石灰石—石膏法二氧化硫吸收过程理论研究

论文摘要

石灰石-石膏法喷淋脱硫作为一种脱硫效率高,运行稳定,可靠的脱硫技术得到广泛的应用。前人对石灰石湿法脱硫的研究主要是实验研究,理论研究相对不是很完善。根据双膜理论,对喷淋塔内石灰石的溶解及二氧化硫的吸收建立动态模型。石灰石湿法脱硫体系中,以双膜传质理论为基础,以单个石灰石颗粒为研究对象,针对喷淋塔内石灰石溶解速率和二氧化硫吸收速率的相对大小变化,理论分析了不同阶段石灰石的转化率随时间的变化情况,建立石灰石溶解的动态数学模型。通过实验验证,所建模型可以较好的模拟喷淋塔内石灰石溶解的实际过程。模型有助于深入认识石灰石的溶解特性,为研究喷淋塔内石灰石的溶解速率对二氧化硫传质的影响和喷淋塔的工艺设计提供理论依据。石灰石湿法脱硫体系中针对喷淋塔内二氧化硫吸收过程存在气膜控制、气液膜控制、固体溶解控制的三个不同阶段,根据在气液膜、固体溶解控制过程中石灰石的转化率的变化规律,得到二氧化硫在不同阶段脱硫效率随时间的变化规律,建立了二氧化硫吸收的动态数学模型。应用数学模型分析了喷淋的工艺参数对脱硫效率的影响,并于实验数据进行比较,两者揭示相关因素对二氧化硫吸收速率规律基本一致。模型计算结果和实验结果均表明,脱硫效率随喷淋塔的高度的增加而逐渐增加,当喷淋塔的高度增加到一定值时脱硫效率的增加趋于平缓；塔内风速不变时,液气比增加脱硫效率亦增加。模型较真实地反映喷淋塔内二氧化硫的吸收过程,对喷淋塔的设计和工艺参数的设定具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 中国二氧化硫污染现状分析与控制
• 1.1.1 中国二氧化硫排放与酸雨污染现状
• 2污染控制'>1.1.2 中国SO₂污染控制
• 1.2 二氧化硫控制技术概述
• 1.2.1 燃烧前脱硫技术
• 1.2.2 燃烧中脱硫技术
• 1.2.3 燃烧后脱硫技术
• 1.2.3.1 湿法烟气脱硫技术
• 1.2.3.2 干法烟气脱硫技术
• 1.2.3.3 半干法烟气脱硫技术
• 1.3 石灰石-石膏法脱硫技术
• 1.3.1 反应原理
• 1.3.2 典型工艺流程
• 第二章 石灰石-石膏法石灰石溶解特性的研究
• 2.1 研究背景
• 2.1.1 石灰石脱硫石灰石的溶解研究现状
• 2.1.2 本章研究内容
• 2.2 传质反应机理基础
• 2.2.1 气体吸收
• 2.2.2 气液两相传质理论
• 2.2.2.1 双膜理论
• 2.2.2.2 吸收速率及传质速率方程
• 2.3 石灰石溶解理论模型
• 2.3.1 模型的简化与假设条件
• 2.3.2 石灰石选择和转化率
• 2.3.3 溶解模型建立
• 2.3.3.1 气液膜共同控制时石灰石的转化率
• 2.3.3.2 固体溶解控制时石灰石转化率
• 2.4 模型的实验验证
• 2.4.1 实验装置
• 2.4.2 实验步骤
• 2.4.3 实验结果与讨论
• 2.4.3.1 石灰石的溶解特性
• 2.4.3.2 粒径与石灰石转化率的关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 石灰石-石膏法二氧化硫吸收过程研究
• 3.1 研究背景
• 3.2 二氧化硫吸收过程及分析
• 3.3 二氧化硫吸收模型
• 3.3.1 模型的简化与假设条件
• 3.3.2 二氧化硫吸收模型的构思
• 3.3.3 理论模型的建立
• 3.3.3.1 气膜控制
• 3.3.3.2 气液膜共同控制
• 3.3.3.3 固体溶解控制
• 3.3.4 模型参数确定
• 3.3.4.1 扩散系数
• 3.3.4.2 传质系数
• 3.3.4.3 雾滴的质量中位经由经验公式计算
• 3.3.4.4 亨利常数
• 3.3.4.5 液膜表面积的确定
• 3.3.4.6 模型其他参数
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 脱硫效率随塔内高度的变化
• 2浓度与脱硫效率的关系'>3.4.2 入口SO₂浓度与脱硫效率的关系
• 3.4.3 液气比与脱硫效率的关系
• 3.4.4 浆液喷淋密度与脱硫效率的关系
• 3.4.5 风速与脱硫效率关系
• 3.4.6 浆液粒径与脱硫效率的关系
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间研究成果