湿法脱硫烟气溶胶转化及其特性研究

摘要

随着我国社会和经济的高速发展，工业化进程随之加快，环境污染成为不可避免的重大问题，而环境空气污染已成为当今我国急需解决的环境污染问题之一。近年来多地雾霾频发，严重的影响了人们生产生活和身体健康。雾霾主要由排放到大气中的烟尘、硫酸盐、硝酸盐、有机碳氢化合物等组成的一种混合气溶胶。燃煤电厂、钢厂等在生产中排放的烟气含大量S02、NOx、颗粒物等污染物，排放前需对烟气进行脱硝、除尘、脱硫等处理。石灰石/石膏湿法脱硫是最常用的一种脱硫方法，能有效控制燃煤烟气中污染物浓度，缓解大气污染的现状。脱硫处理后的烟气，携带大量的雾滴排放到大气中，雾滴在大气中受自然作用，水份蒸发结晶析出以可吸入颗粒物为主的粉尘。因此，在处理烟气时减少雾滴夹带量也需要重点关注。
　　目前，石灰石/石膏湿法脱硫是应用最广泛的脱硫工艺，本论文以该工艺为研究对象，分别对脱硫工艺中脱硫塔浆液、湿电冷凝水以及烟囱水进行检测，并计算研究了脱硫塔内温度压强以及雾滴沉降和逃逸。全面解释湿法脱硫烟气溶胶转化及其特性。主要研究成果如下所示:
　　(1)本论文用离子色谱、原子吸收对各水样中阴阳离子的浓度进行了检测分析，得烟气经脱硫处理排放时夹带的雾滴的可溶盐种类和离子之间的浓度与吸收液呈现明显的相关性。
　　(2)计算高度为10m的脱硫塔在对110℃和280℃的烟气进行脱硫的过程中的温度、分压以及湿度等变化。结果显示，烟气和吸收液温度随塔高单调降低，始终是烟气传热给吸收液，在大约1～2m处气相中的气、液分压线相交，交点将塔分为上下两部分:下部水汽分压小于饱和蒸气压，发生水的蒸发;上部水汽分压大于饱和蒸气压，发生水汽冷凝，传质方向发生变化。
　　(3)计算研究烟气速度与雾滴的沉降速度和夹带雾滴量的关系，结果显示:太小的雾滴，经雾化器喷出后很快被烟气带走;略大的雾滴下降速度与烟速相差不大，下落很慢，停留时间长;太大的雾滴，下落速度快，停留时间很短。优化雾化器喷嘴喷雾状况，减少大雾滴数目，有助于提高脱硫效率，同时在脱硫塔工艺后面必须连接除尘器以抑制烟气雾滴夹带量。
　　(4)在吸附实验中，钢厂石膏法、氨法和电厂石膏法雾滴蒸发产生的盐溶胶在30min黑暗避光下，甲苯吸附率分别为11.3％、15.5％和12.5％。经150min光照后甲苯再次分别降低2.5％、1.9％、2.5％。说明雾滴蒸发产生的盐溶胶具有明显的吸附性能，在光照条件下显示出一定的光活性。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 超低排放概况

1．3 气溶胶与大气污染

1．4 烟气脱硫工艺简介

1．4．1 海水烟气脱硫

1．4．2 喷雾干燥烟气脱硫

1．4．3 氨法烟气脱硫

1．4．4 石灰石／石膏湿法脱硫

1．5 研究目的、内容、论文创新点

1．5．1 研究目的

1．5．2 主要研究内容

1．5．3 论文创新点

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 表征方法和仪器

2．3．1 扫描电镜表征(SEM)

2．3．2 透射电子显微镜(TEM)

2．3．3 X射线能谱分析(EDS)

3．1 引言

3．2 阴离子检测方法

3．2．1 仪器简介

3．2．2 淋洗液及标准曲线

3．3 阳离子检测方法

3．3．1 仪器简介

3．3．2 标准溶液及标线

3．4 实际水样检测

3．4．1 水样预处理

3．4．2 水样阳离子检测

3．4．2 水样阴离子检测

3．5 本章小结

第四章 雾滴蒸发与盐溶胶特性分析

4．2 盐溶胶表征分析

4．3 孔径与吸附关系

4．4 吸附、光活性实验

4．4．1 甲苯溶液配置

4．4．2 标准曲线的绘制

4．4．3 样品制备与吸附检测

4．5 本章小结

5．1 引言

5．2 脱硫塔中温度、分压变化研究

5．2．1 气液直接接触时方向分析

5．2．2 气液直接接触时速率分析

5．2．3 过程计算

5．2．4 计算结果

5．3 雾滴沉降与逃逸分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录