱硫剂的粒径对脱硫效果的影响很大，0.38～0.83 mm的石灰石脱硫效果最佳；温度对脱硫效果的影响比较复杂，最佳的操作温度为850℃；气速对脱硫效果的影响较明显，脱硫剂的穿透时间随气速的减小而加长；H₂对脱硫过程起阻碍作用，气速越小，这种阻碍作用越明显。     

循环灰加湿量对密相塔半干法脱硫效率的影响

为了进一步提高密相塔半干法脱硫工艺的脱硫效率和脱硫剂利用率,研究了系统含湿量对脱硫效率的影响。首先,通过模拟实验探索了系统含湿量与脱硫剂失效时间的关系,然后利用MATLAB编程软件计算了系统中CaO脱硫剂利用率与系统含湿量的关系。结果表明,脱硫剂CaO的失效时间随着系统含湿量的增加而逐渐增大;系统中SO2脱除量和CaO脱硫剂利用率均随着含湿量的增加而显著提高,当系统含湿量为9%时,分别达到1 210 mg和70%。在实际工程中可结合链式搅拌器的使用,进一步提高脱硫剂的利用率和脱硫效率,满足日益严格的排放标准。     

FeSO4/Ac脱硫剂脱硫性能的研究

为寻找经济适用且具有较高效率的烟气脱硫方法．研制了FeSO4／Ac脱硫剂。并对FeSO4／Ac脱硫剂的脱硫性能进行了实验研究。实验研究结果显示,烟气中O2、水蒸气含量的多少及脱硫温度的高低会影响FeSO4／Ac脱硫剂的脱硫性能。实验证明,当n(O2):n(SO2)=7～10、n(H2O)：n(SO2)=3～5、脱硫温度取120℃时,FeSO4／Ac脱硫剂具有良好的脱硫性能,脱硫效率可达92．1％～96．8％。FeSO4／Ac脱硫剂能够再生重复使用。采用水蒸气加热再生法对FeSO4／Ac脱硫剂进行再生,实验结果显示,经4次加热法再生的FeSO4／Ac脱硫剂的脱硫效率仍能达到91％。     

喷雾-喷动床半干法烟气脱硫实验研究

实验采用 Ca( OH) 2 做脱硫剂 ,考察了 n( Ca)∶ n( S)、入口 SO2 质量浓度、进气温度、绝热饱和温差、表观气速、静床层高度、喷动粒子直径等对脱硫率的影响。结果表明 ,脱硫率随着 n( Ca)∶ n( S)、入口 SO2 质量浓度、静床层高度的增大而增大 ;随进气温度、绝热饱和温差、表观气速、喷动粒子直径的增大而减小。当 n( a)∶n( S) >1.0 0 ,绝热饱和温差为 7℃时 ,脱硫效率可高达 90 %以上。此脱硫技术具有流态化性能好 ,传热传质效率高 ,脱硫效果好等优点 ,特别适合于中小型燃煤锅炉的烟气脱硫     

相对湿度对钙基脱硫剂干法烟气脱硫效率的影响

为得到干法烟气脱硫较优的相对湿度,并验证钙基脱硫剂在干法烟气脱硫中的可行性,在模拟干法烟气脱硫实验台上,研究了钙基脱硫剂在不同相对湿度(0～45%)条件下,脱硫剂的出口浓度、脱硫效率和固硫量。结果表明,在相对湿度从0变化至45%时,可以稳定运行的穿透时间由160 min增加到720 min,可达100%脱硫效率的运行时间由0增至580 min,脱硫剂的固硫量从43.37 mg增加到332.09 mg;增加相对湿度能显著提高烟气脱硫效率,在保证烟气不穿透物料且不出现黏壁现象的条件下,较优的相对湿度为45%。研究明确了在低相对湿度条件下此种脱硫剂的可行性并确定了较优化的干法脱硫湿度,为干法脱硫条件的选择提供了参考。     

