二氧化硫試驗分析第一組

1、揚州大學環(huán)境科學與工程學院環(huán)程實驗設計目錄、根據(jù)SO吸收實驗結果繪制的曲線，你可以得到那些結論？.3（一）脫硫效率隨塔內高度的變化 3（二）氣體流量與吸收效率的關系（三）入口 SO濃度與吸收效率的關系 4（四）pH值與脫硫效率關系 5（五）鈣硫比與脫硫效率的關系 6（六）液氣比與脫硫效率關系 6、影響吸收效率的主要因素有哪些？ 6（一）吸收塔高度與脫硫效率的關系 6（二）入口二氧化硫濃度與脫硫效率的關系 7（三）液氣比與脫硫效率的關系 7（四）漿液噴淋密度與脫硫效率的關系 8（五）風速與脫硫效率的關系 8（六）漿液粒徑與脫硫效率的關系 8（七）漿液PH與脫硫效率的關系 8（八）吸收劑質量與脫硫

2、效率的關系 9（九）氧化空氣量與脫硫效率的關系 9（十）煙氣溫度與脫硫效率的關系 10（十一）鈣硫比與脫硫效率的關系 10三、 如實驗室無SQ吸收實驗設備，請設計一套簡易的實驗裝置.11（一）石灰石研磨以及制漿設備 11（二）吸收塔 11（三）除霧器和再熱器 12（四）設備注意事項 12（五）實驗方法及步驟？ 12四、簡述如何通過試驗得出實際工程中 SQ吸收設備的設計參數(shù) .13（一）設備腐蝕 13（二）結垢和堵塞 14（三）除霧器堵塞 14（四）脫硫劑的利用率 14（五）脫硫產(chǎn)物及綜合利用 14五、 參考文獻 14、根據(jù)SQ2吸收實驗結果繪制的曲線，你可以得到那些結論？（一）脫硫效率隨塔內高

3、度的變化實驗值表明：脫硫效率的上升速率沿脫硫塔高度方向下降，說明單位長度時間內所吸收的二氧化硫量要下降，這主要是因為:（1）沿噴淋塔高度方向煙氣中氣相二氧化硫濃度下降，氣相傳質動力減??；（2）沿噴淋塔高度方向脫硫漿液不斷吸收二氧化硫，漿液中溶解的石灰石減少；（3）漿液PH值下降，使得氣相中二氧化硫在傳質液膜表面的溶解度下降；結論：本實驗中噴淋塔的高度只取到 3米，隨著吸收段高度的增加，脫硫效率增加速變緩慢 會更加明顯，特別是距煙氣入口距離為1.5-2 m時，脫硫效率增加緩慢，這和工業(yè)設計的噴林塔吸收區(qū)的高度一般取2m吻合。當脫硫效率較高時，要增加脫硫效率，吸收段高度要 增加很多，當然也可以通過

4、增加液氣比的方式來提高脫硫效率，但其投資及運行費用均要 增加很多，所以針對我國的實際情況，火電廠級組在確定脫硫系統(tǒng)的脫硫效率時，應有一 個適當?shù)倪x擇。（二）氣體流量與吸收效率的關系氣體流量在8-10 m3/h時，吸收效率呈上升趨勢，氣體流量在 10-12 m3/h時，吸收效 率開始下降。說明了當氣體流量達到一定程度時，填料吸附達到飽和狀態(tài)，不再進行吸附。 實際應用中要將流量保證在一定范圍內有利于達到最高的吸收效率同時在氣量一定的條件 下要考慮吸收塔的合理個數(shù)。（三）入口 SO濃度與吸收效率的關系由圖可以看出，吸收效率隨著入口 SQ濃度的增加而增高，到達頂點后又隨之下降。由 于實驗誤差，結果可能

