旁通式烟气循环流化床脱硫特性的数值模拟

应用标准k-ε模型、DPM模型和物质输运与化学反应模型模拟烟气循环流化床脱硫的两相流动及化学反应,模拟结果和实验数据符合较好。提出了一种旁通式烟气循环流化床,并进一步研究了钙硫比和脱硫剂粒径对旁通脱硫塔脱硫效率的影响。结果表明,脱硫剂颗粒粒径从15μm增大到300μm时,旁通式脱硫塔的脱硫效率略有降低但变化不大;当钙硫摩尔比从0.8增大到1.3时,脱硫效率随之有明显的增加,当钙硫比大于1.3时,脱硫效率随钙硫比的增大略有增加。     

改性稻草秸秆活性炭的制备及其对SO2的吸附

以稻草秸秆为原料,在N2氛围中制备活性炭。利用TG/DTG、Boehm滴定、BET比表面积测试、活性炭的工业分析对秸秆在200、300、400、500℃下制备的活性炭形态及其表面化学性质进行了表征。分别比较了原生秸秆、炭化秸秆、乙二胺基秸秆、乙二胺基炭化秸秆用于脱除SO2气体的吸附效果。结果表明：活性炭的炭化得率是随着温度升高而不断下降;随着炭化温度升高,活性炭的pH值、灰分也随之增加,挥发分含量则不断下降,活性炭表面的酸性官能团减少、碱性官能团增多;乙二胺基炭化秸秆的脱硫效果明显,饱和硫容达到了176.4 mg ·g-1。通过研究得出将改性稻草秸秆活性炭应用于烟气脱硫是可行的。     

稻壳活性炭对噻吩类硫化物的吸附

以稻壳为原料、采用KOH浸渍和高温活化法制备稻壳活性炭,研究其对模拟油中噻吩类硫化物的吸附脱除性能,利用环己烯、甲苯为竞争组分,研究燃油中烯烃、芳烃对稻壳活性炭吸附脱硫性能的影响。通过静态吸附实验分别考察炭化温度、KOH浸渍质量分数及活化温度对稻壳活性炭吸附脱硫性能的影响,从而确定最佳制备条件。采用Langmuir和Freundlich吸附模型对稻壳活性炭的吸附噻吩进行拟合,用准n阶和修正准n阶动力学模型进行分析。采用热重（TG）、N2吸附/脱附（BET）、扫描电镜（SEM）对样品表征,考察其受热分解状况、孔隙结构、表面形貌等特性。结果表明：在最佳制备条件下,制备的稻壳活性炭比表面积和平均孔径分别为1 207.649 m2·g-1和2.24 nm。用固定床进行动态吸附实验,得到稻壳活性炭对噻吩类硫化物的总穿透硫容为7.092 4 mg·g-1。在模拟油中加入环己烯、甲苯后,稻壳活性炭对噻吩类硫化物的穿透硫容分别下降了36.4%和63.5%,由等温吸附和动力学模拟分析得实验数据很好的符合Langmuir和修正的准n阶动力学吸附模型。     

空速和二氧化碳对沼气脱硫剂硫容确定的影响

为了弄清空速与二氧化碳含量对氧化铁脱硫剂硫容确定的影响,分别在实验气源为纯硫化氢,空速为40、80、120和160 h-1以及实验气源为二氧化碳含量分别在0%、20%、40%和80%,其余为硫化氢,空速为80 h-1条件下,对T502(粗脱硫剂)和HXT-2(精脱硫剂)2种氧化铁脱硫剂进行了不同测试条件对氧化铁硫容确定影响的研究。研究结果表明,T502和HXT-2氧化铁脱硫剂硫容测试结果随着空速和二氧化碳含量增加而减少,结果显示了在空速较低条件下(120h-1),二氧化碳含量在40%以下时对氧化铁脱硫剂硫容测试结果影响不大,但二氧化碳含量在40%以上时,对氧化铁脱硫剂硫容测试结果影响显著。     

活性炭法烟气脱硫脱硝试验研究

将活性炭法烟气脱硫脱硝工艺和循环流化床技术相结合,在自行设计的试验台上进行烟气同时脱硫脱硝试验。结果表明,活性炭给料量及烟气流量对脱硫脱硝效果的影响较小;在烟气排放温度范围(100～200℃)内,升高温度对脱硝有促进作用,对脱硫有抑制作用;水蒸气对脱硫效果的影响大于脱硝,其最佳工作区域为10%～12%(质量分数);SO2浓度的增加会降低脱硫脱硝效果,而NO浓度的增加对脱硫有促进作用,对脱硝影响不大;当NH3∶NO摩尔比达到1∶1时,可得到最佳脱硝效果,此时工艺的脱硫率>70%,脱硝率>40%。     

