二氧化硫試驗分析第一組

1、揚州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院環(huán)程實驗設(shè)計目錄、根據(jù)SO吸收實驗結(jié)果繪制的曲線，你可以得到那些結(jié)論？.3（一）脫硫效率隨塔內(nèi)高度的變化 3（二）氣體流量與吸收效率的關(guān)系（三）入口 SO濃度與吸收效率的關(guān)系 4（四）pH值與脫硫效率關(guān)系 5（五）鈣硫比與脫硫效率的關(guān)系 6（六）液氣比與脫硫效率關(guān)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(guān)系 6（二）入口二氧化硫濃度與脫硫效率的關(guān)系 7（三）液氣比與脫硫效率的關(guān)系 7（四）漿液噴淋密度與脫硫效率的關(guān)系 8（五）風(fēng)速與脫硫效率的關(guān)系 8（六）漿液粒徑與脫硫效率的關(guān)系 8（七）漿液PH與脫硫效率的關(guān)系 8（八）吸收劑質(zhì)量與脫硫

2、效率的關(guān)系 9（九）氧化空氣量與脫硫效率的關(guān)系 9（十）煙氣溫度與脫硫效率的關(guān)系 10（十一）鈣硫比與脫硫效率的關(guān)系 10三、 如實驗室無SQ吸收實驗設(shè)備，請設(shè)計一套簡易的實驗裝置.11（一）石灰石研磨以及制漿設(shè)備 11（二）吸收塔 11（三）除霧器和再熱器 12（四）設(shè)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(shè)備的設(shè)計參數(shù) .13（一）設(shè)備腐蝕 13（二）結(jié)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(jié)果繪制的曲線，你可以得到那些結(jié)論？（一）脫硫效率隨塔內(nèi)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(nèi)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(zhì)動力減?。唬?）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(zhì)液膜表面的溶解度下降；結(jié)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(shè)計的噴林塔吸收區(qū)的高度一般取2m吻合。當(dāng)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(dāng)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(yīng)有一 個適當(dāng)?shù)倪x擇。（二）氣體流量與吸收效率的關(guān)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(dāng)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(yīng)用中要將流量保證在一定范圍內(nèi)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(guān)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(jié)果可能

5、存在較大異議。圖 入口處SO濃度與吸收效率的關(guān)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(zhì)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(diào)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(yīng)氣液相界面二氧化硫濃度增大，使液相反應(yīng)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(yīng)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(guān)系在一定范圍內(nèi)，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(dāng)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(dāng)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(yīng)不徹底,既浪費 了石灰石，又降低了石膏的品質(zhì)。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(yīng)的Ca/S（物質(zhì)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(guān)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(guān)系隨著液氣比的增加脫硫效率亦增加。此時相當(dāng)于塔內(nèi)風(fēng)速不變，噴淋密度增加，脫硫效率增加。液氣比對傳質(zhì)性能的影響主要是通過改變傳質(zhì)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(zhì)面積就越大，有效比表面積也就越大，從而傳質(zhì)速率增強，由此大的 液氣比有利于傳質(zhì)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(dāng)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(shù)設(shè)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(guān)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(nèi)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(zhì)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(zhì)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(guān)系在實際噴淋脫硫系統(tǒng)運行過程中，由于運行媒質(zhì)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(guān)系對實際噴淋脫 硫系統(tǒng)的運行具有指導(dǎo)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(yīng)氣液相界面二氧化硫濃度增大，使液相反應(yīng)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(yīng)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(guān)系液氣比是指單位時間內(nèi)流經(jīng)吸收塔單位體積煙氣量相對應(yīng)的漿液噴淋量，其大小直接影響脫硫設(shè)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(dāng)于塔內(nèi)風(fēng)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(zhì)面積就越大，有效比表面積也就越大，從而傳質(zhì)速率 增強，由此大的液氣比有利于傳質(zhì)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(guān)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(guān)系的基礎(chǔ)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(zhì)反映速率加快，所以脫硫效率增加。（五）風(fēng)速與脫硫效率的關(guān)系塔內(nèi)煙氣流速是噴淋脫硫技術(shù)系統(tǒng)重要的設(shè)計參數(shù) ，塔內(nèi)風(fēng)速的增加，脫硫效率減小。這是由于塔內(nèi)風(fēng)速增加，風(fēng)量增加，在噴淋密度不變時，單位風(fēng)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(guān)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(yīng)的 時間,是噴淋塔設(shè)計的關(guān)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，液膜厚度減小；比表面積值隨漿液粒徑的減小而增大，則 相應(yīng)的脫硫效率增高。（七）漿液PH與脫硫效率的關(guān)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(nèi)，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(dāng)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(dāng)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(yīng)不徹底，既浪費了石灰石，又降低了石膏的品質(zhì)。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(yīng)的Ca/S（物質(zhì)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(zhì)量與脫硫效率的關(guān)系吸收劑的質(zhì)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(yīng)越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高。當(dāng)石灰石漿液粒度大、純度低時，石灰 石漿液與SQ間的反應(yīng)就會產(chǎn)生阻礙，導(dǎo)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(guān)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(xué)過程，使 4HSG氧化為SQ，是吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)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(jié)垢的重要原因之一。理論上，氧化I

15、molSQ需要0.5molO2,入口 SQ質(zhì)量濃度嚴(yán)重 超標(biāo),導(dǎo)致氧化空氣量的嚴(yán)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(zhì)，吸收塔系統(tǒng)結(jié)垢也比較嚴(yán)重。（十）煙氣溫度與脫硫效率的關(guān)系當(dāng)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(nèi)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(shè)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(guān)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(guān)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(jié)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(shù)的 不斷改進，脫硫率可達90%以上、如實驗室無SO吸收實驗設(shè)備，請設(shè)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(nèi)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(shè)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(yīng)用過程采用產(chǎn)生固定最佳粒度的設(shè)備保證最優(yōu)的吸收效率。制漿設(shè)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(nèi)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(yīng)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(nèi)，通過插入吸收液內(nèi)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(yīng)塔出來的氣體再經(jīng)設(shè)置于塔下游的除霧管段除去霧滴。實驗系統(tǒng)尾部的風(fēng)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(zhuǎn)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(guān)系則需在側(cè)面不同高度設(shè)置采樣口采樣。如果要研究吸收塔結(jié)構(gòu)與吸收效率的

19、關(guān)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(shè)備注意事項1、SQ2氣瓶閥門一定要在主風(fēng)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(shè)備系統(tǒng)和全部電氣連接線有無異常（如管道設(shè)備無破損等），打開門窗,確保排風(fēng)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(yīng)槽，加完后關(guān)閉閥門;3、打開電控箱總開關(guān)，合上觸電保護開關(guān)；4、開啟風(fēng)機和水泵電源；5、調(diào)節(jié)塔層的噴淋流量；6打開底部曝氣泵，進行曝氣，調(diào)節(jié)流量。7、在風(fēng)機運行的情況下，首先確保 SO鋼瓶減壓閥處于關(guān)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(zhuǎn)子流量計刻度讀數(shù)調(diào)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(fù)上述實驗；9、 實驗結(jié)束后，先關(guān)閉SQ氣瓶主閥，待壓力表指數(shù)回零后關(guān)閉減壓閥；？10、 在完全關(guān)閉SQ氣瓶5min后，依次關(guān)閉主風(fēng)機、鼓氣泵的電源；？11、關(guān)閉控制箱主電源；12、檢查設(shè)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(shè)備的設(shè)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(shè)計及直觀分析，根據(jù)相關(guān)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(yīng)用與工程實踐。但是，在實踐過