pH分区供浆模式强化气动旋流塔湿法脱硫效率

为了充分利用气动旋流强化单塔循环脱硫效率的优势,实现燃煤电站烟气SO₂超低排放,采用pH分区供浆耦合气动旋流塔技术脱除燃煤烟气中的SO₂,并研究了pH分区供浆模式下浆液pH及其差值的变化,分析了pH分区供浆对气动旋流塔脱硫性能的影响。结果表明：空塔喷淋运行工况,pH分区供浆对脱硫效率影响较小;单层循环pH分区供浆耦合气动旋流工况,pH分区供浆的脱硫效率高于主浆池直接供浆,且对脱硫效率的促进作用随主浆池pH增大而减弱。此外,双层循环pH分区供浆耦合气动旋流工况下,pH分区供浆量越大脱硫效率提高越多,且随主浆池pH增大而逐渐减弱。以上研究结果证明,pH分区供浆可提高气动旋流塔的脱硫性能。     

喷流塔脱硫除尘技术研究

基于强化喷淋装置传质过程,开发了一种结构简单、压降小、效率高、生产能力大的脱硫除尘装置——喷流塔。实验表明,液气比L/G=15L/m3时,除尘效率≥994%,流化层压降≤300Pa;采用CaCa双碱法脱硫工艺,pH=7～8、L/G=10～12L/m3时,脱硫效率≥92%,流化层压降≤450Pa。在脱硫操作条件下可同时脱除996%以上的烟尘,适于脱硫除尘一体化操作。     

湍球塔和喷淋塔的海水脱硫冷态实验对比

通过湍球塔和喷淋塔的海水脱硫冷态实验对比,研究海水脱硫过程中烟气和海水参数对湍球塔和喷淋塔脱硫的不同影响。实验结果表明,SO2分压力增大,脱硫效率和尾水pH值减小;海水碱度、pH值和液气比增大,脱硫效率和尾水pH值也随之增大;湍球塔的脱硫效率和尾水pH值与液气比改变方式无关,实验用湍球塔的合适液气比值为2.3 L/m3;湍球塔脱硫实验中,塔内气速为1.58 m/s,SO2分压力为20 Pa,水温为10.2℃,液气比为1.1~2.8 L/m3时,尾水pH值在2.4~2.8之间;增大液气比时,喷淋塔改变海水流量的脱硫效果要比改变气体流量的脱硫效果明显;塔内气速1 m/s以上时,一级喷淋塔的脱硫效率要比湍球塔小很多,有时只有湍球塔的1/2左右。     

超声波雾化技术对磷矿浆脱硫强化的影响分析

为了对磷矿浆湿法脱硫技术进行强化,实验将超声波雾化技术应用于磷矿浆脱硫,考察了吸收温度、进气流量、固液比、雾化功率、pH对脱硫效率的影响。结果表明：在SO₂进口浓度为1 500 mg·m⁻³、氧含量为15%、进气流量为0.3 L·min⁻¹、吸收温度为35 ℃、固液比为25∶100、雾化功率为30 W的最佳条件下,磷矿浆脱硫率≥90%的反应时间可持续在620 min以上。经过对反应前后的磷矿粉及吸收液的分析,得出反应过程中一些离子及元素的变化规律。该工艺操作简便,对SO₂净化效率高,原料价廉易得,同时可副产磷肥,有助于实现烟气中SO₂的净化与磷矿的资源化。     

高炉煤气电化学协同湿法精脱硫复合吸收剂Na2CO3+EDTA+EDTA-2Na的脱除效果及工艺条件

针对钢铁行业全流程超低排放改造要求,结合当前高炉煤气精脱硫技术不成熟、需求迫切的现状,提出了电化学催化氧化协同增效湿法吸收精脱硫方法,考察了Na₂CO₃+EDTA+EDTA-2Na复合吸收剂脱除羰基硫(COS)的性能,对其工艺条件进行了优化。通过对脱硫产物及反应前后脱硫液进行表征检测,分析了电化学协同湿法吸收脱硫机制。结果表明：在反应温度30 ℃、空塔气速0.25 cm·s⁻¹、工作电压3 V及电流密度2.5 A·mm⁻²的条件下,配比为15%Na₂CO₃+15%(EDTA+ EDTA-2Na)、(n (EDTA)∶ n (EDTA-2Na)=1∶1)的复合吸收剂的COS脱除效率可达76.98%;复合吸收剂通过电化学催化协同吸收COS,不仅可有效避免副产物产生,且溶剂具有良好的稳定性和可行性。本研究提出的高炉煤气电化学协同湿法精脱硫技术可为钢铁行业开展全流程超低排放改造提供参考。     

