海水烟气脱硫填料吸收塔效率的研究

摘要

沿海火力发电厂使用丰富的海水作为冷凝器的冷却水，冷却时冷凝器流下的海水和原来一样碱性不变，可以用来作为烟气脱硫(FGD)的吸收介质。近年来我国沿海燃煤电厂脱硫中的应用逐渐增多。由于长期以来国外公司对该工艺的垄断，目前投入运营的多数海水脱硫工程，都是国外独立完成或者国外设计公司提供设计参数及关键设备，中方负责施工的合作方式完成的。国内企业通过引进技术、联合设计等方式，虽已逐步掌握了海水脱硫主要技术经济指标、主要设备选型及工艺系统设计等关键技术，但对一些对海水烟气脱硫(SFGD)中SO2吸收机理、海水碱度、盐度、CO2浓度、温度、填料特性等因素对脱硫率的影响及脱硫过程系统理论的认识和深入了解还存在不足，导致工程设计和应用存在一定经验性，缺少量化的理论指导性。为此，本课题研究了海水的盐度(实用盐度31～41)、温度(13～55℃)、碱度(2.28～2.81mmol/L)等因素对海水烟气脱硫效率的影响。同时对填料类型对脱硫率的影响也进行了大量实验，此外还简要分析了烟气中CO2及SO2浓度对脱硫率的影响。结合所得实验数据设计了海水脱硫塔的相关参数，并在某电厂对三种规整填料的七种装填方案进行了脱硫性能测试。通过与某塑料散装填料的脱硫性能比较，得出了影响脱硫效率的工程因素，及评价填料性能的参数模型。
　　 鉴于纯海水法脱硫技术在脱除高硫煤烟气中SO2时脱硫率无法达到环保要求的不足，本课题研制了负载于陶瓷规整填料表面金属氧化物催化剂，使烟气中的SO2在填料表面被氧化为容易被海水吸收的SO3，从而从源头上降低进入曝气池的海水中亚硫酸根的含量，降低海水COD值。通过小型评价装置对该种催化剂进行了催化性能评价，得到了比较理想的脱硫效果。为提高海水脱硫中填料吸收塔的脱硫效果，提出了用规整（或负载催化剂的陶瓷规整）填料取代现有散装填料的工艺设计理念，提高脱硫塔效率，延长填料使用寿命。

目录

文摘

英文文摘

谨献

第1章 文献综述

1.1 研究背景

1.2 烟气脱硫工艺

1.2.1 石灰石-石膏湿法

1.2.2 喷雾干燥法

1.2.3 烟气循环流化床法

1.2.4 海水法

1.2.5 电子束法

1.2.6 氨水洗涤法

1.2.7 其他脱硫工艺

1.3 几种常用脱硫方法的比较

1.4 海水脱硫技术

1.4.1 原理及流程

1.4.2 工艺改进

第2章 海水基础特性参数简介

2.1 天然海水的成分

2.2 海水的特性参数

2.2.1 pH值

2.2.2 碱度

2.2.3 盐度

2.2.4 氯度

2.3 人工海水

2.4 海水的缓冲能力

第3章 海水脱硫实验装置与填料特性

3.1 参数设计

3.2 填料塔

3.3 填料特性

3.3.1 比表面积α

3.3.2 空隙率ε

3.3.3 填料的几何形状

3.3.4 表面润湿度

3.4 模拟高压烟气与曝气进气管路

3.5 气体混合及缓冲装置

3.6 其它辅助部分

第4章 负载型催化规整填料

4.1 思路与原理

4.2 催化填料的制备

4.3 催化剂的表征

4.4 催化剂脱硫性能测试

4.5 本章小结

第5章 海水物性参数和工艺参数对脱硫效率的影响

5.1 实验概况

5.1.1 主要试剂

5.1.2 主要仪器

5.1.3 SO2气体的配制

5.1.4 实验装置及流程

5.2 影响脱硫率的因素

5.2.1 碱度

5.2.2 温度

5.2.3 盐度

5.2.4 填料

5.2.5 海水中Ca2+、Mg2+等离子

5.2.6 烟气中CO2浓度

5.2.7 pH值随填料高度的变化

5.2.8 其他各工艺参数

5.3 本章小结

第6章 海水脱硫中试实验研究

6.1 中试简介

6.2 中试实验数据

6.3 中试数据分析

6.3.1 填料类型

6.3.2 填料高度

6.3.3 填料材质

6.4 低液气比下填料的脱硫性能

6.4.1 最小操作滚气比q而n

6.4.2 填料性能参数K

6.4.3 海水喷淋性能参数b

6.5 影响脱硫效率的工程因素

6.6 本章小结

参考文献

附录

致谢

个人简历

发表的学术论文和专利情况