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基于烟气脱硫吸收塔pH值分区提效技术的试验研究

更新时间:2009-03-28

0 引 言

随着对环境问题不断重视,大气污染治理逐渐成为政府改善民生的一项重大举措。2017年1月,环保部发布了《火电厂污染防治技术政策》,要求燃煤电厂大气污染防治应以实施达标排放为基本要求,以全面实施超低排放为目标。因此,有效控制燃煤电厂烟气中SO2等污染物的排放至关重要。

烟气脱硫技术中的石灰石-石膏湿法脱硫技术由于技术成熟,在我国燃煤电厂中应用最为广泛,约占市场份额的90%以上[1-2]。为适应超低排放要求,基于传统的石灰石-石膏湿法脱硫技术,不断有新技术发展来提升脱硫效率,如托盘塔技术、双塔串联技术、单塔双循环技术等[3]。本研究采用的吸收塔pH值分区技术是一种典型的单塔双循环技术,通过设置塔外浆池的方式延长浆液停留时间,无须更改原有吸收塔尺寸参数,具有投资低、安装方便等特点[4]。本文中基于吸收塔分区技术在某电厂660 MW机组脱硫系统应用测试结果,分析了机组负荷、浆液pH值、液气比等因素对脱硫效率的影响,可为同类工程调试运行提供参考。

1 系统及测试方法

1.1 试验系统

某电厂2016年采用吸收塔pH值分区技术对该厂660 MW机组原有石灰石-石膏湿法脱硫系统进行提效改造。即原有三层标准型喷淋层改为“两层交互式喷淋层+一层标准式喷淋层”,并在吸收塔旁设置一座塔外浆池以保证浆液的停留时间,实现pH值的分区控制。改造前后吸收塔性能和设计参数对比见表1,深度脱硫的主要工艺路线如图1所示。通过提标改造,吸收塔脱硫效率可由原来的95%提高至98%以上,出口烟气中的SO2浓度满足超低排放要求。

自2013年上海市自由贸易试验区在浦东正式成立后,其开始承担起了我国自贸区建设实验田的重要职能,也取得了非常瞩目的成就。今年也是上海市自贸区成立的第五周年,上海自贸试验区承载着重要的历史使命,在政府职能转变、金融创新、自由贸易发展、投资项目吸引等众多领域都取得了突破性进展。更具历史意义的是,随着我国多地自贸区的建设,上海市自贸区也将其制度创新的成果推广到了全国,为我国总体自由贸易的发展提供了保障[3]。

 

1 改造前后吸收塔性能和设计参数对比

  

项目改造前改造后脱硫效率/%9598.4设计出口SO2浓度/mg·m-38135塔外浆池尺寸/m/ϕ8×10喷淋方式三层标准式两层交互式+一层标准式均流增效板开孔率/%3430循环泵数量/台3(3用)5(4用1备)循环泵流量/m3·h-1816310800×2+8163×3

  

图1 脱硫系统工艺流程示意

1.2 测试方法

本研究采用TEST0350便携式烟气分析仪对吸收塔进出口处(测点A和测点B)烟气中SO2和O2浓度进行测试,测点分布如图2所示。在测试开始前,先用标准气体——SO2标气(942 mg/m3)和O2标气(6.0%)以及零气(高纯氮气)对本次试验所用仪器仪表进行标定,以保证所测数据真实性。采用在线pH值监测仪对主浆池和塔外浆池进行pH值测试,然后取平均值。

由图3可知,在入口SO2浓度为1200 mg/m3,机组满负荷,开启3台循环泵B、C、E运行工况下,脱硫效率随主浆液pH值的增大而升高,脱硫效率由浆液pH值为5.2时的98.06%增大到浆液pH值为5.6时的99.35%。浆液吸收SO2的反应过程实质上是酸碱中和反应,随着pH值的升高,浆液中OH浓度也逐渐增大,根据化学反应动力学,随着浆液中OH浓度的增加,化学反应速率加快,有更多的OH在气液界面与SO2发生反应,这使化学反应增强因子增大;另外,根据双膜理论,浆液pH值的提高会促进的水解,使气液相界面液膜内H2SO3的浓度减小,也使液膜内的传质阻力降低,使得SO2在液相中的传质推动力增加[6]。化学反应增强因子增大和SO2在液相中的传质推动力增加有助于提高SO2的总传质系数和传质速率,从而使SO2的脱除效率随浆液pH值的增大而增大。但过高的pH值条件下,脱硫产物主要是CaSO3,溶解度很小,容易导致严重结垢[7]

  

图2 测试点位置分布

2 试验结果分析

(1)吸收塔pH值分区技术可以有效提高石灰石-石膏湿法脱硫系统SO2脱除率,最高可达99.7%,达到超低排放要求。

2.2.3 配合术中脊髓监测技术人员的电极摆放,注意无菌,注意不影响手术医师的体位以及电生理监测显示器的位置。

2.1 浆液pH值对脱硫效率的影响

[8] 何永胜,高继贤,陈泽民,等.单塔双区湿法高效脱硫技术应用[J].环境影响评价,2015(5):52-56.

