基于鈉法與鈣法焦?fàn)t煙氣旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫特性相關(guān)比較分析

達(dá)熠

摘要：本文主要分析了鈉法與鈣法焦?fàn)t煙氣旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫應(yīng)用背景，然后闡述了鈉法與鈣法焦?fàn)t煙氣旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫應(yīng)用背景實(shí)驗(yàn)裝置，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煙氣;摩爾比;旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫

1.鈉法與鈣法焦?fàn)t煙氣旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫應(yīng)用背景

為了能夠有效保護(hù)我國(guó)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門制定了相應(yīng)制度標(biāo)準(zhǔn)，明確要求在進(jìn)行煉焦過程中所產(chǎn)生的污染物，必須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行排放。因此，焦?fàn)t煙氣脫硫成為了當(dāng)前亟需解決的難題。由于我國(guó)焦?fàn)t煙氣治理環(huán)節(jié)處于起步階段，治理工藝還不夠成熟，治理效果并不是很理想。針對(duì)焦?fàn)t煙氣本身所具有的特性，采用半干法旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫（SDA）工藝對(duì)焦?fàn)t煙氣進(jìn)行脫硫處理，成為一種相對(duì)合理的可選方案。

此種脫硫工藝路線，可以廣泛應(yīng)用在多種復(fù)雜煙氣條件下。具有運(yùn)行成本相對(duì)較低，不會(huì)產(chǎn)生廢水，不會(huì)對(duì)水資源造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)。但是焦?fàn)t煙氣工況較為容易受到其他因素的影響，相應(yīng)煙氣量、煙氣溫度以及SO2濃度會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，采用SDA工藝可以通過噴霧量、吸收劑用量進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，對(duì)煙氣的波動(dòng)及時(shí)作出調(diào)節(jié)、控制。同時(shí)在使用SDA工藝進(jìn)行脫硫的過程中，煙氣的熱量損失較小，溫度浮動(dòng)范圍較小，為后續(xù)煙氣中低溫脫硝，提供了有利條件，很大程度上降低了運(yùn)行成本，降低了能耗，減少了資源的浪費(fèi)。

SDA工藝在燒結(jié)等煙氣治理中應(yīng)用較為廣泛，脫硫效果較為理想。但是焦?fàn)t煙氣同燒結(jié)煙氣之間存在著較大的差異，焦?fàn)t煙氣具有較高的排煙溫度，在進(jìn)行脫硫處理之前，煙氣最低溫度一般為170～180℃，而最高溫度可達(dá)210～220℃;燒結(jié)煙氣的溫度范圍則在120～160℃之間，而且焦?fàn)t煙氣當(dāng)中的濕度同燒結(jié)煙氣當(dāng)中的濕度進(jìn)行對(duì)比，也相對(duì)較低[1]。這些都會(huì)影響SDA的運(yùn)行工況，對(duì)SDA脫硫工藝的應(yīng)用產(chǎn)生相應(yīng)影響，很大程度上降低了脫硫效率。基于此，就需要探討焦?fàn)t煙氣SDA脫硫?qū)嶒?yàn)，分析傳統(tǒng)Ca（OH）2脫硫技術(shù)是否能夠充分滿足我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.實(shí)驗(yàn)裝置

2.1實(shí)驗(yàn)裝置介紹

此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要就是模擬煙氣發(fā)生及反應(yīng)系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成，具體見圖1。

2.2實(shí)驗(yàn)工況

在模擬實(shí)驗(yàn)的過程中，所應(yīng)用的基準(zhǔn)溶液為Na2CO3/CaCO3漿液，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，漿液供應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)中，包含兩條管路，分別為：清水以及漿液，對(duì)漿液管路的流量進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，從而控制調(diào)節(jié)脫硫劑同二氧化硫之間的摩爾比;同時(shí)，通過對(duì)清水流量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，控制脫硫塔的絕熱飽和溫差和出口溫度，使脫硫過程中的霧滴蒸發(fā)強(qiáng)度以及煙氣中液態(tài)水濃度基本一致，脫硫塔入口煙氣包含多種成分，具體見表1。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1霧化粒徑測(cè)量結(jié)果，具體見圖2。

