鈣硫比對燒結(jié)煙氣循環(huán)流化床脫硫效率的影響

0鈣硫比對脫硫效率的影響鈣硫比是影響礦山效率的重要因素。影響礦山效率的影響與采礦和煉油的設(shè)計、香煙中的so2濃度以及采礦和煉油材料的物理和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。半干法脫硫系統(tǒng)中,在氣體流速、反應(yīng)溫度、SO2濃度等參數(shù)不變的條件下,提高鈣硫比,脫硫效率會相應(yīng)提高。鈣硫比對脫硫效率的影響主要體現(xiàn)在兩個方面:1)鈣硫比提高意味著新鮮吸收劑增加,系統(tǒng)內(nèi)可反應(yīng)的顆粒介質(zhì)數(shù)目增加,為SO2提供了更多的反應(yīng)介質(zhì),從而使脫硫效率提高。2)在后續(xù)的除塵系統(tǒng)中,氣體和附著在布袋上的顆粒也會發(fā)生反應(yīng),鈣硫比增加,布袋上附著物的有效脫硫成分增加,脫硫效率勢必隨之升高。在鈣硫比增加的同時,介質(zhì)黏度、反應(yīng)生成物的量也隨之增加,這些因素都不利于SO2的脫除;另一方面,鈣硫比增加,吸收劑用量增加,運(yùn)行成本提高,因此,選擇一個合適的鈣硫比范圍,使脫硫系統(tǒng)高效經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行是非常必要的。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,采用循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng),旨在研究鈣硫比對SO2含量較低、氧含量較高的燒結(jié)煙氣脫硫效率的影響,為日后的工程提供技術(shù)指導(dǎo)。1煙氣控制系統(tǒng)圖1所示為本文所采用的循環(huán)流化床脫硫?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)流程示意圖,本系統(tǒng)主要由以下部分組成:模擬煙氣發(fā)生系統(tǒng):主要由電加熱器、氣體質(zhì)量流量計、SO2鋼瓶等組成。作用:通過吸入空氣加熱并定量配入SO2,產(chǎn)生模擬煙氣。脫硫反應(yīng)塔:脫硫反應(yīng)進(jìn)行的場所。進(jìn)料系統(tǒng):包括兩個螺旋給料器配兩個變頻電機(jī)及料倉。物料通過螺旋給料器進(jìn)入脫硫塔,螺旋給料器給料量通過變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)精確控制。除塵系統(tǒng):包含布袋除塵器和灰斗。其作用是捕集反應(yīng)后煙氣中的乏吸收劑。實(shí)驗(yàn)初始階段,灰倉中預(yù)先放入一定量的乏吸收劑。引風(fēng)系統(tǒng):包含一臺離心風(fēng)機(jī)及管道。煙氣流量范圍為0~5000m3/h。水系統(tǒng):由水箱、水泵及流量計組成。可通過閥門調(diào)節(jié)噴入塔內(nèi)水量。測控系統(tǒng):主要包括測溫、測壓儀表、SO2濃度測量系統(tǒng)、電氣柜及中控系統(tǒng)。其作用:脫硫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及自動化控制。實(shí)驗(yàn)過程:空氣與通過氣體質(zhì)量流量計的SO2氣體按一定比例充分混合后進(jìn)入電加熱器,加熱到設(shè)定的反應(yīng)溫度,經(jīng)脫硫塔下端的文丘里布風(fēng)后進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔,與螺旋給料機(jī)輸送進(jìn)來的吸收劑以及由霧化噴槍產(chǎn)生的液滴發(fā)生氣液固三相反應(yīng),SO2在反應(yīng)過程中被吸收劑脫除。