  

图3 脱硫效率随主浆液pH值的变化

空中休闲度假旅游产品具有一定的季节性,由于基本不会对水体和环境造成污染,所以水库型、工程型、发电型水利风景区均适用。一方面,在大坝及下游处,适宜开展冒险刺激类的空中体验观光活动。另一方面,坝上的湖面视阈宽广,蹦极、热气球、飞艇、直升机观光、降落伞、滑翔伞等均是空中项目的理想选择。

2.2 pH值分区对脱硫效率的影响

[7] 苏大雄,钱 枫.石灰湿法脱硫过程中pH条件对结垢的影响研究[J].环境污染与防治,2005(3):198-200.

  

图4 塔外浆池不同高度处的pH值

由图4可知,塔外浆池内较低位置处pH值最大,中间位置处pH值最小。原因可能是塔外浆池与主浆池底部相连,在主浆池内浆液吸收SO2,pH值降低,随后浆液流入塔外浆池,由于浆液在塔外浆池内停留时间长,石灰石溶解时间增加,导致pH值快速回升,所以塔外浆池pH值大于塔内浆池,并且在浆池底部位置最大。流入塔外浆池的浆液内含有部分脱硫产物,在混合搅拌条件下,其中的Ca(HSO3)2与通入的氧气发生反应产生H+,使pH值降低,所以中间位置pH值最低。pH值降低会促进未溶解的石灰石不断溶解,pH值逐渐恢复,所以在塔外浆池上部位置pH值较中间位置有所增大。由于塔外浆池内1.65 m处pH值监测位置与主吸收塔pH值监测位置一致,所以后面讨论的副浆池pH值均为1.65 m位置处测得的值。

该试验系统运行时,浆液吸收SO2使pH值降低,落回至主浆池,通过流入塔外浆池,在搅拌混合过程中石灰石逐渐溶解,pH值开始恢复,由于在两池浆液间形成了停留时间的差异,使副浆池浆液pH值高于主浆池,从而实现了pH值分区控制。pH值分区技术应用于燃煤电厂超低排放改造工程,可以使脱硫效率稳定达到98%以上[8-9]。当主浆池pH值改变时,主浆池与副浆池pH值的变化如图5所示。

  

图5 浆液pH值变化关系

由图5可知,吸收塔分区技术能够使主浆池和副浆池pH差值始终存在,并且随着主浆池pH值的降低而增大,因为主浆池的低pH值有助于石灰石的溶解,使pH值得到快速恢复。当主浆池pH值分别为5.2、5.4、5.6时,pH差值在0.14~0.37内波动,但脱硫效率均在98%以上,说明系统运行稳定,pH值分区效果明显。

烟气进入吸收塔后,首先是下部喷淋层吸收SO2,而下部喷淋层与主浆池相连。当主浆池pH值为5.4时,浆液中的硫主要以形式存在,Ca(HSO3)2具有一定的缓冲作用。未被吸收的SO2随后被上部喷淋层吸收,而上部喷淋层与塔外浆池相连。由于塔外浆池pH值为5.67,上部喷淋层喷出的浆液吸收SO2后,产生的开始增多,因为当pH值超过5.5时,浆液中的含量开始增多,的含量开始急剧减少[10]。CaSO3落入pH值相对较低的主浆池有助于进一步氧化为CaSO4,因为当pH值大于5时,亚硫酸钙氧化速率随着浆液pH值的增加而呈下降趋势[11],最终得到较高纯度的脱硫石膏[12]。塔外浆池相对较高的pH值保证了较高的脱硫效率,塔内浆池较低的pH值缓解了结垢问题,因此,pH值分区技术保证了脱硫系统的高效稳定运行。

由以上分析可见,艾滋病患者或艾滋病病毒携带者以卖淫、嫖娼的方式故意传播艾滋病的行为,不能以传播性病罪定罪处罚。

2.3 喷淋组合方式对脱硫效率的影响

有4种不同的喷淋组合方式,即组合1(ACD)、组合2(ABD)、组合3(BCD)、组合4(ACDE)。在主浆液池pH值为5.4,机组满负荷运行工况下,不同喷淋组合方式对脱硫效率的影响如图6所示。

  

图6 不同喷淋组合方式对脱硫效率的影响

In this reason, we reviewed the present status and future perspectives of peritoneal lavage for the detection of intraperitoneal free cancer cells in patients with gastric cancer (Figure 1).

