刘传亮[1]2007年在《循环流化床锅炉强化脱硫技术的研究》文中研究说明循环流化床(CFB)燃烧技术由于具有良好而经济的炉内脱硫性能和燃料适应性广等特点而得到了广泛应用。但由于炉内高温脱硫机理的固有特点，导致CFB锅炉的脱硫剂利用率较低(通常在20％～45％范围内)，即造成一半以上脱硫剂的浪费。研究提高CFB锅炉钙利用率的方法，无论从锅炉的经济运行方面还是从环境保护方面，都具有重要的理论意义与工程实用价值。本文在国家十五攻关项目子课题“大型CFB锅炉燃用高硫煤时提高脱硫效率的研究”的支持下，以降低CFB锅炉脱硫灰中的CaO含量为目标，提出CFB炉内高温脱硫和尾部循环悬浮式增湿低温脱硫相结合的强化脱硫技术，以使CFB锅炉在更为经济有效的脱硫方式下运行。本文首先以石灰石为脱硫剂，在热重分析仪中对石灰石炉内高温脱硫及其产物的低温增湿脱硫过程进行了模拟研究。实验证明了石灰石高温脱硫产物具有低温增湿再脱硫的能力，增湿活化温度越低，越有利于低温脱硫反应；高温脱硫反应越不充分，其脱硫灰的低温增湿脱硫份额越大，对提高整体Ca利用率的贡献越大。然后对一台310t／h循环流化床锅炉的脱硫飞灰进行了水活化实验研究，实验结果表明：脱硫灰中游离CaO转化为Ca(OH)_2的水合反应速率很快，由于消耗Ca(OH)_2的胶凝反应伴随着水合反应同时进行，使Ca(OH)_2含量呈现快速上升、慢速上升、缓慢下降的波动规律；随活化温度、活化水量的提高，水合反应与胶凝反应速率均提高，存在使Ca(OH)_2含量最大的最佳温度；水活化可以改善脱硫灰的孔隙结构，水活化后颗粒的孔体积与比表面积均增加，大孔比例增加，有利于再次进行脱硫反应。在水活化实验基础上，在所建的小型流化床实验台上进行了脱硫灰低温增湿脱硫特性的实验研究。当脱硫灰的增湿过程在反应炉外的增湿活化器内进行时，带有一定水分的脱硫灰颗粒在小型流化床反应器内的悬浮式脱硫实验结果表明：循环流化床锅炉脱硫灰经过增湿活化后，具有较好的脱硫能力，未反应CaO的钙利用率最大可达33％。在水钙摩尔比1～10范围内，脱硫灰颗粒的水分含量越大，越有利于脱硫反应；反应温度在60℃～80℃范围内硫盐化反应速率最快。而当在小型流化床内直接对CFB脱硫灰进行雾化喷水增湿时，实验结果表明此时脱硫灰颗粒在悬浮流化运动过程中通过捕捉雾化细水滴进行增湿低温脱硫反应。相比于炉外增湿方式，直接雾化喷水脱硫的硫盐化速率更高，表现出更好的脱硫能力。通过CFB炉内脱硫与炉尾增湿低温脱硫相组合的方式，可将循环流化床的钙利用率提高到70％，理论上可将Ca／S摩尔比降低到1.5以下。研究结果同时表明颗粒增湿效果与反应温度是影响脱硫灰再脱硫能力的主要因素。而脱硫灰的喷水增湿效果受喷水位置、雾化水滴粒径、喷水方式的影响显着。雾化喷水位置在悬浮段内部，雾化水滴粒径与颗粒粒径相近时，颗粒捕捉水滴的能力最强，增湿效果最好；增湿水分级喷入方式则可以使脱硫灰颗粒增湿更均匀，并延长快速反应的持续时间，使反应更充分；脱硫灰增湿脱硫的最佳反应温度在80℃左右；另外，实验结果同时表明SO_2浓度对脱硫灰喷水增湿脱硫的影响不显着。最后，结合实验研究结果，对脱硫灰增湿低温脱硫机理进行了阐述，基于双膜理论与缩核反应模型，考虑脱硫灰特殊的产物层结构特点，建立了适用于CFB脱硫灰增湿低温脱硫的单颗粒反应模型。模型计算结果显示，产物层扩散阻力是反应的主要阻力，模型计算结果与实验结果吻合较好。
