石灰石—石膏法烟气脱硫增效剂的研究及应用

论文摘要

石灰石-石膏法烟气湿法脱硫是目前应用较为广泛的一种技术。为提高脱硫效率及石灰石的利用率,可采用适宜的添加剂强化该过程。本文对湿法脱硫工艺原理中的关键问题亚硫酸盐的氧化进行了综述,并探讨了添加剂对硫酸盐氧化反应动力学的影响。利用自行设计的鼓泡反应装置,对几种无机添加剂和有机添加剂的强化氧化过程进行了实验研究。以硫酸锰、硫酸镁作为金属强化剂的代表,分别研究了在其催化作用下,盐硫酸钙的宏观反应动力学。结果表明,硫酸锰是一种高效催化剂。在硫酸锰的存在条件下,总氧化反应受亚硫酸钙溶解步骤控制,反应速率对亚硫酸钙浓度为0.75级响应,对锰离子、pH值和温度均为0级响应,表观活化能为73.5kJ·mol-1,增大空气流量一定程度上能增大反应速率,但过度增大会引起反应的减缓。在硫酸镁存在条件下,能形成MgSO30中性离子,促进了石灰石的溶解及SO2的吸收;亚硫酸钙的氧化反应对于氧分压为0.5级响应,对于亚硫酸盐和硫酸镁浓度均为0级响应。与非催化氧化反应相比,硫酸镁加大增大了反应速率常数,对各反应物的级数并未产生影响。以苯甲酸作为有机强化剂为代表,添加有机酸苯甲酸后能减缓脱硫溶液pH值下降过程,通过减少液相传质阻力和气相传质阻力,同时由于有机酸具有表面活性作用,增大了脱硫的有效传质面积。苯甲酸的催化作用较显著,可有效促进硫酸盐的氧化进程,进而提高脱硫效率。对采用镁基为添加剂的石灰石湿法烟气脱硫系统在张家口热电厂2×300MW亚临界机组的应用进行了研究。研究结果表明,添加增效剂后有效提高了脱硫效率,并减少了结垢堵塞等问题,大大降低了厂用电率,每年可节约费用约180万元（以运行时间为10个月计）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题研究内容
• 第2章 湿式石灰石/石膏法烟气脱硫工艺
• 2.1 湿式石灰石/石膏法烟气脱硫工艺
• 2.2 亚硫酸盐氧化反应动力学
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 本征反应动力学
• 2.2.3 宏观反应动力学
• 2.3 本章小结
• 第3章 高效脱硫增效剂的实验研究
• 3.1 锰强化石灰石湿式脱硫过程
• 3.1.1 强化机理分析
• 3.1.2 宏观反应动力学实验
• 3.1.3 实验结果与分析
• 3.2 镁强化石灰湿式脱硫过程
• 3.2.1 机理模型
• 3.2.2 实验结果及讨论
• 3.3 苯甲酸强化石灰石湿式脱硫过程
• 3.3.1 有机酸强化机理
• 3.3.2 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 高效脱硫剂在张家口热电厂的应用
• 4.1 工艺设计原则
• 4.2 系统组成
• 4.2.1 石灰石浆液制备及运输系统
• 4.2.2 烟气系统
• 2 吸收系统'>4.2.3 SO₂吸收系统
• 4.2.4 排空及浆液抛弃系统
• 4.2.5 石膏脱水系统
• 4.2.6 FGD 废水处理系统
• 4.3 高效脱硫剂的应用
• 4.3.1 脱硫系统添加增效剂的目的
• 4.3.2 脱硫增效剂的选择
• 4.3.3 试验过程及安排
• 4.3.4 脱硫系统添加增效剂的试验效果
• 4.3.5 脱硫系统添加增效剂的经济效益分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 在工作期间发表的学术论文和参加科研情况
• 致谢
• 作者简历
• 详细摘要