5、存在較大異議。圖 入口處SO濃度與吸收效率的關系點圖由圖可以看出，實驗值和模型值吻合度較高，而且均表明：在二氧化硫濃度比較低時二 氧化硫濃度對脫硫效率的影響比較大，隨著二氧化硫濃度的增加對脫硫效率的影響減弱。 在實際噴淋脫硫系統(tǒng)運行過程中，隨著運行煤質的變化煙氣中二氧化硫濃度發(fā)生變化，此 時為保證較高的脫硫效率，可以調整噴淋層的運行模式，如二氧化硫濃度增加可以通過噴淋 層數(shù)，確保Ca/S比較穩(wěn)定。二氧化硫入口濃度增加，模擬煙氣中二氧化硫分壓增大，因其氣液相界面二氧化硫分壓 增大,相應氣液相界面二氧化硫濃度增大，使液相反應推動力增大，由于液固相界面固體溶 解的離子飽和濃度不變，所以液相主體中固體

6、溶解的離子濃度變化不大 ，這使得氣液反應面 向遠離氣液相界面的方向移動，所以二氧化硫吸收速率減小。（四）pH值與脫硫效率關系在一定范圍內，隨著吸收塔漿液pH值的升高，脫硫效率呈上升趨勢，因為高的pH值意味 著漿液中有較多的CaCO存在,對脫硫當然有益。但pH5.8后脫硫效率不會繼續(xù)升高,反而 降低，原因是隨著H+濃度的降低,Ca的析出越來越困難。當pH=5.9時，漿液中的CaCO含量 達到2.98%,而CaSG 2HO的含量也低于90%,顯然此時SQ與脫硫劑的反應不徹底,既浪費 了石灰石，又降低了石膏的品質。pH值再下降時，CaSQ - 2HO的含量又回升，CaCO?則降低。 因此漿液pH值既

7、不能太高又不能太低，一般情況下，控制吸收塔漿液的pH值在4.55.5, 能使脫硫反應的Ca/S（物質的量）保持在1.02左右,獲得較為理想的脫硫效率。圖漿液成分隨pH值的變化曲線（五）鈣硫比與脫硫效率的關系如圖所示，脫硫效率隨著鈣硫比的增大而增大，即鈣硫比越大，脫硫效率越高。（六）液氣比與脫硫效率關系隨著液氣比的增加脫硫效率亦增加。此時相當于塔內風速不變，噴淋密度增加，脫硫效率增加。液氣比對傳質性能的影響主要是通過改變傳質方程中液氣比表面積來實現(xiàn)的 ，液氣比 越大,氣液相之間的傳質面積就越大，有效比表面積也就越大，從而傳質速率增強，由此大的 液氣比有利于傳質性能的強化，從而提高脫硫效率；同時,

8、在相同的處理煙氣量的條件下，增 大液氣比也增大了可用于吸收的二氧化硫的總堿度 ，故脫硫效率也隨之提高。但當液氣比增 加到一定程度，將使液滴的凝聚增強，實際的有效比表面積不再增加甚至減小，過在實際噴 淋脫硫技術設計與運行中存在一個最佳液氣比。二、影響吸收效率的主要因素有哪些？（一）吸收塔高度與脫硫效率的關系脫硫效率的上升速率沿脫硫塔高度方向下降，說明單位長度時間內所吸收的二氧化硫 量要下降，這主要是因為沿噴淋塔高度方向煙氣中氣相二氧化硫濃度下降，氣相傳質動力減小；沿噴淋塔高度方向脫硫漿液不斷吸收二氧化硫，漿液中溶解的石灰石減少，漿液PH值下 降，使得氣相中二氧化硫在傳質液膜表面的溶解度下降。（二