许佩瑶[2]2007年在《烟气循环流化床同时脱硫脱硝实验研究》文中研究说明本论文查阅了关于锅炉烟气脱硫脱硝技术研究的大量文献并进行了综述;以粉煤灰、工业石灰、添加剂为原料、制备了“富氧型”高活性吸收剂,在循环流化床(CFB)上实现了模拟烟气的同时脱硫脱硝;对吸收剂脱硫脱硝反应产物形态和微区形貌进行了分析,探讨了“富氧型”高活性吸收剂的同时脱硫脱硝机理;根据已有实验结果和机理的研究分析,建立了不同流态下的脱硫和脱硝数学模型。本研究工作对于开发相对简单、技术可靠、经济实用、有自主知识产权的新型烟气同时脱硫脱硝技术具有十分重要的意义。首次以飞灰、工业石灰、氧化性添加剂为原料,制备了“富氧型”高活性吸收剂,该吸收剂具有良好的同时脱硫脱硝性能。在固定床实验台上验证了所制备吸收剂的性能,筛选出了M、C两种氧化性添加剂;并初步研究了吸收剂的含水量、烟气温度、烟气中二氧化硫、氮氧化物浓度等重要因素对脱除效果的影响。根据固定床实验结果,放大实验条件,首次在管道喷射反应装置上进行了模拟烟气的同时脱硫脱硝实验。研究了动态实验条件下影响脱硫脱硝效率的因素,确定了管道喷射同时脱硫脱硝的最佳工艺条件。采用“富氧型”高活性吸收剂,首次在循环流化床装置(CFB)进行了烟气同时脱硫脱硝实验,探讨了影响高活性收剂脱硫脱硝效率的诸因素,确定了最佳工况条件:当Ca/(S+N)为1.2、添加剂含量为1.6%、入口烟气温度为130℃、湿度为6.58%时,C吸收剂的脱硫脱硝效率达到了93.7%和65.5%;M吸收剂的脱硫脱硝效率达到了94.5%和64.2%。实验结果表明,烟气循环流化床技术稳定,装置运行可靠,工艺简单,对工业应用具有指导意义。对吸收剂在CFB上脱硫脱硝反应产物进行了化学分析和微区形貌分析。结果显示“富氧型”高活性吸收剂颗粒表面具有多孔特性;氧化性添加剂主体元素在“富氧型”高活性吸收剂表面分布均匀;脱硫产物主要为硫酸盐,脱硝产物主要为亚硝酸盐。首次提出了CFB内主要化学反应历程和脱除机理。通过对床内流场和温度场的分析,建立了不同流态化下烟气循环流化床物理模型和温度模型。在此基础上,针对床内喷水增湿活化脱硫脱硝时高活性吸收剂的叁种不同物态,建立了基于高活性吸收剂的烟气循环流化床脱硫模型,并首次建立了脱硝模型;同时利用模型模拟了各种参数对脱硫脱硝效率的影响。经实验校核模型误差在5.2%以内。与同类模型相比,该模型具有更高的精度,可用于大型工业应用的设计、计算和效率预测。
同威[3]2012年在《循环流化床技术脱硫脱硝的试验研究》文中研究表明本试验利用循环流化床(CFB)工艺进行了烟气同时脱硫脱硝试验研究。利用电厂粉煤灰与工业石灰制成吸收剂,并在其中添加氧化剂,使之成为具有同时脱硫脱硝能力的高活性吸收剂。通过在固定床桑的筛选试验,最终选定NaC102为最佳添加剂。利用制成的高活性吸收剂分别在固定床,管道喷射和循环流化床装置上进行了模拟烟气吸收试验,并获得各种影响因素的效果参数。最后进行了反应产物的化学特性分析,为进一步进行试验提供方向。总之,利用循环流化床工艺进行烟气同时脱硫脱硝的工业应用前景非常广阔。本试验的研究结果可以为循环流化床工艺进行烟气同时脱硫脱硝的工业设计提供参考。
孙小军[4]2004年在《烟气循环流化床同时脱硫脱氮技术研究》文中研究指明本文以粉煤灰、石灰为原料制备了高活性吸收剂,通过在其中加入添加剂使之成为“富氧型”吸收剂,并对不同的添加剂使用了不同的分散方法。利用管道喷射试验装置筛选出脱硫脱氮性能最佳的吸收剂M,随后利用M 在烟气循环流化床上进行同时脱硫脱氮实验,研究了若干因素对脱硫脱氮效率的影响。在最佳实验条件下,脱硫效率和脱氮效率分别达到了94.5%和64.2%。本文利用扫描电镜和能谱仪对粉煤灰、高活性吸收剂以及反应后吸收剂的微区形貌和表面成份进行了分析,并利用化学分析方法对二氧化硫和氮氧化物的脱除产物进行了成分分析。结合试验结果,论文对高活性吸收剂在循环流化床上的脱硫脱氮机理进行了探讨。
