惰性粒子流化床半干法煙氣脫硫研究.pdf

1、惰性粒子流化床半干法煙氣脫硫，是綜合流化床技術(shù)、噴霧干燥脫硫技術(shù)于一體的新型脫硫方法，在脫硫過程中，煙氣中的SO2被覆蓋在惰性粒子表面的堿性吸收劑漿液所吸收，在脫硫反應的同時，完成對脫硫產(chǎn)物的干燥。是一種適合我國國情的大氣污染防治技術(shù)。
　　 煙氣脫硫方法常見的有濕法、干法和半干法三種方法，濕法脫硫系統(tǒng)復雜，脫硫設備普遍腐蝕嚴重，運行費、維護費高，易產(chǎn)生二次污染等問題；干法脫硫無廢液二次污染，但反應速度慢，脫硫效率及脫硫劑利用率

2、低；半干法中采用噴霧干燥脫硫法的脫硫劑在脫硫反應器內(nèi)停留時間相對較短，脫硫效率和脫硫劑的利用率均難以得到較大的提高，而循環(huán)流化床脫硫為使脫硫劑在反應器內(nèi)停留充分的反應時間，增加了脫硫劑的循環(huán)比、流化床高度，導致煙氣流動阻力加大；雖然一些研究人員雖然對流化床內(nèi)添加150～450微米的惰性粒子半干法脫硫進行了實驗研究，取得了一些成果，但在惰性粒子粒徑、數(shù)量（即流化床床層高度）、惰性粒子流化床脫硫機理等方面研究未見報道。在床內(nèi)添加惰性粒子。惰

3、性粒子粒徑越小，其在床內(nèi)的流化速度越低，這樣雖然會降低煙氣在床內(nèi)的流速，延長煙氣流過床層的停留時間，即延長脫硫劑與SO2的反應時間，有利于脫硫效率的提高，但惰性粒子粒徑越小，粒子之間的撞擊力就越弱，包裹在惰性粒子表面的脫硫劑或脫硫反應產(chǎn)物就不易脫落，粒子就會不斷長大，影響到床層的正常流化，產(chǎn)生“死床”現(xiàn)象，使脫硫過程無法連續(xù)運行。因此，為了解決“死床”現(xiàn)象，加大粒子之間的撞擊力，使包裹在惰性粒子表面的脫硫劑或脫硫反應產(chǎn)物不斷脫落顯得尤為

4、重要，本文通過增加惰性粒子粒徑的方法，提高粒子之間的撞擊力，克服了“死床”現(xiàn)象．
　　 本文首先模擬研究了大粒徑惰性粒子流化床的流動過程，旨在了解流化床內(nèi)大粒徑惰性粒子和煙氣的流動和混合狀態(tài)，掌握脫硫塔內(nèi)氣固兩相流動的基本流動規(guī)律，為進一步的實驗設計及工程放大設計提供參考依據(jù)。采用歐拉雙流體模型，即把固體顆粒群看作擬連續(xù)介質(zhì)或擬流體來考慮，認為顆粒和流體是共同存在且相互滲透的兩種流體，模擬了大粒徑惰性粒子流化床的流化過程，比較了

5、不同表觀流速下的流化現(xiàn)象，得到了惰性粒子在軸向、徑向、不同床層高度的平均速度和平均容積率。
　　 惰性粒子流化床干燥是流化床干燥和噴霧干燥的有機結(jié)合，保留了流化床干燥熱容量系數(shù)大的優(yōu)點，克服了噴霧干燥干燥時間短、物料粘壁等問題，能夠?qū)⑷芤?、懸浮液一次性干燥成粉狀產(chǎn)品。實驗和模擬研究了惰性粒子流化床的干燥過程，實驗研究了流化數(shù)、進料量、入口氣體溫度分別對干燥速率和體積傳熱系數(shù)的影響，實驗結(jié)果表明隨著表觀速度、進料量的增加，干燥速率

6、和體積傳熱系數(shù)得以加快；隨著入口氣體溫度的增加，干燥速率有所加大，而體積傳熱系數(shù)有所減小。實驗還研究了惰性粒子直徑對體積傳熱系數(shù)的影響，比較了兩種不同直徑的惰性粒子的大小對體積傳熱系數(shù)的影響，實驗結(jié)果表明，隨著粒徑的增加，體積傳熱系數(shù)反而減小了。
　　 論文對大粒徑惰性粒子流化床干燥過程進行了模擬，模擬了流化床內(nèi)液滴變化過程，計算了干燥介質(zhì)溫度和濕度的變化規(guī)律，計算結(jié)果表明，干燥介質(zhì)溫度下降很快，而干燥介質(zhì)的濕度在離開分布板很短

7、的區(qū)域內(nèi)就趨于穩(wěn)定。對惰性粒子表面溫度的模擬計算顯示惰性粒子表面溫度幾乎不變。
　　 設計并搭建了大粒徑惰性粒子流化床實驗裝置，研究了Ca/S摩爾比、入口SO2濃度、床層溫度、表觀氣速、靜床層高度及大粒徑惰性粒子直徑對脫硫率的影響。結(jié)果表明：脫硫效率隨著Ca/S摩爾比、入口SO2濃度、靜床層高度的增大而增大；而隨進氣溫度、表觀氣速、惰性粒子直徑的增大而減小。實驗結(jié)果顯示，惰性粒子粒徑在1.5～2mm范圍內(nèi)，流化床具有較高的脫硫效