9、）入口二氧化硫濃度與脫硫效率的關系在實際噴淋脫硫系統(tǒng)運行過程中，由于運行媒質的變化造成煙氣脫硫中二氧化硫濃度 發(fā)生變化的情況較為普遍，分析入口二氧化硫濃度與脫硫效率的變化的關系對實際噴淋脫 硫系統(tǒng)的運行具有指導意義。在二氧化硫濃度比較低時二氧化硫濃度對脫硫效率的影響比較大，隨著二氧化硫濃度的增加對脫硫效率的影響減弱。二氧化硫入口濃度增加，模擬煙氣中二氧化硫分壓增大，因其氣液相界面二氧化硫分壓 增大,相應氣液相界面二氧化硫濃度增大，使液相反應推動力增大，由于液固相界面固體溶 解的離子飽和濃度不變，所以液相主體中固體溶解的離子濃度變化不大 ，這使得氣液反應面 向遠離氣液相界面的方向移動，所以二氧化

10、硫吸收速率減小。（三）液氣比與脫硫效率的關系液氣比是指單位時間內流經(jīng)吸收塔單位體積煙氣量相對應的漿液噴淋量，其大小直接影響脫硫設備的投資和運行費用。,故脫硫效率也隨之提隨著液氣比的增加脫硫效率亦增加。此時相當于塔內風速不變 ，噴淋密度增加，脫硫效 率增加。液氣比越大，氣液相之間的傳質面積就越大，有效比表面積也就越大，從而傳質速率 增強，由此大的液氣比有利于傳質性能的強化，從而提高脫硫效率；同時,在相同的處理煙氣 量的條件下，增大液氣比也增大了可用于吸收的二氧化硫的總堿度（四）漿液噴淋密度與脫硫效率的關系漿液噴淋密度是指噴淋吸收塔單位截面積上的漿液噴淋量，在計算分析液氣比與脫硫效率關系的基礎上，

11、對漿液噴淋密度對脫硫效率的影響進行計算和討論。脫硫效率隨漿液噴淋密度的增加而增加， 這是由于隨著噴淋密度的增加，氣液接觸面積 增加，總的傳質反映速率加快，所以脫硫效率增加。（五）風速與脫硫效率的關系塔內煙氣流速是噴淋脫硫技術系統(tǒng)重要的設計參數(shù) ，塔內風速的增加，脫硫效率減小。這是由于塔內風速增加，風量增加，在噴淋密度不變時，單位風量噴淋量減小，即液氣比減小， 所以脫硫效率減小。（六）漿液粒徑與脫硫效率的關系煙氣停留時間是指煙氣進入吸收塔后，自下而上與噴淋的石灰石漿液霧滴接觸反應的 時間,是噴淋塔設計的關鍵參數(shù)。漿液滴粒徑增大，脫硫效率減小，這主要是因為在噴淋量的情況下漿液粒徑的減小意味著有效比

12、表面積增加，即全部噴淋液滴的總表面積增加；此外由于漿液粒徑的減小，在煙氣 量不變（即煙氣流速不變）情況下，液膜厚度減??；比表面積值隨漿液粒徑的減小而增大，則 相應的脫硫效率增高。（七）漿液PH與脫硫效率的關系從反映方程來看，較高的pH值意味著漿液中石灰石的濃度很高，有利于SQ的吸收。為 了保證較高的SQ吸收速率,必須保證較高的pH值，吸收塔中的pH值通過不斷加石灰石進行 補充控制,但并非pH值越高越好。高pH值的漿液有利于SQ的吸收，而低的pH值則有助于 Ca的析出,二者相互對立。在一定范圍內，隨著吸收塔漿液pH值的升高，脫硫效率呈上升趨 勢,因為高的pH值意味著漿液中有較多的 CaCQ存在,

13、對脫硫當然有益。但pH5.8后脫硫效 率不會繼續(xù)升高,反而降低,原因是隨著H+濃度的降低,Ca的析出越來越困難。當pH=5.9時, 漿液中的CaCQ含量達到2.98% ,而CaSQ 2H2Q的含量也低于90%,顯然此時SQ與脫硫劑 的反應不徹底，既浪費了石灰石，又降低了石膏的品質。pH值再下降時，CaSQ - 2H2Q的含量 又回升,CaCQ則降低。因此漿液pH值既不能太高又不能太低，一般情況下，控制吸收塔漿液 的pH值在5.45.5,能使脫硫反應的Ca/S（物質的量）保持在1.02左右,獲得較為理想的 脫硫效率。（八）吸收劑質量與脫硫效率的關系吸收劑的質量主要由石灰石粒度及純度來表示。石灰石