双循环多级水幕脱硫塔的设计和性能测试

双循环多级水幕脱硫塔是在常规两段式湿法脱硫塔基础上加以改进而成的新型脱硫塔,其双循环浆液采用不同pH控制,低pH促进CaCO2溶解,高pH提高SO2吸收效果;同时,多级水幕强化气液流态,增加气液接触面积和传质动力,促进对SO2的吸收.实验利用SPSSV13.0软件进行正交实验设计,通过数据分析得出两个不同的优化运行方案,再利用多指标分析法中的综合平衡法进行单因素实验,得出最优运行方案.在最优运行方案条件下,即烟气流量为100 m3/h,上循环浆液pH为6.0,下循环浆液pH为4.8,上、下循环液气比均为20 L/m3,人口 SO2质量浓度为1 000mg/m3时,脱硫效率达97.8%,CaCO3利用率为95.2%,钙硫质量比约为1.03.双循环多级水幕脱硫塔具有良好的应用前景,实验结果对现场脱硫系统的调试和运行有很好的参考价值.     

磷矿关键组分对湿法烟气脱硫技术的影响

磷矿浆湿法烟气脱硫技术将污染物SO₂吸收转化为硫酸原位分解磷矿,失活后的磷矿浆用于生产磷酸,节约了湿法磷酸生产中硫酸用量,无废水废液排放,是一种绿色、经济的技术。通过对磷矿浆及其主要组分开展脱硫实验,确立了磷矿中脱硫的关键活性组分及其对脱硫效果的影响。XRD、IC等实验及表征结果表明,SO₂吸收后转化形成的硫酸会优先与磷矿中的活性组分碳酸镁钙反应,待其消耗殆尽再与氟磷酸钙反应。与氟磷酸钙相比,碳酸镁钙呈现出优越的脱硫活性。氟磷酸钙分解过程中产生的H⁺和PO₄^3–会抑制S(Ⅳ)转化为S(Ⅵ)的速率,导致脱硫率下降。PO₄^3–抑制SO₂脱除与温度、pH均有关,当温度高于55 ℃、且pH为4.75~2.61时,其抑制作用最明显。本研究可为磷矿浆湿法烟气脱硫技术的优化提供参考。     

好氧条件下生物转鼓同步脱硫脱硝性能及相应动力学模型的优化

为探究高效同步脱硫脱硝的生物工艺,以生物转鼓反应器为实验对象,研究了好氧条件下SO₂质量浓度、NO_x质量浓度、营养液体积和气体停留时间(EBRT)的变化对生物转鼓同步脱硫脱硝效果的影响,并用动力学模型拟合值与实验数据进行了对比。实验结果表明：生物转鼓同步脱硫脱硝最适条件为SO₂质量浓度1 200 mg·m⁻³,NO_x质量浓度800 mg·m⁻³,营养液体积20.6 L,气体停留时间(EBRT) 75.36 s;SO₂过程净化主要受液相传质控制,NO_x传质过程由生物相和液相协同完成;修正求得了能较好描述好氧条件下生物转鼓脱硫脱硝效果的动力学模型,因存在生物相、液膜、污染物流动等变量与假设的差异,SO₂和NO_x模拟数据与实验数据分别有2.68%和3.18%的平均绝对误差;在最佳条件下,SO₂和NO_x的平均去除率分别为96.81%和92.98%,平均去除负荷分别为55.50 mg·(L·h)⁻¹和35.53 mg·(L·h)⁻¹,且出气质量浓度均低于100 mg·m⁻³。可见,生物转鼓是一种可行的高效同步脱硫脱硝生物工艺。     