邱云龙[5]2011年在《循环流化床烟气脱硫技术》文中研究说明循环流化床烟气脱硫技术是一种国内外正在研究并逐步工业化的先进技术。现在国内应用的CFB烟气脱硫工艺大多为引进技术,但是存在诸多问题,因此对烟气循环流化床脱硫技术进行进一步研究有重要的意义。本文以已有烟气循环流化床脱硫技术为基础,以工程改造为背景,对循环流化床烟气脱硫技术进行了进一步的研究。本文针对循环流化床烟气脱硫工艺常见的如塔内壁积灰、阻力大、喷嘴易堵塞、系统工艺太复杂等问题,从系统安全和经济运行的角度,提出一套循环流化床烟气脱硫工艺。结合技改工程,完成一台410t/h锅炉脱硫工艺系统设计。该工艺可解决以上问题,且具有脱硫效率高、空间占地少等特点。为验证方案的可行性,本文根据脱硫塔的实际结构和运行参数,采用标准k-ε紊流模型,基于SIMPLE算法,结合有限体积法对控制方程进行离散,对塔内流场进行了数值模拟。技改工程实施完毕,脱硫装置正常投入运行后,对脱硫率进行了热态测试。结果表明：本文提出的循环流化床烟气脱硫工艺在钙硫比小于1.3时,脱硫率可达90%以上,且工艺简单、运行安全可靠；可满足国内同类型脱硫需求。本论文的研究工作为开发适合我国国情的烟气脱硫装置提供了一种选择和实践经验。
郭启超[6]2004年在《活性石灰/粉煤灰制备烧结烟气脱硫剂的试验研究》文中进行了进一步梳理本文研究了以钢铁企业常用物料活性石灰和自备电厂粉煤灰制备的脱硫剂，在鞍钢循环流化床脱硫试验装置上进行了烧结烟气脱硫性能试验。首次将活性石灰和粉煤灰组成的脱硫剂引入钢铁企业烧结烟气循环流化床烟气脱硫系统，并取得成功。本研究的目的是，充分利用钢铁企业现有碱性原料和碱性废物，研究开发适合烧结机烟气循环流化床脱硫的新型脱硫剂，达到以废治废和降低运行成本，提高脱硫剂利用率的目的，为我国烧结烟气脱硫的发展提供支持。 本研究烧结烟气SO_2浓度范围在200～500mg／m~3，烟气量4150～5000m~3／h，烟气温度在80～135℃的条件下，对活性石灰和粉煤灰组成的脱硫剂进行了脱硫剂配比试验，脱硫前后脱硫剂粒径分析试验，脱硫剂加水活化、烟气蒸汽增湿脱硫对比试验及钙硫比对脱硫效率影响试验研究。试验结果表明，活性石灰与粉煤灰的质量比按1：2配置时，脱硫剂钙的利用率较高，并具有相对较好的经济性；通过对脱硫前后脱硫剂粒径变化对比分析，循环流化床脱硫过程可导致大颗粒减小，小颗粒增加。在脱硫剂粒径分布分析的基础上，选择出5-350μm为本试验装置较合适的脱硫剂粒径范围。脱硫剂加6％的水活化比不加水活化具有更好的脱硫效果；烟气蒸汽增湿有利于脱硫剂钙的利用率和SO_2累积去除量的提高；优选出的脱硫剂连续性试验表明本试验装置在钙硫比1.5时可以取得70％的脱硫效率。试验及分析结果表明活性石灰与粉煤灰组成的脱硫剂充分利用了钢铁企业现有碱性原料和碱性废物，以废治废，是适合烧结机烟气脱硫的新型脱硫剂。