反应条件对Cu/Ni/Fe类水滑石去除CS2的影响

采用共沉淀法合成Cu/Ni/Fe三元类水滑石衍生氧化物作为催化剂,从反应温度、空速、进口浓度、氧含量和相对湿度等方面考察了该催化剂对二硫化碳（CS2）催化水解性能的影响以及不同反应条件对催化剂硫容的影响。实验结果表明：当反应温度为60~70℃、反应空速为2 000~4 000 h-1、进口浓度为100~340 mg·m-3、相对湿度为0.47%~0.67%时,该催化剂具有较高的脱硫效果和工作硫容;O2含量的增加促进了水解产物H2S氧化为硫酸盐,进而堵塞催化剂的碱性位,加快了催化剂中毒失活;H2O和CS2之间存在竞争吸附,一定含量的水蒸气有利于CS2的水解反应,而过高含量的水会阻碍水解反应的进行,导致催化剂失活。     

金属负载型催化剂对烟气脱硫性能的影响

介绍了国内外烟气脱硫催化剂的研究现状,研究了金属氧化物负载型催化剂对烟气脱硫性能的影响。以活性炭(AC)为载体,选用8种不同的金属硝酸盐作为浸渍液,采用等体积浸渍法制备金属氧化物负载型催化剂。以脱硫效果较好的Fe2O3/AC为例,研究了不同焙烧温度、金属负载量以及焙烧时间对催化剂脱硫性能的影响。实验结果表明,Fe2O3/AC催化剂脱硫率随着金属负载量的增加呈递增趋势,最优金属负载量为10.0%(质量分数);脱硫率随着焙烧温度的增加显著提高,最优焙烧温度为350℃;脱硫率随着焙烧时间的增加而提高,最优焙烧时间为3.0h。     

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SO2的动力学模型,并采用单因素实验探究了烟气SO2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SO2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。     

硅钙渣用于烟气脱硫的可行性

根据硅钙渣的化学成分、物相组成和粒径分布分析了其用于烟气脱硫的可行性,并进行了模拟烟气脱硫实验,结果表明,硅钙渣中含有大量的碱性氧化物,且粒径分布满足脱硫要求;其浆液脱硫效率高,脱硫持续时间长,而且还能较好地适应烟气中SO_2浓度的变化。当浆液浓度从1%增加到7%,脱硫效率为100%的持续时间从275 min增加到1 900 min。在相同条件下,硅钙渣的脱硫性能优于石灰石,因此,硅钙渣用于烟气脱硫是可行的。     

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。     

钙基半干法燃煤烟气脱硫技术的影响因素

半干法烟气脱硫技术因具有耗水量少、产物易处理等特点而备受关注。基于固定床反应器研究了反应温度、脱硫剂Ca(OH)₂颗粒粒径、反应空速及烟气中水蒸气体积分数对Ca(OH)₂脱硫性能的影响。结果表明,Ca(OH)₂颗粒粒径的减小、反应空速的降低、烟气中水蒸气体积分数的提高及低反应温度等因素,有利于SO₂的脱除、Ca(OH)₂利用率的提高及Ca/S的降低。当Ca(OH)₂颗粒的平均粒径为0.58 mm、反应空速为2 500 h⁻¹、模拟烟气中水蒸气体积分数为12%、反应温度为55 ℃时,可获得最佳脱硫效果。在SO₂穿透浓度35 mg·Nm⁻³下,Ca(OH)₂的利用率可达到71.3%,此时Ca/S为1.4。在上述条件下,SO₂达到穿透浓度时,通过实施脉冲增湿可使穿透时间延长、Ca(OH)₂利用率进一步提升至75.7%。本研究结果可为半干法脱硫工艺的改进提供参考。     

CFB烧结烟气脱硫灰亚硫酸钙热氧化条件优化

循环流化床(CFB)是一种常用的半干法烟气脱硫工艺,该工艺的副产物主要为脱硫灰。含有大量亚硫酸钙的脱硫灰较难被利用,致使大量脱硫灰堆积,给环境保护和企业生产带来了巨大的压力。亚硫酸钙的存在限制了脱硫灰在建材领域的应用,只有将其氧化为硫酸钙才能实现其资源化。脱硫灰热氧化主要采用了立式管式炉,分别考察了反应温度、反应状态、氧含量、水汽的含量对亚硫酸钙氧化的影响。结果表明：温度对脱硫灰氧化的影响最大,其次为气体流速、氧含量和水汽含量。反应温度与反应速率呈正相关;增加氧气含量可以提高反应速率,但当氧含量高于30%时,反应速率趋于稳定;反应器温度在350 ℃时,亚硫酸钙开始缓慢反应,在400 ℃、无预热气速为75 mL·min⁻¹时,亚硫酸钙最大转化效率达到86%,预热处理后最大转化率达到90%;当水汽量<0.88 g·L⁻¹时,水汽量的增加会抑制氧化的进行;当水汽含量>0.88 g·L⁻¹时,则会促进反应的进行。以上结果对指导脱硫灰热氧化处理和节能环保具有理论与实践意义。     

