鈣基濕法煙氣脫硫增效關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)電站鍋爐燃煤消耗量占燃煤消耗量的70％以上，是主要的大氣污染排放大戶。2010年，火電脫硫機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)到5.78億千瓦，占全部火電機(jī)組82.6％。隨著我國(guó)SO2節(jié)能減排力度的不斷加大，以引進(jìn)技術(shù)為主的各種脫硫技術(shù)在燃煤電廠得到了推廣應(yīng)用（其中濕法約占90％以上），為“十一五”SO2減排做出了重要貢獻(xiàn)。然而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，許多煙氣脫硫裝備面臨著煤質(zhì)較差、煤種復(fù)雜多變、鍋爐負(fù)荷波動(dòng)頻繁、吸收劑品質(zhì)多變等現(xiàn)實(shí)國(guó)情。隨著新標(biāo)準(zhǔn)《火電廠大

2、氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)的頒布，SO2排放標(biāo)準(zhǔn)提高到了100mg/Nm3，很多電廠難以達(dá)到最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放限值，不能很好地滿足國(guó)家提出的污染物濃度和總量控制目標(biāo)的要求，致使大量脫硫機(jī)組迫切需要進(jìn)行升級(jí)改造，這勢(shì)必要花費(fèi)高昂的改造成本。因此，如何在現(xiàn)有裝備下，進(jìn)一步提升脫硫效率成為了燃煤電廠的難題。本文針對(duì)這一亟待解決的實(shí)際問(wèn)題，在查閱了大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)鈣基濕法煙氣脫硫優(yōu)化增效技術(shù)進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上

3、實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。
　　 利用自動(dòng)電位滴定儀進(jìn)行了添加劑強(qiáng)化石灰石溶解的實(shí)驗(yàn)，獲得了相關(guān)的參數(shù)。分析和測(cè)量反應(yīng)后的石灰石粒徑發(fā)現(xiàn)，添加劑對(duì)石灰石有著明顯的促溶作用;石灰石的溶解速率隨添加劑濃度的增加而增加;因?yàn)镠+濃度較高為石灰石的溶解提供了顯著的推動(dòng)力，所以較低的pH值有助于石灰石的溶解;攪拌速率的增加強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程并減少了液相主體與石灰石表面的液膜厚度，有助于H+從液相主體向顆粒表面擴(kuò)散，故石灰石的溶解速率隨攪拌速率的增加而增

4、加;飛灰和氯離子對(duì)石灰石的溶解都有一定的阻礙作用;反應(yīng)溫度的提高有助于促進(jìn)石灰石的溶解;實(shí)驗(yàn)條件下，加入添加劑后，石灰石溶解的反應(yīng)活化能由14.68 kJ/mol下降到了8.89 kJ/mol。石灰石的溶解反應(yīng)主要受擴(kuò)散傳質(zhì)過(guò)程控制。
　　 在雙攪拌反應(yīng)釜內(nèi)研究了添加劑強(qiáng)化SO2吸收的影響因素，得到了一些動(dòng)力學(xué)參數(shù)。入口SO2濃度升高，吸收速率增加。在相同的SO2入口濃度下，添加劑強(qiáng)化石灰石的吸收速率比沒(méi)有強(qiáng)化的石灰石高0.14

5、-1.22 mol/(m2·s)。添加劑濃度升高，吸收速率也相應(yīng)增加。液氣相攪拌速度比的提高，石灰石溶液對(duì)SO2吸收速率逐漸增加。溫度對(duì)SO2的吸收有一定的促進(jìn)作用。添加劑強(qiáng)化濕法煙氣脫硫可降低氣液相傳質(zhì)阻力，有效提高傳質(zhì)系數(shù)和石灰石的利用率。
　　 在小型實(shí)驗(yàn)臺(tái)上利用光學(xué)測(cè)量和脫硫?qū)嶒?yàn)的方法進(jìn)行了內(nèi)構(gòu)件和添加劑對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)和脫硫過(guò)程的影響實(shí)驗(yàn)。不加設(shè)內(nèi)構(gòu)件時(shí)，噴淋液在吸收塔內(nèi)壁面上有明顯的貼壁流動(dòng)現(xiàn)象，減少了與氣相的接觸面積，會(huì)

6、影響脫硫過(guò)程;吸收塔內(nèi)加設(shè)均流板和增強(qiáng)環(huán)后可以增加局部區(qū)域的湍動(dòng)以及氣液兩相的有效接觸面積，從而起到強(qiáng)化相間傳質(zhì)、提高氣液兩相在塔內(nèi)分布的均勻性等功能作用;不論是在吸收塔中加設(shè)均流板、增強(qiáng)環(huán)還是在漿液中使用添加劑均可以起到提高脫硫效率的作用。
　　 WFGD吸收塔內(nèi)的流動(dòng)屬于兩相流動(dòng)，其流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布對(duì)脫硫有著重要的影響。利用CFD技術(shù)可以模擬計(jì)算塔內(nèi)的流動(dòng)及溫度場(chǎng)分布情況。模擬結(jié)果顯示，增加均流板，將使吸收塔內(nèi)部流動(dòng)更加均