【摘 要】
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2020年煤炭在我国能源消费总量中占56.8%,其中火力发电消费煤炭占煤炭总消费量的51.8%。燃煤机组产生的PM2.5、SO3等大气污染物,连同脱硫终端产物盐分高腐蚀性强的脱硫废水都是行业内亟待高效综合解决的难题。针对以上难题,梯级蒸发脱硫废水零排放协同技术将脱硫废水零排放协同细颗粒物化学团聚强化除尘耦合SO3脱除,实现了3种污染物一体化综合治理。首先针对脱硫废水烟道蒸发细颗粒物化学团聚过程,从
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2020年煤炭在我国能源消费总量中占56.8%,其中火力发电消费煤炭占煤炭总消费量的51.8%。燃煤机组产生的PM2.5、SO3等大气污染物,连同脱硫终端产物盐分高腐蚀性强的脱硫废水都是行业内亟待高效综合解决的难题。针对以上难题,梯级蒸发脱硫废水零排放协同技术将脱硫废水零排放协同细颗粒物化学团聚强化除尘耦合SO3脱除,实现了3种污染物一体化综合治理。首先针对脱硫废水烟道蒸发细颗粒物化学团聚过程,从微观尺度建立了细颗粒物软团聚模型,分析了细颗粒物在DLVO理论下团聚长大的机理,从宏观尺度完善了脱硫废水斯蒂芬流模型,研究了液滴蒸发时间与蒸发面烟气组分浓度系数的关系,建立了液滴蒸发过程4个阶段的传热传质模型。利用CFD软件模拟系统运行后空预器前烟道流场变化,结果显示脱硫废水消纳量1 m~3/h时烟气温度下降7.9 K,且烟气温降与烟气入口温度、烟气速度、脱硫废水消纳量呈正比,与液滴初始温度呈反比。其次针对非碱基脱除SO3效果和机理进行实验研究,探究了XTG、PAM和CTAC,3种非碱基磺化引发剂在不同浓度不同温度下对SO3的高温脱除效果,结果证明3种磺化引发剂均能在高温条件下脱除SO3,脱除效果随溶液浓度升高逐渐增强。横向对比发现,XTG综合脱除效果最好,最佳脱除率为79.64%,与CTAC复配能提升高温下对SO3的脱除效果。对XTG反应产物分析发现,SO3与XTG在高温下发生了亲电取代的磺化反应,形成磺酸基团（-SO3H）生成磺化产物,实现对SO3脱除效果。最后针对某330 MW燃煤机组梯级蒸发脱硫废水零排放协同技术示范工程,综合研究系统运行对协同细颗粒物化学团聚强化除尘耦合SO3脱除的效果以及系统长期运行下对空预器运行情况的影响。研究表明,系统运行后可消纳脱硫废水2 m~3/h以上,协同实现空预器入口处SO3脱除率38%以上,NOx脱除率10%左右,除尘器强化除尘效率17%以上,且长期运行对系统无负面影响,证明梯级蒸发脱硫废水零排放协同技术可作为示范工程进一步工业推广应用。
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