郝晓文[7]2007年在《烟气脱硫循环流化床旋直复合流化及均匀性研究》文中进行了进一步梳理燃煤电厂二氧化硫排放造成的污染正受到我国政府的高度重视,减排二氧化硫也是我国"十一五"期间工作的重点之一,因此烟气脱硫行业有很大的市场和发展空间。烟气脱硫循环流化床技术由于其独特的优势,在干法烟气脱硫技术中应用最广,采用此技术的最大机组容量已达300MW。小型烟气脱硫循环流化床在放大过程中,容易出现如流场偏斜和流动的不均匀问题,它影响了浓度和温度分布的均匀性并使横向截面内脱硫反应不均,导致脱硫效率下降。而粘壁现象是脱硫系统无法长期稳定运行的主要原因之一。烟气脱硫循环流化床的直径已经增大到10余米,如何改善其均匀性是需要进行研究的重要课题。本文探讨了改善流化床均匀性的措施与方法,在传统文丘里管直流流化基础上增加旋流,构成了旋直复合流化方式。旋直复合流化是改善流动均匀性的有效措施。在单相冷态试验台上进行了旋直复合流化的流动特性研究;在此基础上研究了旋直复合流化技术塔内的气固相流动特性和均匀性,分析了旋直复合流化提高均匀性的原理;在145MW机组烟气脱硫循环流化床的脱硫塔上进行了工业应用研究,考察了旋直复合流化技术脱硫塔内流动与温度的分布特性及均匀性,对它的脱硫性能进行了研究。首先,研究了单相旋直复合流化冷态试验台塔体内的流场。旋直复合流化技术相比直流流化技术增加了脱硫塔主体内气流的切向动量;塔内有很高的紊流度,扰动十分强烈;剪切应力有了很大提高,湍流输运能力增强,所以脱硫塔主体横向截面内流动的对称性比直流流化技术有了非常明显的提高。脱硫塔主体内的旋流强度在轴向上以指数形式衰减,能量耗散加快,相比直流流化技术可以更快达到均匀的流动状态;而且仰角减小,流动更快达到均匀的分布。旋转叶片分别安装在文丘里管喉部和文丘里管渐扩段。虽然旋转叶片装在渐扩段的阻力比装在喉部增加了15%～46%,但其最大切向速度却有所降低。通过试验发现叶片仰角是影响阻力、旋流强度和流动规律的最主要因素;而叶片数量的改变对它们的影响比叶片仰角小很多:旋转叶片6片,它的遮盖度1.5时即有良好的导流作用。对流场的模拟采用了k-ε模型,模拟结果与试验数据吻合良好,反映了脱硫塔内的单相流动规律。综合阻力、流动规律以及截面内速度的均匀性,旋直复合流化的效果优于直流流化。其中旋转叶片装在喉部的旋流效果优于装在渐扩段,叶片装在喉部且仰角为42°时有最佳的流动效果。其次,在单相流动特性研究的基础上通过相似与模化理论建立了气固两相流动特性与均匀性试验台,选择了单相流动中最佳的旋转叶片结构进行试验,同时采用双流体模型对流场进行模拟,并对塔内气固两相的流动规律与均匀性进行研究。研究表明,双流体模型的模拟结果与试验数据吻合良好。旋直复合流化较强的旋流运动提高了横向截面内的平均切向速度,直流旋流之间较强的剪切作用增强了横截面内的湍流输运能力,加强了横向混合与扰动,因此采用旋直复合流化技术的脱硫塔主体内流场未出现水平入口造成的回流区,基本消除了流场的偏斜,横向和纵向截面内的流场呈对称分布,脱硫塔内流动的不均匀度系数比直流流化减小了22%以上,流动的均匀性得到明显改善;随着高度增加,复合流化的塔内流动更快达到均匀的分布状态。流化速度提高,流动的惯性增加,均匀性有所降低。虽然旋直复合流化技术比直流流化技术增加了12%～30%的阻力,但旋直复合流化脱硫塔内较高的滑移速度对增强传质有利;而且颗粒的停留时间增加了1.23～1.31倍,塔内颗粒浓度提高,内循环增强,浓度的均匀性也优于直流流化。最后,旋直复合流化技术应用到145MW机组的循环流化床烟气脱硫工程中。脱硫塔主体内的流场呈中心区域向上流动边壁区域向下流动的环-核流动特性。在脱硫装置的文丘里管喉部内安装旋流器后,其阻力比直流流化的脱硫装置增加了200～300Pa,占脱硫装置阻力的12%,但减轻了流动偏转,提高了流场与温度场的均匀性。