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湿法烟气脱硫系统的吸收塔设备

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

颜俭， 惠润堂， 杨爱勇， YAN Jian， HUI Run-tang， YANG Ai-yong国电环境保护研究院,江苏,南京,210031电力环境保护

ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION2006，22(5)3次

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1.学位论文 林永明 大型石灰石-石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用 2006

随着国家SO<,2>排放标准的严格及国内脱硫市场的发展，石灰石-石膏湿法喷淋脱硫作为一种脱硫效率较高、运行稳定可靠的脱硫技术，得到了广泛的应用。本文依托所承担的烟气脱硫工程，对石灰石-石膏湿法喷淋脱硫技术基本参数选择与物料平衡计算、喷淋吸收塔的气液流场模拟及阻力特性、喷淋吸收塔的设计与运行优化、喷淋吸收塔脱硫过程建模与数值计算等开展研究；并根据工程应用情况及对喷淋脱硫技术的研究结果，采用模糊评价理论对300MW机组喷淋脱硫技术典型工况设计与运行方案进行综合评价与选择。 在本文中对石灰石-石膏湿法喷淋脱硫技术基本参数选择原则进行了分析与讨论；针对物料平衡计算中的热平衡、水平衡、固平衡计算原理进行了分析，并结合具体工程进行了计算，结果表明热平衡计算与国外技术支持商提出数据较为吻合，由于计算涉及到设备特性参数的选取，水平衡与固平衡计算结果有一定差异，但能够满足工程需要。 本文研究表明：CFD技术可应用在喷淋脱硫技术工程设计、运行及优化；应用结构化/非结构化混合网格技术，采用标准κ-ε湍流模型描述塔内烟气湍流运动，颗粒轨道模型跟踪液滴运动，随机漫步模型考察湍流对液滴运动的影响，Rosin-Rammler模型描述液滴的粒径分布，用SIMPLE算法对300MW机组喷淋吸收塔内气液流场情况及不同设计和运行条件下喷淋吸收塔的阻力特性进行了数值模拟，模拟结果表明：浆液喷淋对吸收塔内烟气流场具有整合作用；喷淋区和进出口区是吸收塔内压降构成的主要区域；300MW机组WFGD系统喷淋塔内阻力在烟气量为120×10<'4>Nm<'3>/h、塔径为13m、采用4层喷淋、喷淋层间距为1.7m时约为950Pa，与实际工程测量数据较吻合；塔径和喷淋层数是影响喷淋塔内阻力的重要因素，而喷淋层间距对于塔内阻力影响较小；运行参数-负荷和液气比对喷淋塔内阻力有较大影响。 本文中对WFGD系统喷淋吸收塔及塔内部件的设计与选型进行了分析，并利用CFD技术对喷淋吸收塔及塔内部件几何结构变化对塔内气液流场的影响进行数值模拟研究，模拟结果表明：典型300WM机组喷淋吸收塔径宜取12m；烟气入口向下倾斜将有利于烟气流动的均匀，在工程设计时烟气入口倾角宜按13°～15°考虑；在工程设计时塔入口截面高宽比趋向小值，一般取0.4～0.5；烟气入口区上方设置挡板除有效隔挡喷淋浆液的进入外，还可利于烟气入口区的流场均布，档板宽度宜取0.5m～1.0m；当喷嘴喷淋角度发生变化时喷淋层覆盖率会发生变化，喷淋层间距、喷嘴压降与喷淋角度变化时气液覆盖效果基本不变。 本文对喷淋塔内脱硫过程采用非稳态传质渗透理论建立了数学模型，针对喷淋脱硫技术不同情况下对脱硫效率的影响进行了数值计算，结果表明：浆液池pH值在5.2～5.8范围内变动时，脱硫效率随pH值的增加而增加，脱硫效率可达96％～98％；脱硫效率随着入口SO<,2>浓度的增加而逐渐减小，入口SO<,2>浓度在3000mg/Nm<,3>～4000 mg／Nm<'3>范围内脱硫效率为

95％～97％；模型计算结果与现场测试数据均表明随液气比的增加脱硫效率亦增加；脱硫效率随着浆液喷淋量的增加而增加，改变浆液喷淋量到一定程度后对脱硫效率影响下降；脱硫效率随着浆液喷淋强度的增加而增加，在相同浆液喷淋强度下，脱硫效率随着塔径的增加而增加；脱硫效率随着入口烟气流量的增加而逐渐减小，模型计算结果与现场测试数据的最大误差小于1％；300MW机组喷淋吸收塔内烟气流速按3m／s设计，脱硫效率大于95％，而在较低负荷运行（如70％负荷），脱硫效率可达97％～98％；随着浆液粒径的增加，脱硫效率逐渐下降；脱硫效率随着浆液喷出初速度的增加而下降，浆液喷出初速度从3m／s增加到10m／s，脱硫效率将由约99.5％下降到约95.8％；在烟气量937000Nm<'3>／h时，四层喷淋层全部投运的情况下，脱硫效率可达97.38％；三层喷淋层投运情况下，脱硫效率仍超过95％；在三层喷淋层投运情况下，2，3，4层的组合比1，3，4层的组合脱硫效率高约1％。