高活性脱硫剂脱硫工艺的实验研究

对以粉煤灰为原料制备的高活性脱硫剂进行了半干法烟气脱硫实验研究，考虑添加剂、脱硫剂加入量、反应温度、烟气流量工艺因素的影响时该活性脱硫剂的脱硫性能；实验结果表明，加入添加剂后，脱硫效率提高1．5％～8．1％；当烟气流量〈2m^3／min，钙硫比取1．5—2．0范围时，脱硫效率较高；一定范围内反应温度变化对脱硫效率影响不大。     

烧结烟气脱硫剂性能的研究

为了提高脱硫效率和合理利用烧结过程中产生的机头灰,在半干法烟气脱硫剂生石灰中,加入一定量的烧结机头灰作为脱硫催化剂。在测定机头灰与生石灰化学成分、粒度和比表面积的基础上,研究和分析了机头灰与生石灰的质量配比对于脱硫效率的影响。结果表明,脱硫剂与机头灰在粒径分布和比表面积上都较接近,但经过消化活化后的混合脱硫剂的比表面积明显增大。当机头灰添加量为脱硫剂质量的2%～5%时,脱硫效率提高了2%～3%。机头灰与生石灰的胶凝反应以及机头灰中Fe2O3的催化作用是主要的作用机理。     

基于密相半干法脱硫工艺的生石灰消化及改性

以某公司生产的生石灰作为脱硫剂,密相半干法脱硫工艺在某炼铁厂烧结烟气脱硫工程的应用为例,对生石灰的消化反应和调质改性进行实验,考察其满足脱硫要求的最佳消化条件和烧结机头灰作为改性剂的比重。实验表明,当水灰比在1.5～1.7、生石灰粒径在200μm以下、消化温度在55℃左右、搅拌轴转速在15～25 r/min的范围内,可以保证生石灰有最佳的转化率,烧结机头灰占比重的5%时为最佳改性剂量;同时对实验的工程运行成本和脱硫效果进行分析,使用自制改性脱硫剂即可以节约运行成本和水电资源,又能提高脱硫效果,为脱硫设备的长期稳定运行提供了可靠依据。     

碱金属盐改性炽热镁渣激冷水合脱硫剂

将炽热镁渣通过激冷水合以及碱金属盐添加剂改性的方法制得脱硫剂,并借助TGA研究改性脱硫剂钙转化率。借助XRD、SEM和BET分析改性脱硫剂物质成分、表面形貌特征以及微观特征,从而获得炽热镁渣激冷水合过程中使用不同碱金属盐改性添加剂的改性机理。结果表明:对镁渣进行激冷水合和加入添加剂改性均可提高脱硫性能;NaCl和Na_2SO_4的加入明显改善了脱硫剂的孔隙结构,Na_2CO_3和K_2CO_3与镁渣水合产物发生化学反应生成CaCO_3并在改性脱硫剂表面附着结晶;水合温度的升高有利于钙转化率的提高。     

燃煤电厂SO3排放特征及其脱除技术

通过现场实测和文献调研相结合的方式,对目前燃煤电厂SO_3排放特征进行较全面的表征,排放浓度为0.3～22.7 mg·m~(-3),按10 mg·m~(-3)和5 mg·m~(-3)排放限值考核,达标率分别为89.8%、66.7%。对现有除尘、脱硫设备及新技术的SO_3脱除能力进行定量分析,常规电除尘器对SO_3脱除率仅为10%～20%;低低温电除尘技术可达95%以上;电袋复合除尘器可达80%以上;常规石灰石石膏湿法脱硫技术多在30%～60%,采用旋汇耦合、双托盘等技术后,SO_3脱除率可达90%以上;金属板式湿式电除尘器多在50%～80%,导电玻钢管式湿式电除尘器多在60%～90%;碱基干粉或溶液喷射技术均可达到80%以上的SO_3脱除效果;烟气冷凝相变凝聚技术在消除有色烟羽的同时,也具有一定的SO_3脱除效果。根据不同SO_3脱除技术对比结果,碱基喷射技术不仅可以实现较高SO_3脱除效果,还可有效解决空预器的腐蚀、堵塞等问题,将是未来解决高浓度SO_3问题的主流技术方向。