气动乳化脱硫筒内气液两相流动的数值模拟

为直观地了解和分析脱硫筒内部气液两相的混合与流动规律,采用CFD仿真软件对某公司大型湿法脱硫塔内气动乳化脱硫筒内气液流动进行数值模拟,分析了加装湍流器、改变湍流器角度以及喷雾锥角对脱硫筒内气液两相流动混合的影响;选用可实现的k-ε湍流模型和DPM模型,结合SIMPLE算法对气、液两相进行数值模拟。模拟结果显示,增设湍流器与提高喷雾锥角能够有效提高气液两相紊动混合度,提高脱硫反应的传质效率。流场分布、气液混合与能量损失等的模拟结果表明：当湍流器角度为30°~36°时,加装湍流器的效果最佳;当喷雾锥角为120°~180°时,系统内喷淋液分布比较均匀,与烟气的混合比较充分,有利于脱硫反应的进行。以上研究结果可为大型电厂脱硫塔中气动乳化脱硫筒设备的设计制造与运行管理提供参考。     

某燃煤超低排放机组非常规污染物脱除

燃煤电厂非常规污染物的排放尚未引起足够的重视。为全面表征燃煤电厂非常规污染物脱除性能,针对某1 000 MW燃煤超低排放机组,分别采用FPM和CPM一体化采样系统、安大略法(OHM)、控制冷凝法、HJ 646-2013规定的有机物测试方法,系统研究了CPM、Hg、SO₃、PAHs等非常规污染物的梯级脱除特性。结果表明：100%、75%负荷时低-低温电除尘系统对CPM脱除率分别为87.15%、92.20%,湿法脱硫分别为49.65%、45.55%,不同负荷下FPM分别为3.6、4.4 mg·m⁻³,但CPM却分别达14.2、15.3 mg·m⁻³,CPM的浓度远超FPM;低-低温电除尘系统脱Hg效率为64.81%,整个系统的脱Hg效率为75.5%,Hg^p全部被脱除,剩余的是难以脱除的Hg⁰、Hg²⁺,脱除率分别为为63.01%、64.29%,Hg⁰排放浓度为5.4 μg·m⁻³,Hg²⁺排放浓度为0.5 μg·m⁻³;SCR脱硝催化剂将SO₂氧化成SO₃的转化率约为0.7%,低-低温电除尘系统可脱除88.7%的SO₃,湿法脱硫对SO₃的脱除率为29.63%,最终SO₃排放浓度为1.9 mg·m⁻³;全系统对16种PAHs脱除率达94.25%,其中,气相、固相脱除率分别为91.61%、99.27%,最终气相、固相PAHs排放浓度分别为2.39 μg·m⁻³和0.11 μg·m⁻³。现有超低排放设备对非常规污染物均有不同程度的协同脱除效果,满负荷条件下该机组CPM、Hg、SO₃、PAHs排放浓度分别为14.2 mg·m⁻³、5.9 μg·m⁻³、1.9 mg·m⁻³、2.5 μg·m⁻³,Hg的排放浓度满足火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)中30 μg·m⁻³的要求,CPM、SO₃、PAHs尚无国家强制排放标准。本研究结果可为燃煤电厂后续非常规污染物的控制提供参考。     

双循环多级水幕吸收塔烟气除尘脱硫性能研究

以改进后的双循环多级水幕塔对烟气进行除尘脱硫性能的研究,利用双循环不同pH值控制的优点和多级水幕的效果,增加气液接触面积和传质动力,提高SO₂吸收效果。在正交实验的最佳运行工况基础上,实验从烟气流量、上下两段pH、L/G和SO₂进气浓度等方面进行单因素研究。结果表明,除尘效率维持在98%以上,进气SO₂浓度在5 000 mg/m³以下时,脱硫率在93%以上。上段pH值为6、下段pH值为5、L/G在15左右的脱硫效率和运行工况最佳,无结垢现象发生。改进后的吸收塔具有良好的应用前景,实验结果对于现场脱硫设备的调试和运行有很好的参考价值。     