3 结 论

该电厂4号机组脱硫系统经超低排放改造后,共有五台浆液循环泵A、B、C、D、E,4用1备,循环泵A、B、C与吸收塔主浆液池相连,循环泵D、E与塔外浆池相连。塔内共设三层喷淋,自上而下依次由P1、P2、P3表示,其中,P1、P2为交互式喷淋层,P3为标准喷淋层。P1层与循环泵D、E相连,P2层与循环泵A、B相连,P3层与循环泵C相连。

(2)吸收塔脱硫效率随着浆液pH值的提高、喷淋层数的增加、高pH值的循环浆液量的增大而升高。

(3)塔外浆池浆池pH值略高于塔内浆液pH值,pH差值在0.14~0.37内波动,并且随着塔内浆池pH值的降低而增大;塔外浆池的pH值呈现中部低、上下部偏高的趋势。

(4)在特定条件下,增加喷淋层数相比增大喷淋密度更能有效提高脱硫效率,并且能耗较小。

参考文献

[1] 苗 强.燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势[J].洁净煤技术,2015(2):59-63.

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[2] 燕中凯,刘 媛,岳 涛,等.我国烟气脱硫工艺选择及技术发展展望[J].环境工程,2013(6):58-61,66.

[3] 张东辉,庄 烨,朱润儒,等.燃煤烟气污染物超低排放技术及经济分析[J].电力建设,2015(5):125-130.

[4] 王树民,宋 畅,陈寅彪,等.燃煤电厂大气污染物“近零排放”技术研究及工程应用[J].环境科学研究,2015(4):487-494.

[5] 赵 立,吴 强.促进石灰石溶解因素的实验研究[J].上海电力学院学报,2013(4):364-369.

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由图6可以看出,当开启三台循环泵时,组合1的脱硫效率最高,为99.35%,因为该组合模式为三层喷淋全开,有利于烟气与浆液充分接触,强化气液传质,进而提高脱硫效率;组合2模式下,只有下面两层喷淋层有浆液喷出,脱硫效率最低,为98.35%。组合2和组合3对比发现,在一定条件下,增加喷淋层数比增加喷淋密度对提高脱硫效率更有效。当开四台循环泵时,即在组合4模式下,液气比为15.5 L/m3,脱硫效率为99.7%,明显高于开启三台循环泵时。组合4和组合3相比,开启循环泵的数量增加,喷淋密度增大,脱硫浆液与塔内烟气的接触面积增大,湍流强度也同时加大,增大了传质速率,最终提高了脱硫效率[13-14]。喷淋密度主要取决于浆液循环泵的功率与数量,虽然喷淋密度增加能够提高脱硫效率,但增大喷淋密度会使塔内压损增大,从而增加电耗,所以应综合考虑,在保证脱硫效率的前提下尽量降低喷淋密度。

[6] 王振华.烟气脱硫中pH值对脱硫过程的影响[J].价值工程,2014(8):78-80.

为了更好地了解塔外浆池pH值的真实性,本研究在塔外浆池的不同高度处安装了在线pH值测试仪,安装位置高度分别为1.65、3.55、5.55 m。根据测试记录,当主浆池pH值为5.4时,塔外浆池不同高度处的pH值如图4所示。

浆液pH值是一个非常重要的参数,直接影响系统脱硫效率和浆液中石灰石溶解过程,以及系统的运行安全稳定性,如系统结垢、堵塞及腐蚀等[5]。不同pH值对脱硫效率的影响如图3所示。

[9] 李存杰,张 军,张涌新,等.基于pH值分区控制的湿法烟气脱硫增效研究[J].环境科学学报,2015,35(12):4081-4087.

[10] 刘景龙.双pH值湿法烟气脱硫的试验研究[D].济南:山东大学,2012.

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[12] 李 元,杨志忠.湿法烟气脱硫关键影响因素及新型单塔双循环技术[J].环境工程,2016(1):69-73.

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[14] 蓝 琨.浆液pH值对石灰石石膏法脱硫效率及传质特性影响的研究[J].机电信息,2013(3):132-133.

选取我院2017年1月至2018年1月期间收治的110例急性心绞痛患者作为本次研究对象,按照入院顺序随机分为对照组和观察组,每组各55例患者。纳入标准:(1)所有患者均符合美国心脏学会和美国心脏病协会的相关诊断标准[1];(2)所有患者均自愿参与,签署知情同意书;(3)经过我院伦理委员会批准。其中,对照组男女患者比例为24:31,年龄23~78岁,平均年龄(45.89±4.09)岁;观察组男女患者比例为27:28,年龄24~79岁,平均年龄(45.12±4.08)岁。两组患者一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。

联动发展就像多米骨诺牌一样,牵一发而动全身,通常都发生在产业融合的基础上。庐山市温泉镇农业与旅游业的结合也应是如此,但当地油菜花的种植,荷园的开发仅仅涉及到休闲观光的功能,当地可以举办采摘节、旅游节等节庆活动,加强宣传力度,突出地方特色,吸引游客参观种植园或者采摘农产品。

 
辛志锋,潘超群,葛春亮,徐承亮
《能源工程》 2018年第02期
《能源工程》2018年第02期文献

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