14、顆粒越細，其表面積越大，反 應越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高。當石灰石漿液粒度大、純度低時，石灰 石漿液與SQ間的反應就會產(chǎn)生阻礙，導致脫硫效率下降。石灰石磨制太細很不經(jīng)濟，會消耗過多電能，影響制粉系統(tǒng)出力。因此，在確保制粉系統(tǒng)出力、制耗的前提下，盡可能降低石 灰石細度。（九）氧化空氣量與脫硫效率的關系對于石灰石石膏濕式煙氣脫硫工藝來說，氧化空氣量對脫硫效率起著舉足輕重的作用。 Q2參與煙氣脫硫的化學過程，使 4HSG氧化為SQ，是吸收塔內化學反應的有效催化劑。 保證足夠的氧化空氣量是保證脫硫效率的重要前提之一。此外,氧化空氣量不足還是脫硫塔及除霧器結垢的重要原因之一。理論上，氧化I

15、molSQ需要0.5molO2,入口 SQ質量濃度嚴重 超標,導致氧化空氣量的嚴重不足，HSQ不能得到充分氧化，直接影響到脫硫效率，同時,也 降低了石膏品質，吸收塔系統(tǒng)結垢也比較嚴重。（十）煙氣溫度與脫硫效率的關系當入口煙溫過高時，不利于 SQ氣體溶于漿液，形成HSO，并會使吸收塔內除霧器葉 片等部件高溫變形損壞。同時，出口煙氣中的水蒸汽含量過高，對煙道、膨脹節(jié)及煙囪等 設備造成腐蝕，在一定程度上增加了系統(tǒng)缺陷，降低了脫硫效率。（十一）鈣硫比與脫硫效率的關系鈣硫比是指吸收劑和吸收SQ的摩爾數(shù)比，反映吸收劑和吸收 SQ的供給關系。鈣硫比 越大，吸收劑相對越多，SQ的吸收就越迅速，脫硫率就越高。但

16、是因石灰石溶解度很低， 增大石灰石吸收劑供給量會造成漿液濃度高， 發(fā)生凝聚結晶現(xiàn)象，使系統(tǒng)和管道容易堵塞， 影響系統(tǒng)正常運行。石灰石法的鈣硫比=1： 1時，二氧化硫去除率可達70%且通過技術的 不斷改進，脫硫率可達90%以上、如實驗室無SO吸收實驗設備，請設計一套簡易的實驗裝置（需附圖及文字說明）？石灰制槳再熱If L洗濟塔含硫煙氣脫麻液 循環(huán)摘去煙囪石灰石研磨制漿除奪器固液第二級 固液分離固體廢物圖呂-12石灰石/石灰法煙氣脫硫示意流程圖傳統(tǒng)的石灰石/石灰濕法脫硫工藝流程如圖 8-12所示。鍋爐煙氣經(jīng)除塵、冷卻后進入吸收塔，吸收塔內用配制好的石灰石或石灰漿液洗滌還二氧化硫的煙氣，洗滌凈化后的

17、煙氣經(jīng)除霧和再熱后排放。吸收液流入循環(huán)槽，加入新鮮的石灰石或者石灰漿液進行再生。（一）石灰石研磨以及制漿設備實驗室中可采用不同的粒度進行實驗，獲得粒度與吸收效率的曲線得到最佳粒度，實際應用過程采用產(chǎn)生固定最佳粒度的設備保證最優(yōu)的吸收效率。制漿設備要便于取樣測PH（二）吸收塔吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求有持有液量大，氣液相間的相對速度高、氣液接觸面積大、內部勾件少、壓力降小等特點。目前常用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、噴射鼓泡塔和道爾頓型塔四類。 其中噴淋塔是濕法脫硫工藝的主流塔型。 實驗室中要在進、出氣管加上流量計、測二氧化硫裝置。下圖為噴射鼓泡吸收塔。實驗開始后，吸收液通過進水閥進入