湿式逆流喷淋脱硫塔中SO2吸收特性的研究

根据双模吸收理论及SO2在溶液中电离特性,建立了逆流喷淋塔的SO2吸收模型,在考虑浆液飞溅到塔壁的影响后,模拟结果与实验值吻合较好。根据吸收模型,对塔内液气比和浆液的含固率等因素进行了分析。研究表明：减少浆液飞溅到塔壁可提高浆液利用率及脱硫装置性能;根据烟气中SO2的初始浓度及最终脱硫效率,可合理选择液气比及吸收时问（塔的高度）;浆液中的含固率直接影响到SO2的吸收速率、循环浆液量、脱硫效率及浆液中SO2浓度等,在液气比较小时,含固率对脱硫效率的影响尤其明显。     

石灰石湿法脱硫过程中SO2吸收数学模型

为揭示石灰石湿法脱硫体系中喷淋塔内SO2的浓度和脱硫效率的变化情况,针对喷淋塔内石灰石在气膜控制、气液膜控制和固体溶解控制的3个不同阶段,以双膜理论为基础,以单个石灰石颗粒为研究对象,通过石灰石在不同阶段的转化率和粒径变化,得到SO2在不同阶段脱硫效率随时间的变化规律,建立SO2吸收的数学模型.模型计算结果表明,在烟气行程上,脱硫效率受SO2气膜传质阻力和石灰石溶解速率限制.在吸收塔底部和上端SO2吸收速率较低,在SO2和石灰石摩尔比在适宜条件下,有效吸收段高度为2 m左右.理论模型揭示的规律对喷淋塔的设计和运行参数选取有一定借鉴意义.     

散堆填料对海水脱硫吸收系统性能影响的实验研究

在海水烟气脱硫中试实验台上进行了填料形式、填料高度变化对脱硫效率和系统压降影响规律的实验研究;研究中将喷淋空塔和分别填装A型、B型、C型3种填料的吸收塔进行了综合性能对比,并进行了填料高度分别为0.6、1.2和1.8 m的对比实验。结果表明,填料塔的脱硫效率高于喷淋空塔;当空塔气速为3 m/s时,填装C型填料的吸收塔的综合性能最优;当空塔气速小于2.5 m/s时,填装A型填料的吸收塔的综合性能最优;在满足相同脱硫效率的指标下,虽然增加填料高度降低了海水喷淋量,并且系统压降出现一定比例下降,但是在工程设计中必须综合考虑塔高、填料支架载荷等因素选择合适的填料堆积高度。     

鼓泡反应器中液相络合催化同时脱硫脱硝的研究

在鼓泡反应器中考察了[Co(en)3]2+同时吸收去除SO2和NO的影响因素,实验结果表明,pH值和脱硫剂种类是影响乙二胺合钴同时脱除NO和SO2的最重要影响因素,烟气中的氧促进乙二胺合钴吸收NO和SO2,烟气中的SO2,CO2和NO2对乙二胺合钴吸收NO具有抑制作用。在实验条件温度为20℃,pH为13.0,[Co(en)3]2+浓度为0.025 mol/L,加入1 g NH3.H2O的脱硝率更好,连续吸收60 min,脱硝率均保持在93.5%,加入NaOH和NH3.H2O的脱硫效果最好。乙二胺合钴络合同时脱除NO和SO2完全可以在一个装置中完成。     

烟气脱硫卧式喷淋塔的数值模拟

卧式喷淋塔是北京科技大学环境中心研发的新型湿法烟气脱硫工艺,在一定程度上克服了立式喷淋塔的缺点,做到了高效率、低压损、低成本、易检修。但在工程实例中仍存在一些问题。为了研究不同喷淋布置方式对卧式喷淋塔的影响,构建了卧式喷淋塔的稳态三维的多相CFD模型三维,并使用Fluent软件进行模拟。连续相湍流模型采用了标准k-ε双方程模型,液滴离散相模型采用了Eulerian-Lagrangian模型。结果表明,喷淋布置方式的喷雾锥角为110°,安装高度控制在距顶面0.8 m,喷射方向与竖直方向成45°时,能显著减小压力损失、延长烟气停留时间、增强气液接触效率,最终提高脱硫效率,降低功率能耗。研究结果可为实验设计、工程应用提供指导。