本文中采用模糊综合评价法，对以喷淋吸收塔直径、塔内烟气流速、液气比、喷淋层间距及pH值为影响因素的诸个300MW机组喷淋脱硫技术设计与运行方案从脱硫效率、单位kw造价、单位kw运行费用等方面进行了综合评价。评价结果表明：采用方案I（即喷淋吸收塔直径11m、塔内烟气流速3.5m／s、液气比16L／Nm<'3>、喷淋层间距1.5m、浆液池pH值5.4）为针对300MW机组喷淋脱硫技术典型工况最佳的设计与运行方案。

2.期刊论文 钟毅.高翔.骆仲泱.王惠挺.霍旺.岑可法.ZHONG Yi.GAO Xiang.LUO Zhong-yang.WANG Hui-ting.HUOWang.CEN Ke-fa 湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素 -浙江大学学报（工学版）2008,42(5)

基于非稳态理论建立了电站石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)系统模型,模型分别描述了喷淋塔吸收段和氧化段的工艺过程.对于吸收段,建立了液滴运动、SO2吸收、石灰石溶解和石膏结晶4个子模型;对于氧化段,根据物料平衡建立守恒方程.针对国内某300 MW机组脱硫系统,采用数值计算方法求解模型.模型计算结果表明,浆液pH值与液气比的提高以及烟气流速与入口SO2质量浓度的降低能够提高脱硫效率.模型计算结果与测量结果吻合较好.根据分析结果,对300 MW机组WFGD系统而言,建议pH值取5.4～5.6,液气比取16～18,烟气流速取3.5 m/s左右.

3.学位论文 韦飞 氨-硫酸铵法烟气脱硫实验研究 2008

氨-硫酸铵法烟气脱硫是一种硫资源回收型技术，符合我国的可持续发展经济政策，能够实现经济循环发展。目前该技术还处于发展阶段，是燃煤烟气脱硫技术的研究热点。 通过自行设计氨-硫酸铵法烟气脱硫实验系统，建立模拟烟气湿法脱硫装置，包括填料吸收塔反应器、模拟烟气、吸收液配制及循环、强制氧化空气、实验仪表控制及实验检测等几部分，对SO2吸收工艺进行了实验研究。 以工业氨水作为吸收剂，在氨-硫酸铵法烟气脱硫实验系统上进行脱硫实验，通过对液气比(L/G)、吸收液pH值、吸收液组成、吸收液浓度、烟气流速及进口SO2浓度等研究，结果显示，最佳工艺参数为液气比2～3L/m3，吸收液的初始pH为5.4～6，烟气流速为1.5～2.0m/s。进口SO2浓度发生变化时，可通过调节吸收液喷淋量或是吸收液的初始pH值使SO2脱除率保持稳定。在最佳工艺参数下对SO2的脱除率达96％以上。 实验通过对(NH4)2SO3浓度、强制氧化空气流量、(NH4)2SO4浓度、反应温度以及溶液的pH值等影响(NH4)2SO3氧化的因素进行研究，建立了低浓度(NH4)2SO3的氧化动力学方程，并得到(NH4)2SO3氧化反应活化能为

31.32KJ/mol。 对反应产物(NH4)2SO4溶液进行蒸发结晶实验，然后对产物晶形、纯度及晶体粒径等进行分析。通过对实验现象的观察以及表征，证实了溶液中存在铁离子的影响，并提出合理建议消除影响。同时对晶体粒径进行分析，得到产物径粒主要集中在185μm左右。 建立了填料塔中SO2的吸收模型，运用Visual Basic6.0编制程序求解方程组，同时利用化工过程模拟软件ChemCAD进行模拟。对液气比、烟气流速、pH值以及SO2气相摩尔分率等进行模拟计算，并将模拟结果、实验结果以及程序求解结果相比较，为氨-硫酸铵法烟气脱硫工艺工业化提供一定依据。

4.期刊论文 丁承刚 湿法烟气脱硫关键参数简析 -国际电力2002,6(1)

概述脱硫技术的应用和推广价值.对影响湿法烟气脱硫(FGD)吸收塔脱硫效率的主要参数进行研究,具体分析了液气化、烟气流速和钙硫比对传质单元数的影响.说明石灰石-石膏湿法脱硫工艺中对吸收塔脱硫效率有影响的各个参数的选择原则,这些参数包括:浆液pH值、浆液停留时间、吸收剂原料和石膏过饱和度.

5.学位论文 李仁刚 强化湿式石灰石烟气脱硫工艺研究 2001

论文的主要研究目标是通过提高逆流喷淋塔内的烟气流速,强化塔内的传质过程,优化工艺条件,在保证高脱硫率的前提下,降低设备投资和运行费用.通过实验室小型脱硫试验台,开展了逆流喷淋塔内的气流分布、阻力损失及烟气脱硫传质过程的研究,寻求了适合于高流速吸收塔的气流分布板开孔率,建立了喷淋段阻力损失数学模型,分析了烟气脱硫吸收塔内的传质特性,并进行了工艺参数的优化,为逆流喷淋脱硫塔设计提供了计算方法和基础数据.

6.期刊论文 李仁刚.管一明.孙祥志.周启宏 高流速强化湿式石灰石烟气脱硫工艺的实验室研究 -电力环境保护