脫硫后的煙氣經(jīng)反應(yīng)塔出口進(jìn)入到布袋除塵器(由于煙氣中O2及水蒸氣含量較高,為避免達(dá)到酸露點(diǎn)對脫硫塔造成低溫腐蝕及除塵器結(jié)垢,煙氣出口溫度控制在80℃以上),除塵后的氣體經(jīng)離心風(fēng)機(jī)由煙囪排出。在除塵器中被布袋捕集下來的顆粒經(jīng)脈沖清灰后進(jìn)入到除塵器下方的灰倉,由于吸收劑在脫硫塔中沒有完全參與反應(yīng),因此,灰倉中的乏吸收劑仍具有脫硫活性,為了提高吸收劑的利用效率,灰倉中的乏吸收劑經(jīng)回料螺旋給料裝置再次輸送到脫硫塔中循環(huán)使用。2鈣硫比對脫硫效率的影響圖2所示為煙氣量、進(jìn)出口煙氣溫度、SO2質(zhì)量濃度及循環(huán)回料量等參數(shù)保持不變的條件下,脫硫效率瞬時值隨鈣硫比變化的曲線圖(反應(yīng)條件:煙氣入口溫度為130℃;煙氣量為4000m3/h;SO2質(zhì)量濃度為1500mg/m3;循環(huán)回料量為362kg/h;噴水量為95L/h)。由于新鮮吸收劑供給所采用的螺旋給料系統(tǒng)具有間歇性,脫硫系統(tǒng)進(jìn)料隨時間不均勻,因此脫硫效率隨時間變化波動較大。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的1h中,鈣硫比為1.3時脫硫效率值較其他值稍高,但總體差別不明顯。圖3為不同鈣硫比條件下,1h內(nèi)脫硫效率平均值隨鈣硫比的變化趨勢(反應(yīng)條件:煙氣入口溫度為130℃;煙氣量為4000m3/h;SO2質(zhì)量濃度為1500mg/m3;循環(huán)回料量為362kg/h;噴水量為95L/h)。圖3中數(shù)據(jù)顯示,在鈣硫比從0.8增加至1.3的過程中,平均脫硫效率值在0.55附近波動,變化不明顯。從圖3可以看出:其他參數(shù)保持不變的條件下,短時間內(nèi),提高鈣硫比,并不能明顯的提高脫硫效率。分析認(rèn)為,由于煙氣中SO2質(zhì)量濃度較低,反應(yīng)所需要的新鮮吸收劑的量同循環(huán)回料量相比較低,以鈣硫比1.3時為例,反應(yīng)所需要的新鮮吸收劑量為9.01kg/h,同循環(huán)回料量為362kg/h相比較低,此時,脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起主要脫硫作用的是循環(huán)回料量,以此推斷,循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)中,鈣硫比影響脫硫效率的實(shí)質(zhì)是:鈣硫比提高,反應(yīng)塔中吸收劑利用效率未明顯提高,因此,由除塵器捕集下來的乏吸收劑中未反應(yīng)吸收劑成分增加,隨時間變長,灰倉中乏吸收劑的成分發(fā)生改變,其中能參與脫硫反應(yīng)的成分增加,脫硫效率提高。圖4為反應(yīng)條件與前面相同,脫硫系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1100min內(nèi),脫硫效率瞬時值與鈣硫比的關(guān)系曲線(反應(yīng)條件:煙氣入口溫度為130℃;煙氣量為4000m3/h;SO2質(zhì)量濃度為1500mg/m3;循環(huán)回料量為362kg/h;噴水量為95L/h)。從圖4中可以看出,對于不同的鈣硫比,脫硫效率在500min后均發(fā)生明顯提高,并且脫硫效率值隨鈣硫比增加而提高。圖5所示為1100min內(nèi)平均脫硫效率隨鈣硫比的變化趨勢(反應(yīng)條件:煙氣入口溫度為130℃;煙氣量為4000m3/h;SO2質(zhì)量濃度為1500mg/m3;乏料量為362kg/h;噴水量為95L/h)。從圖5中可以看出,脫硫系統(tǒng)長期運(yùn)行狀態(tài)下,平均脫硫效率由鈣硫比0.8時的0.55增加至鈣硫