烟气脱硫球形活性炭工艺性能及反应器流体力学性能研究

摘要

SO<,2>的排放不仅造成了严重的酸雨污染，同时也是对我们这样一个缺硫国家硫资源的巨大浪费。加快研究开发烟气脱硫及回收技术，控制烟气中的SO<,2>成为我国构建和谐社会的迫切要求之一。炭法烟气脱硫是一种在脱硫同时回收硫资源的技术，具有良好的应用前景。其技术关键在于炭法脱硫工艺条件、脱硫剂及脱硫反应器的研究，本文研究了新型炭法脱硫剂一球形活性炭(SAC)，并针对球形活性炭烟气脱硫技术研究开发与推广应用的关键问题，通过热模试验、流体力学试验等手段，考察球形活性炭的脱硫性能和其在反应器内的流体力学性能，为实现球形活性炭烟气脱硫技术的工业化提供技术依据和指导。 本实验以糠醛渣为原料、酚醛树脂为粘合剂制备球形活性炭，初步掌握了球形活性炭脱硫工艺条件和其反应器流体力学性能。实验结果如下： 1．在本实验室已有的C型颗粒活性炭工业研究应用基础之上，比较了自行开发的球形活性炭与C型颗粒活性炭的脱硫性能，证明了在相同的模拟工况烟气条件下，球形活性炭能够达到并优于C型颗粒活性炭的脱硫性能。 2．比较了不同粒径球形活性炭的脱硫性能，并分析了温度、氧浓度、水蒸气浓度、空速等工艺条件对球形活性炭脱硫的影响，最终确定了最佳的球形活性炭烟气脱硫工艺条件：温度353K，氧浓度12％～15％，水蒸气浓度10％～12％，空速范围为500h<'-1>～800h<'-1>。 3．再生方式对于球形活性炭烟气脱硫工艺至关重要，本文研究了水洗再生、加热再生及高温再处理再生方式对于球形活性炭脱硫的影响，比较了加热与水洗再生方式的优劣，认为水洗再生是球形活性炭烟气脱硫技术优先考虑的再生方式；并分析了影响再生的主要因素，认为有效脱附是提高活性炭法烟气脱硫中动态吸附容量的决定性因素。 4．对球形活性炭与商品颗粒活性炭副产物酸液的分析，得出了影响SO<,2>转化率的主要因素为：温度条件、湿度条件和氧气含量。试验表明球形活性炭脱硫过程中，SO<,>2转化率最高达到99.9％，表现出较强的催化氧化能力。此外，通过对球形活性炭寿命进行分析，其寿命能够达到工业使用的要求，为副产物的利用及进一步降低其技术成本提供了依据。 5．分别研究了球形活性炭和柱状颗粒炭在轴向固定床和径向固定床中的流体力学行为，比较了两种活性炭的阻力特性，证明了球形活性炭具有柱状颗粒炭所不具备的填充密度高、耐磨性好、颗粒分布均匀、流动阻力小等优点。首次利用FLUENT流体力学软件模拟了球形活性炭在径向固定反应器中的流场，表明流体在径向反应器床层中沿轴向分布均匀，床层压降远远小于轴向反应器。÷证明了z型离心流动动量交换方程在实验中的可靠性，实验测定值与模型模拟吻合较好，具有重现性。为球形活性炭烟气脱硫反应器的优化设计及其同时脱硫脱硝和催化氧化研究提供思路。

目录

文摘

英文文摘

1前言

2烟气脱硫球形活性炭制备与工艺研究

3脱硫反应器流体力学研究

4结论与建议

参考文献

作者在读期间科研成果简介

声明

致谢

附录