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烟气脱硫工艺中,喷雾干燥法是目前应用比较广泛的半干法烟气脱硫技术。它既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的特点,又有干法无污水废酸排出,脱硫后产物易于处理的好处,广泛适用于中小型电厂及垃圾焚烧电厂。然而目前半干法结合常规除尘器对亚微米级的细颗粒脱除效果不好,处理捧放的烟气仍有大量的PM10进入空气中。可吸入颗粒物(PM10)由于其粒径小、数量多、重量轻、比表面积大,极易吸附多种有毒有害物质,且在大气中的停留时间长、输送距离远,对人体健康和大气环境质量的影响很大,燃煤电站是PM10的主要来源之一。因此,控制燃烧源PM10的排放具有非常重要意义。
利用蒸汽相变作为脱除细颗粒是一种重要的除尘预处理技术。在烟气中加入适量蒸汽或者雾化液滴提高烟气的相对湿度,再冷却高温高湿烟气使水汽达到过饱和,进而使液滴在细颗粒上发生凝并长大。然后用静电除尘器、旋风分离器、除雾器等常规除尘技术有效脱除凝结长大的含尘液滴,从而可以提高对PM10的脱除效率。
欲使水汽以PM10为凝结核发生相变,必须满足过饱和条件。对于一般的燃煤烟气而言,其含湿量很低(通常在5%~8%左右)。添加水蒸汽或者降低温度不足使其达到过饱和状态,而且能耗很高。喷雾半干法脱硫系统的特点是出口烟气相对湿度比较高,通常可达80%~95%.因此在工程实际中可以实现两者的同时高效脱除。
半干法脱硫工艺中,浆液喷入吸收塔后与高温烟气进行复杂的换热、传质和化学反应过程。本文对半干法脱硫塔内降温增湿过程进行了数值计算.确定出口烟气温度、出口烟气的含湿量和相对湿度,以及烟气达到过饱和时需要添加的蒸汽量等。通过理论计算可为提高脱()效率、PN10脱除效率以及节省能耗提供理论依据。
本文对半干法脱硫后的烟气中颗粒物进行了电镜扫描和能谱分析。通过脱硫前后烟气中PM10的微观形态、主要元素成份、颗粒物浓度及粒径分布的变化,揭示半干法脱硫对烟气PM10排放特性的影响。
本文考察了影响脱硫效率以及PM10脱除效率的主要因素。采用不同的工艺方案,改变半干法脱硫的不同操作参数,包括吸收剂浆液浓度,Ca/S、绝热饱和温距、二氧化硫浓度、脱硫塔出口烟温等因素考察其对脱硫效率以及PM10脱除效率的影响。考察了在不同的半干法操作工艺条件下添加蒸汽量对PM10物性的影响,研究协同实现脱硫和脱除PM10的最佳工艺、操作参数、蒸汽消耗最佳量,以及能耗降低的程度等。并对试验结果进行了理论分析和机理探讨,找出了试验条件下的最佳运行工况参数,为实际工程应用提供参考和指导。
文章最后提出展望和建议,对存在问题的总结和将来研究的可行性方案。