18、反應塔吸收槽，浸沒噴射管?？諝馀c來自鋼瓶的SQ氣體相混合，進入緩沖箱，配制成一定濃度的煙氣。含SO的煙氣從塔頂進氣口進入塔內，通過插入吸收液內的噴射器以鼓泡形式噴射到吸收液中，煙氣中的SQ在鼓泡過程中被吸收。由反應塔出來的氣體再經(jīng)設置于塔下游的除霧管段除去霧滴。實驗系統(tǒng)尾部的風機 為實驗系統(tǒng)提供動力。入口氣體動壓測定管用于測量動壓，以計算氣體流量；玻璃轉子流 量計用于配制所需濃度的入口 SQ氣體；煙氣入口氣體采樣孔，用于入口氣體的采樣和測定； 塔下游管段的采樣口用于對凈化后氣體進行采樣和測定。如果要研究吸收塔高度與吸收效率的關系則需在側面不同高度設置采樣口采樣。如果要研究吸收塔結構與吸收效率的

19、關系則需將吸收塔進行變化（如將其中增大接觸面的塑料球拿掉將成為單純的噴淋塔。）或換成其它類型吸收塔。（三）除霧器和再熱器除霧器將凈化后煙氣中剩余的漿液去除，防止二次污染。再熱器溫度一般150攝氏度以上。（四）設備注意事項1、SQ2氣瓶閥門一定要在主風機已運行的狀態(tài)下打開；2、洗滌器采用鈣鹽吸收劑或進行除塵脫硫一體化試驗后，切記及時用清水沖洗。（五）實驗方法及步驟？1、 首先檢查設備系統(tǒng)和全部電氣連接線有無異常（如管道設備無破損等），打開門窗,確保排風措施到位，一切正常后開始操作；？2、將碳酸鈣粉末（研究粒度是可用不同粒度但注意噴霧器堵塞等問題 ）加入配藥槽中， 充分攪拌混合，打開底部閥門，使其

20、進入反應槽，加完后關閉閥門;3、打開電控箱總開關，合上觸電保護開關；4、開啟風機和水泵電源；5、調節(jié)塔層的噴淋流量；6打開底部曝氣泵，進行曝氣，調節(jié)流量。7、在風機運行的情況下，首先確保 SO鋼瓶減壓閥處于關閉，然后小心擰開 SO鋼瓶 主閥門，再慢慢開啟減壓閥，通過觀察轉子流量計刻度讀數(shù)調節(jié)閥門至所需的入口濃度，使SO氣體進入填料塔中，測定填料塔前后管道氣體中SQ的濃度，計算凈化效率（SQ入口 氣體濃度小于lOOOmg/n3）；8、改變管道氣體中SQ的濃度重復上述實驗；9、 實驗結束后，先關閉SQ氣瓶主閥，待壓力表指數(shù)回零后關閉減壓閥；？10、 在完全關閉SQ氣瓶5min后，依次關閉主風機、鼓氣泵的電源；？11、關閉控制箱主電源；12、檢查設備狀況，沒有問題后離開。四、簡述如何通過試驗得出實際工程中 SQ吸收設備的設計參數(shù)實驗過程通過控制多數(shù)條件得出的是單個或幾個因素對二氧化硫吸收效率的影響，再 通過進行多因素正交試驗設計及直觀分析，根據(jù)相關理論給定量出每個因素的重要性從而 得出最優(yōu)的選項可應用與工程實踐。但是，在實踐過