在提高塔内物料浓度的同时带出量减小,降低了电除尘器入口灰浓度;而且复合流化脱硫装置出口的脱硫灰浓度只比入口增加了1.1～1.2倍,对电除尘器的影响不大。采用旋直复合流化技术的烟气脱硫塔的脱硫产物以CaSO_3为主,CaSO_4的生成量少。塔内强烈的扰动使钙利用率较高,所以旋直复合流化技术在运行成本低的同时有高的脱硫效率:钙硫摩尔比1.35,近绝热饱和温差11.6℃时,脱硫效率为93.6%。脱硫效率随钙硫摩尔比的增加或近绝热饱和温度的减小而提高。兼顾运行费用和脱硫效果,复合流化技术的脱硫装置钙硫摩尔比的推荐值～1.3,近绝热饱和温差在10～15℃之间。采用旋直复合流化技术,复合流化后脱硫塔壁面的物料浓度最高,由于高浓度、高速度的灰循环,增大的切向速度加强了冲刷作用;均匀性提高的同时传热传质增强,扰动强烈,促进了液滴干燥,脱硫塔内的粘壁现象大为减轻,基本解决了脱硫装置长期稳定运行所面临的一个难题。通过冷态试验、数值计算以及工业应用表明,旋直复合流化的烟气脱硫循环流化床技术有效改善了脱硫装置流场的均匀性,减轻粘壁现象的同时有高的脱硫效率。适应烟气脱硫循环流化床技术发展的要求,是烟气脱硫循环流化床领域中一项有前景的新技术。
张艳[8]2004年在《烟气循环流化床联合脱硫脱氮模型和机理研究》文中认为本论文首先对烟气循环流化床的流场、温度场进行分析,确定了速度场和浓度场的分布,并建立了床内温度模型。然后在此基础上,根据流化床内喷水活化脱硫的特点,对未捕集水滴的新鲜干燥脱硫剂颗粒、干燥再循环颗粒和与水滴碰撞形成的含水吸收剂颗粒分别采用表面覆盖模型、气固反应模型和浆滴脱硫反应模型,从而得到了应用高活性吸收剂的烟气循环流化床总的脱硫模型。模型计算值与实验值误差在5.5%以内。此外,本文还建立了烟气循环流化床脱氮模型,计算误差在2%以内。本论文的研究工作,为开发适合我国国情的烟气脱硫脱氮装置提供了理论参考。
彭军[9]2009年在《循环流化床烟气脱硫气固流动特性的实验研究及工艺设计软件的开发》文中指出循环流化床烟气脱硫作为一种新型的半干法脱硫技术,具有工艺流程较简单、投资小,而且在较低的Ca/S摩尔比下能达到与湿法脱硫技术相近的高脱硫效率,使其成为中小型锅炉优先采用的烟气脱硫工艺。但是,现有循环流化床脱硫反应器在实际运行中,大部分固体颗粒随着气流离开反应器主体,没有保证在反应器内有足够的停留时间。为了解决传统循环流化床烟气脱硫运行时的湿壁和粘壁现象、外循环灰量大、钙综合利用率低等问题,本文提出了在烟气量一定的条件下,合理匹配循环返料量,以及利用反应器出口几何结构来强化反应器的内循环进而有利于提高脱硫效率。以此为目的采用叁准则相似理论设计了循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验台并详细研究了其内部气固流动特性。测量了循环流化床反应器的压力分布,研究表明反应器阻力主要集中在文丘里管段,而且随着循环物料量和烟气量的增加系统阻力显着增加。采用非等速采样探针测量了反应器四个高度截面的局部固体颗粒质量通量,结果表明反应器气固两相流动呈典型的环核流动结构,边壁下降流颗粒浓度高,中心区域上升流颗粒浓度低,且固体质量回流比率随着反应器高度的增加而减少。平板型、倒V型和V型顶部出口结构各自存在一个强化反应器内循环的最佳高度,针对本文的设计工况而言,最佳出口结构是h / D = 0.326的平板型顶部。该结论将为循环流化床烟气脱硫系统的设计与放大提供重要依据。在循环流化床烟气脱硫系统实际设计时,由于煤质资料、烟气量及机组大小等的多变,设计计算量大且繁琐。