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(guò)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(yīng)的同時(shí)，完成對(duì)脫硫產(chǎn)物的干燥。是一種適合我國(guó)國(guó)情的大氣污染防治技術(shù)。
　　 煙氣脫硫方法常見(jiàn)的有濕法、干法和半干法三種方法，濕法脫硫系統(tǒng)復(fù)雜，脫硫設(shè)備普遍腐蝕嚴(yán)重，運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)費(fèi)高，易產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題；干法脫硫無(wú)廢液二次污染，但反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間相對(duì)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?yàn)槭姑摿騽┰诜磻?yīng)器內(nèi)停留充分的反應(yīng)時(shí)間，增加了脫硫劑的循環(huán)比、流化床高度，導(dǎo)致煙氣流動(dòng)阻力加大；雖然一些研究人員雖然對(duì)流化床內(nèi)添加150～450微米的惰性粒子半干法脫硫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(jī)理等方面研究未見(jiàn)報(bào)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(huì)降低煙氣在床內(nèi)的流速，延長(zhǎng)煙氣流過(guò)床層的停留時(shí)間，即延長(zhǎng)脫硫劑與SO2的反應(yīng)時(shí)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(yīng)產(chǎn)物就不易脫落，粒子就會(huì)不斷長(zhǎng)大，影響到床層的正常流化，產(chǎn)生“死床”現(xiàn)象，使脫硫過(guò)程無(wú)法連續(xù)運(yùn)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(yīng)產(chǎn)物不斷脫落顯得尤為

4、重要，本文通過(guò)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(dòng)過(guò)程，旨在了解流化床內(nèi)大粒徑惰性粒子和煙氣的流動(dòng)和混合狀態(tài)，掌握脫硫塔內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的基本流動(dòng)規(guī)律，為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及工程放大設(shè)計(jì)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(lái)考慮，認(rèn)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(guò)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(jī)結(jié)合，保留了流化床干燥熱容量系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，克服了噴霧干燥干燥時(shí)間短、物料粘壁等問(wèn)題，能夠?qū)⑷芤?、懸浮液一次性干燥成粉狀產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)和模擬研究了惰性粒子流化床的干燥過(guò)程，實(shí)驗(yàn)研究了流化數(shù)、進(jìn)料量、入口氣體溫度分別對(duì)干燥速率和體積傳熱系數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著表觀速度、進(jìn)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(shí)驗(yàn)還研究了惰性粒子直徑對(duì)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(duì)體積傳熱系數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)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(duì)大粒徑惰性粒子流化床干燥過(guò)程進(jìn)行了模擬，模擬了流化床內(nèi)液滴變化過(guò)程，計(jì)算了干燥介質(zhì)溫度和濕度的變化規(guī)律，計(jì)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(kāi)分布板很短

7、的區(qū)域內(nèi)就趨于穩(wěn)定。對(duì)惰性粒子表面溫度的模擬計(jì)算顯示惰性粒子表面溫度幾乎不變。
　　 設(shè)計(jì)并搭建了大粒徑惰性粒子流化床實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jìn)氣溫度、表觀氣速、惰性粒子直徑的增大而減小。實(shí)驗(yàn)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