基于WFGD系統(tǒng)的硫、氮、汞污染物協(xié)同脫除的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、SO2污染對(duì)環(huán)境、人類健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有非常大的影響。近年來隨著電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，SO2、NO和Hg的污染有加重的趨勢(shì)。針對(duì)電站鍋爐的SO2污染，我國(guó)開展了大規(guī)模的電站鍋爐濕法煙氣脫硫(WFGD)系統(tǒng)的建設(shè)。針對(duì)NO污染，目前比較常見的有爐內(nèi)控制技術(shù)如低NOx燃燒器與選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)，煙氣脫硝技術(shù)如選擇性催化還原(SCR)技術(shù)。今后排放標(biāo)準(zhǔn)如果提高，爐內(nèi)控制技術(shù)可能無法保證煙氣達(dá)標(biāo)排放，而SCR技術(shù)因場(chǎng)地限制而使應(yīng)

2、用是受到一定制約。根據(jù)我國(guó)的環(huán)境現(xiàn)狀以及國(guó)家節(jié)能減排的政策，正在對(duì)更多的其它污染物排放進(jìn)行控制。如何利用已有的污染物控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)多種污染物協(xié)同脫除具有非常重要的研究意義。目前我國(guó)石灰石/石膏WFGD工藝應(yīng)用非常廣泛，利用已有的WFGD系統(tǒng)進(jìn)行污染物協(xié)同脫除具有非常良好的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于場(chǎng)地緊張的電站而言尤其具有吸引力。 在對(duì)國(guó)內(nèi)外污染物協(xié)同脫除的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合添加劑同時(shí)脫硫脫硝的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。采用平面?zhèn)髻|(zhì)攪拌反應(yīng)

3、器進(jìn)行了SO2和NO的吸收特性研究，確定了不同因素如氣體分壓、添加劑濃度對(duì)于SO2和NO的吸收速率的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了該反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)、活化能等動(dòng)力學(xué)參數(shù)；在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)合添加劑同時(shí)脫硫脫硝的影響因素進(jìn)行了研究。采用不同反應(yīng)器對(duì)復(fù)合添加劑進(jìn)行了同時(shí)脫硫脫硝的實(shí)驗(yàn)，確定了各種因素如pH值、煙氣流量、添加劑濃度、添加劑與污染物摩爾比、液氣比對(duì)于脫硫脫硝效率的影響。采用洗瓶反應(yīng)器進(jìn)行了復(fù)合添加劑吸收零價(jià)汞

4、的實(shí)驗(yàn)，確定了上述因素對(duì)于零價(jià)汞吸收的影響。 針對(duì)實(shí)際工程，開展了WFGD系統(tǒng)噴淋塔多種污染物協(xié)同脫除性能優(yōu)化的數(shù)值模擬研究。本文基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)，應(yīng)用混合網(wǎng)格技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型描述塔內(nèi)煙氣湍流運(yùn)動(dòng)，顆粒軌道模型描述液滴運(yùn)動(dòng)，隨機(jī)漫步模型描述湍流對(duì)液滴運(yùn)動(dòng)的影響，Rosin-Rammler模型描述液滴的粒徑分布，采用SIMPLE算法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)塔內(nèi)實(shí)際情況，對(duì)脫硫過程采用非穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)理論建立了脫硫脫硝數(shù)學(xué)

5、模型，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)噴淋塔內(nèi)污染物濃度分布的計(jì)算。對(duì)某300MW機(jī)組WFGD吸收塔內(nèi)不同設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件下脫硫脫硝效率的變化進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。脫硫效率的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果兩者吻合較好?；跀?shù)值模擬結(jié)果對(duì)噴淋塔內(nèi)污染物協(xié)同脫除性能優(yōu)化提供了建議。依據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，提出了基于WFGD系統(tǒng)的脫硫脫硝除汞一體化的應(yīng)用方案，并對(duì)該方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較。 石灰石/石膏WFGD工藝因其優(yōu)點(diǎn)已成為最廣泛采用的工藝。該技術(shù)主要以國(guó)外引進(jìn)技術(shù)為主，因國(guó)內(nèi)