Spray-dry desulfurization of flue gas from heavy oil combustion

An experimental investigation on sulfur dioxide removal in a pilot-scale spray dryer from the flue gas generated by combustion of low-sulfur (S) heavy oil is reported. A limewater slurry was sprayed through an ultrasonic two-fluid atomizer in the spray-dry chamber, and the spent sorbent was collected downstream in a pulse-jet baghouse together with fly ash. Flue gas was sampled at different points to measure the desulfurization efficiency after both the spray-dry chamber and the baghouse. Parametric tests were performed to study the effect of the following variables: gas inlet temperature, difference between gas outlet temperature and adiabatic saturation temperature, lime-to-S ratio, and average size of lime particles in the slurry. Results indicated that spray drying is an effective technology for the desulfurization of low-S fuel oil flue gas, provided operating conditions are chosen carefully. In particular, the lowest gas inlet and outlet temperatures compatible with baghouse operation should be selected, as should a sufficiently high lime-to-S ratio. The attainment of a small lime particle size in the slurry is critical for obtaining a high desulfurization efficiency. A previously presented spray-dry flue gas desulfurization model was used to simulate the pilot-scale desulfurization tests, to check the ability of the model to predict the S capture data and its usefulness as a design tool, minimizing the need for pilot-scale experimentation. Comparison between model and experimental results was fairly good for the whole range of calcium/S ratios considered.     

活性焦烟气脱硫技术在有色行业的推广应用

介绍了活性焦烟气脱硫技术原理、流程和特点,该技术具有脱硫效率高、工况适应性强、流程简单、节水、无二次污染、可同时脱除多种污染物和可回收硫资源等优点,介绍了活性焦烟气脱硫技术在有色金属行业的发展和应用情况。针对我国硫资源和水资源短缺的国情,建议在有色金属行业加快推广应用活性焦烟气脱硫技术,在治理大气污染的同时回收硫资源。     

脱硫石膏与碳酸铵反应过程及反应机理

以烧结烟气脱硫石膏资源化循环利用为目的,碳酸铵为原料制备碳酸钙和硫酸铵,对该反应过程进行研究,探索其反应机理及反应的动力学方程。通过热力学计算可知本反应是常温下即可发生的放热反应,该反应符合缩芯模型。由实验得知,当反应时间是2 h,脱硫石膏粒度不大于0.125 mm,搅拌速率不小于250 r/min时,该反应为固相产物层扩散控制;在此条件下,求取反应动力学方程,确定反应速率常数与温度的关系。     

Surface compositions of carbon sorbents exposed to simulated low-rank coal flue gases

Bench-scale testing of elemental mercury (Hg0) sorption on selected activated carbon sorbents was conducted to develop a better understanding of the interaction among the sorbent, flue gas constituents, and Hg0. The results of the fixed-bed testing under simulated lignite combustion flue gas composition for activated carbons showed some initial breakthrough followed by increased mercury (Hg) capture for up to approximately 4.8 hr. After breakthrough, the Hg in the effluent stream was primarily in an oxidized form (>90%). Aliquots of selected activated carbons were exposed to simulated flue gas containing Hg0 vapor for varying time intervals to explore surface chemistry changes as the initial breakthrough, Hg capture, and oxidation occurred. The samples were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy to determine changes in the abundance and forms of sulfur, chlorine, oxygen, and nitrogen moieties as a result of interactions of flue gas components on the activated carbon surface during the sorption process. The data are best explained by a competition between the bound hydrogen chloride (HCl) and increasing sulfur [S(VI)] for a basic carbon binding site. Because loss of HCl is also coincident with Hg breakthrough or loss of the divalent Hg ion (Hg2+), the competition of Hg2+ with S(VI) on the basic carbon site is also implied. Thus, the role of the acid gases in Hg capture and release can be explained.     

Natural desulfurization in coal-fired units using Greek lignite

This paper analyzes the natural desulfurization process taking place in coal-fired units using Greek lignite. The dry scrubbing capability of Greek lignite appears to be extremely high under special conditions, which can make it possible for the units to operate within the legislative limits of sulfur dioxide (SO2) emissions. According to this study on several lignite-fired power stations in northern Greece, it was found that sulfur oxide emissions depend on coal rank, sulfur content, and calorific value. On the other hand, SO2 emission is inversely proportional to the parameter gammaCO2(max), which is equal to the maximum carbon dioxide (CO2) content by volume of dry flue gas under stoichiometric combustion. The desulfurization efficiency is positively correlated to the molar ratio of decomposed calcium carbonate to sulfur and negatively correlated to the free calcium oxide content of fly ash.     

Ca/S比小于1条件下半干半湿法烟气脱硫技术的研究

通过对煤中灰分、粉煤灰中碱性物质成分、含量的分析 ,证明在Ca/S小于 1的条件下进行半干半湿法烟气脱硫是可行的。阐述了粉煤灰中碱性物质被有效利用的条件为高温、高湿和高压 ,该条件可以通过蒸汽输送粉煤灰来实现。