3.2摩爾比對(duì)脫硫效率影響

能夠?qū)DA工藝脫硫效率產(chǎn)生影響的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)之一就是脫硫劑和SO2的摩爾比，對(duì)漿液濃度、流量進(jìn)行控制之后，可以有效調(diào)節(jié)摩爾比。但是由于絕熱飽和溫差為影響SDA脫硫反應(yīng)的另一關(guān)鍵參數(shù)，因此還需控制脫硫反應(yīng)器內(nèi)水的蒸發(fā)強(qiáng)度和液態(tài)水滴的濃度，需要在保障霧化漿液量不發(fā)生變化的條件下改變摩爾比，因此只能對(duì)漿液量進(jìn)行調(diào)節(jié)，盡量減少水量的變化。通過Ca（OH）2或Na2CO3和SO2在不同摩爾比的條件下（0～3之間），脫硫反應(yīng)之后的反應(yīng)產(chǎn)物成分的波動(dòng)范圍進(jìn)行分析，以此計(jì)算出脫硫效率。在入口溫度160℃，絕熱飽和溫差60K的條件下，塔入口處的煙氣二氧化硫濃度為100mg/m3時(shí)，Ca（OH）2的吸收效率在0～80%之間，Na2CO3反應(yīng)效率在0～90%之間，而其中的脫硫劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%左右，同時(shí)還包含其他方面的質(zhì)量參數(shù)影響。

3.3入口煙氣溫度對(duì)脫硫效率產(chǎn)生的影響

為了能夠更好的掌握脫硫塔入口煙氣溫度對(duì)脫硫效率所產(chǎn)生的影響，可以先對(duì)燃燒器功率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而使得熱煙氣溫度得到適當(dāng)調(diào)節(jié)，讓脫硫塔入口煙氣溫度能夠在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，最低煙氣溫度為160℃，最高煙氣溫度為220℃。與此同時(shí)，還可以對(duì)噴水量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，從而使得脫硫塔出口煙氣溫度能夠始終維持在100℃。在此條件下，隨著入口煙氣溫度的升高，噴入塔內(nèi)的水量增加，塔內(nèi)反應(yīng)濕度增加，脫硫效率隨之提高。

4.總結(jié)

第一，在使用Na2CO3作為脫硫劑時(shí)，當(dāng)碳酸鈉和SO2摩爾比接近1.1：1時(shí)，對(duì)脫硫效率的影響就會(huì)降低;當(dāng)采用Ca（OH）2作為脫硫劑時(shí)，摩爾比大于1.5時(shí)，如果增加脫硫劑用量，也不會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

第二，充分保障脫硫塔出口煙氣溫度不變的基礎(chǔ)上，提高脫硫塔入口煙氣溫度，可以增加脫硫塔內(nèi)的實(shí)際液態(tài)水濃度，提高傳質(zhì)條件，能夠進(jìn)一步提高脫硫效率，同時(shí)也能夠有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境[2]。但溫降增大，不利于節(jié)能。在相同條件背景下，應(yīng)用Na2CO3脫硫劑，脫硫效率同應(yīng)用Ca（OH）2脫硫劑進(jìn)行對(duì)比，脫硫效率相對(duì)較高。

第四，如果脫硫塔內(nèi)的煙氣溫度發(fā)生了下降的情況，那么就會(huì)很大程度上影響脫硫效率。一般情況下來(lái)講，脫硫效率的高低，會(huì)隨著脫硫塔內(nèi)煙氣溫度的變化而發(fā)生變化，當(dāng)脫硫塔內(nèi)煙氣溫度不斷升高時(shí)，脫硫效率就會(huì)一定程度上有所提高。在當(dāng)脫硫塔入口處的煙氣溫度較低時(shí)，脫硫效率也會(huì)受到煙氣溫度的影響，而此變化規(guī)律則會(huì)呈現(xiàn)為S曲線，當(dāng)煙氣溫度提高時(shí)，脫硫效率也會(huì)隨之提高，但是當(dāng)溫度提升到一定程度之后，由于蒸發(fā)強(qiáng)度增加，實(shí)際反應(yīng)煙氣中液態(tài)水霧滴濃度變化有限，煙氣溫度對(duì)脫硫效率產(chǎn)生的影響就會(huì)減弱。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳武， 王凱亮， 羅天翔， et al. 脫硫廢水旋轉(zhuǎn)霧化及其干燥蒸發(fā)特性試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2019， 39（11）.

[2]倪建東， 陳活虎， 羊韻， et al. 鈉基SDA及低溫SCR工藝在焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝中的應(yīng)用[C]// 環(huán)境工程2018年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì). 0.