因此在脱硫系统的设计中使用专业设计软件,对提高工作效率、改善设计条件、降低设计人员的劳动强度是十分必要的,并且还可以促进循环流化床烟气脱硫技术的推广应用。本文介绍了循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的计算模型(包括物性参数、物料平衡、热量平衡和反应动力学模型)、开发平台——Excel 2003和软件结构。同时,对软件的运行参数和模型常数进行了敏感性分析。经验证,该软件可以为系统设计、调试和运行控制提供重要参数的预测。
张翔宇[10]2009年在《活性炭烟气脱硫脱硝集成工艺研究及废液燃烧烟气脱硫方案》文中提出本文旨在开发一种烟气脱硫脱硝集成工艺,能够达到较为满意的同时脱硫脱硝率,具有工业应用的可行性与经济性。本文详细阐述国内外烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势,并对各种技术工艺进行分析比较。在此基础上,提出采用活性炭法同时脱除烟气中的SO2和NO工艺,该工艺具有将循环流化床与活性炭法相结合特点,实现同时脱硫脱硝。重点研究了流速、床层高度及温度、水蒸气量、SO2和NO浓度等因素对脱硫脱硝率的影响,确定各参数的合理运行范围。试验结果表明:流速和床层高度对脱硫脱硝效率影响较小,最佳水蒸气体积比为12%,温度为120℃;入口SO2浓度为2000ppm,NO浓度为1000ppm时,脱硫率>70%,脱硝率>40%。SO2的浓度增加会抑制NO的脱除,而NO的存在则会促进SO2的脱除。NH3/NO摩尔比达到1:1时,即可得到最佳脱硝效果。考虑到活性炭成本是其工程应用的制约因素,本论文开展了利用玉米秸秆制备低成本活性材料试验并以此为催化剂进行同时脱硫脱硝试验研究。试验表明:玉米基活性焦表现出了良好的脱附潜质,在低浓度SO2和NO脱除实验中,脱硫率最高达到55%,脱硝率达到60%。在上述试验研究基础上,本论文对烟气同时脱硫脱硝工艺进行了性能评价,初步认为经济技术性能具有竞争性。结合具体案例,开展了工业化高温废液燃烧烟气脱硫工程方案设计,首次采用石灰石循环流化床干法烟气脱硫,给出了相关设计参数,设计脱硫率为85%,为活性炭/焦同时脱硫脱硝工艺工程化提供经验。
参考文献：
[1]. 循环流化床锅炉强化脱硫技术的研究[D]. 刘传亮. 浙江大学. 2007
[2]. 烟气循环流化床同时脱硫脱硝实验研究[D]. 许佩瑶. 华北电力大学（河北）. 2007
[3]. 循环流化床技术脱硫脱硝的试验研究[D]. 同威. 兰州大学. 2012
[4]. 烟气循环流化床同时脱硫脱氮技术研究[D]. 孙小军. 华北电力大学（河北）. 2004
[5]. 循环流化床烟气脱硫技术[D]. 邱云龙. 东北大学. 2011
[6]. 活性石灰/粉煤灰制备烧结烟气脱硫剂的试验研究[D]. 郭启超. 西安建筑科技大学. 2004
[7]. 烟气脱硫循环流化床旋直复合流化及均匀性研究[D]. 郝晓文. 山东大学. 2007
[8]. 烟气循环流化床联合脱硫脱氮模型和机理研究[D]. 张艳. 华北电力大学（河北）. 2004
[9]. 循环流化床烟气脱硫气固流动特性的实验研究及工艺设计软件的开发[D]. 彭军. 上海交通大学. 2009
[10]. 活性炭烟气脱硫脱硝集成工艺研究及废液燃烧烟气脱硫方案[D]. 张翔宇. 天津大学. 2009
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