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双层滤料床高温烟气除尘脱硫一体化研究

作　者: 武乐
导　师: 杨国华
学　校: 宁波大学
专　业: 轮机工程
关键词: 脱硫干法除尘一体化双层滤料床
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

中国工业尚处在快速发展的阶段,电力、建材、钢铁等行业增长很快,一方面,这些行业污染严重,产生大量的烟尘、有害气体;另一方面,国家环保法律、法规不断完善,各行业烟尘、粉尘排放浓度基本都要求达到国际上比较先进的排放标准。高温除尘技术是节能减排的需要,因为冶金、化工、建材、能源等领域的炉窑余能利用中需要高温除尘器的情况很多。双层滤料颗粒床除尘技术是利用化学性质稳定、耐高温的固体颗粒（如石英砂、膨胀珍珠岩等）形成过滤层。其突出优点是耐高温、耐腐蚀、对烟气成分不敏感,除尘效率高,容尘量大。作为一项创新技术已成功应用烟气除尘工业试验中。基于该新技术,本文通过铝熔炉烟气除尘装置试验,以及实验室模拟试验研究了双层滤料床烟气除尘脱硫的新工艺。以Ca（OH）₂或NaHCO3为吸附剂,用双层滤料颗粒床进行高温除尘脱硫一体化,重点研究了温度、钙硫比、CO2、NO、水蒸汽、水合改性及吸附剂重复吸附次数等因素对脱硫的影响,主要研究内容和结论为:1.在工试中,两套铝熔炉烟气除尘系统处理量分别为50000m3/h和120000m3/h,系统主要由烟罩、双层滤料颗粒床除尘器、换热器、烟囱和管道构成。对两套用于熔铝炉的双层滤料颗粒层除尘装置进行取样分析,研究了处理风量、粉尘浓度、颗粒层分层情况对高温除尘的影响。结果表明,在一定范围内,处理风量对双层滤料颗粒床除尘效率影响不明显。粉尘浓度对除尘效率的影响显著,粉尘浓度越大,除尘效率越高。双层滤料颗粒层的分层情况对除尘效果影响显著。2.在模型试验台上进行了钙基吸附剂在双层滤料床中的脱硫试验,模拟实验系统由模拟烟气发生系统、吸附剂加料系统、温控系统、双层滤料床装置和烟气分析等组成,双层滤料床放置于管式炉中,通过调节管式炉温度,控制反应温度。试验结果表明:温度对吸附剂Ca（OH）₂脱硫的影响显著,吸附剂Ca（OH）₂的脱硫效率随温度的升高而增加。Ca/S=2.5,400℃时,脱硫效率为10～16%;850℃时,脱硫则可达73～76%。吸附剂需要经过多次重复吸附才能使吸附剂达到饱和, 800℃时,吸附剂Ca（OH）₂需要重复吸附6次,钙利用率为37%。CO2对吸附剂Ca（OH）₂脱硫的影响明显,在400⁶50℃范围,随温度升高Ca（OH）₂脱硫效率明显下降。随着温度的升高CO2对脱硫的负作用增加,在650℃时对脱硫影响最大;650℃以上,随着温度的升高,CO2的影响迅速减弱,脱硫效率随之提高。在120℃,模拟气体中加入NO、水蒸汽对钙基脱硫有促进作用。采用定压反吹的加料方式,在800℃,Ca/S=2.5的情况下,脱硫效率很快就达到80～90%。3.在模型试验台上进行了改性钙基吸附剂在双层滤料床中的脱硫试验,研究了温度、粉煤灰、添加剂等因素对吸附剂脱硫的影响。结果表明:温度范围在500⁸00℃,对钙基脱硫剂进行改性能够不同程度的提高脱硫效率。吸附剂Ca（OH）₂添加Fe₂O₃粉,定压反吹加料方式,在700℃时,脱硫效率可以稳定达到80%以上;对钙基脱硫剂进行水合改性,在700⁸00℃,Ca/S=2.5,脱硫效率高达90%以上,且脱硫效率随着温度变化不大;在500℃,受CO₂负作用影响,脱硫效率50%; 800℃时,水合改性的Ca（OH）₂需要重复吸附6次,钙的利用率达到60.4%。4.双层滤料床烟气净化一体化新工艺可应用高温炉窑烟气净化、中温烟气钠基脱硫除尘一体化、高温烟气钙基脱硫除尘一体化三种方案。该新工艺应用于烟气净化时,具有工艺简单、占地少、操作管理简便、投资省、运行成本低、可同时高效脱酸和除尘等优点。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
引言  12-14
1 国内外研究现状  14-32
  1.1 国内外高温烟气过滤除尘技术的现状和趋势  14-20
    1.1.1 袋式高温除尘器  14-15
    1.1.2 多孔陶瓷高温除尘  15-16
    1.1.3 烧结金属过滤  16-17
    1.1.4 移动颗粒层过滤除尘器  17-20
  1.2 高温烟气干法脱硫研究  20-26
    1.2.1 钙基脱硫剂  21-25
    1.2.2 钠基添加剂  25
    1.2.3 金属氯化物复合添加剂  25-26
    1.2.4 盐类添加剂  26
  1.3 烟气干法净化一体化工艺技术  26-29
    1.3.1 荷电干式吸收剂喷射脱硫法（CDSI）  26-27
    1.3.2 CFB-FGD 烟气净化技术  27
    1.3.3 活性焦脱硫脱硝法  27-28
    1.3.4 SNRB 工艺  28-29
  1.4 烟气干法净化技术存在的问题  29-30
  1.5 双层滤料床烟气净化一体化技术  30-31
  1.6 本论文主要研究内容和创新点  31-32
2 双层滤料床高温除尘系统  32-40
  2.1 2×13t 熔铝炉高温烟气双层滤料床除尘装置  32-36
    2.1.1 2×13t 熔铝炉烟气净化系统  32-35
    2.1.2 GBF 除尘器在线测试结果及分析  35-36
  2.2 6×15t 熔铝炉高温烟气除尘系统  36-39
    2.2.1 6×15t 熔铝炉烟气净化系统  36-37
    2.2.2 6×15t 熔铝炉高温烟气除尘在线测试  37-39
  2.3 本章小节  39-40
3 脱硫实验  40-47
  3.1 实验原料及主要设备  40-42
    3.1.1 实验原料  40-41
    3.1.2 主要设备  41-42
  3.2 实验方法  42
  3.3 实验装置与流程  42-45
  3.4 数据处理  45-47
4 钙基钠基吸附剂脱硫实验结果及分析  47-61
  4.1 钙基吸附剂脱硫试验  47-55
    4.1.1 温度对脱硫的影响  47-49
    4.1.2 钙硫比对脱硫的影响  49-50
    4.1.3 Ca(OH)_2的重复吸附对脱硫的影响  50-51
    4.1.4 改变加料方式对脱硫的影响  51-52
    4.1.5 CaC0_3高温脱硫  52-54
    4.1.6 低温下水分及NO 对脱硫的影响  54-55
  4.2 钠基吸附剂脱硫试验研究  55-57
    4.2.1 温度对脱硫的影响  55
    4.2.2 重复吸附对脱硫的影响  55-57
  4.3 理论分析  57-59
  4.4 本章小结  59-61
5 改性钙基吸附剂脱硫实验结果及分析  61-68
  5.1 改性钙基吸附剂脱硫试验结果  61-64
    5.1.1 添加金属氧化物对脱硫的影响  61-62
    5.1.2 水合改性钙基脱硫剂对脱硫的影响  62-63
    5.1.3 改性对钙基钙利用率的影响  63-64
  5.2 理论分析  64-67
  5.3 本章小结  67-68
6 结论和建议  68-70
  6.1 结论  68-69
  6.2 今后工作的建议  69-70
参考文献  70-75
附录  75-77
在学研究成果  77-78
致谢  78

双层滤料床高温烟气除尘脱硫一体化研究

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