1、CD 揚州大學環境科學與工程學院環境工 程實 驗 設 計目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 、根據SO2吸收實驗結果繪制的曲線，你可以得到那些結論？ 2（一）脫硫效率隨塔內高度的變化2 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document （二）氣體流量與吸收效率的關系3 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document （三）入口 SO2濃度與吸收效率的關系3 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document （四

2、）pH值與脫硫效率關系3 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document （五）鈣硫比與脫硫效率的關系4 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document （六）液氣比與脫硫效率關系4 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 二、 影響吸收效率的主要因素有哪些? 4 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document （一）吸收塔高度與脫硫效率的關系4 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document （二）入口二氧

3、化硫濃度與脫硫效率的關系4 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document （三）液氣比與脫硫效率的關系5 HYPERLINK l bookmark83 o Current Document （四）漿液噴淋密度與脫硫效率的關系5 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document （五）風速與脫硫效率的關系5 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document （六）漿液粒徑與脫硫效率的關系5 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document （七）漿液PH與脫

4、硫效率的關系5 HYPERLINK l bookmark99 o Current Document （八）吸收劑質量與脫硫效率的關系6 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document （九）氧化空氣量與脫硫效率的關系6 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document （十）煙氣溫度與脫硫效率的關系6 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document （十一）鈣硫比與脫硫效率的關系6三、 如實驗室無SO2吸收實驗設備，請設計一套簡易的實驗裝置7 HYPERLINK l bookmark

5、113 o Current Document （一）石灰石研磨以及制漿設備7 HYPERLINK l bookmark117 o Current Document （二）吸收塔7 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document （三）除霧器和再熱器8 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document （四）設備注意事項8 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document （五）實驗方法及步驟?8 HYPERLINK l bookmark147 o Current Document 四、

6、簡述如何通過試驗得出實際工程中SO2吸收設備的設計參數9 HYPERLINK l bookmark153 o Current Document （一）設備腐蝕9 HYPERLINK l bookmark156 o Current Document （二）結垢和堵塞9 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document （三）除霧器堵塞9 HYPERLINK l bookmark164 o Current Document （四）脫硫劑的利用率9 HYPERLINK l bookmark168 o Current Document （五）脫硫產物及綜合利用9 H

7、YPERLINK l bookmark172 o Current Document 五、參考文獻9一、根據SO吸收實驗結果繪制的曲線，你可以得到那些2結論？（一）脫硫效率隨塔內高度的變化實驗值表明：脫硫效率的上升速率沿脫硫塔高度方向下降，說明單位長度時間內所吸收的二氧化硫量要下降，這主要是因為：（1）沿噴淋塔高度方向煙氣中氣相二氧化硫濃度下降，氣相傳質動力減小；（2）沿噴淋塔高度方向脫硫漿液不斷吸收二氧化硫，漿液中溶解的石灰石減少；（3）漿液PH值下降，使得氣相中二氧化硫在傳質液膜表面的溶解度下降；結論：本實驗中噴淋塔的高度只取到3米，隨著吸收段高度的增加，脫硫效率增加速變緩慢會更加明 顯，特

8、別是距煙氣入口距離為1.5-2 m時，脫硫效率增加緩慢，這和工業設計的噴林塔吸收區的高 度一般取2m吻合。當脫硫效率較高時，要增加脫硫效率，吸收段高度要增加很多，當然也可以通 過增加液氣比的方式來提高脫硫效率，但其投資及運行費用均要增加很多，所以針對我國的實際情 況，火電廠級組在確定脫硫系統的脫硫效率時，應有一個適當的選擇。（二）氣體流量與吸收效率的關系氣體流量在8-10 m3/h時，吸收效率呈上升趨勢，氣體流量在10-12 m3/h時，吸收效率開始下 降。說明了當氣體流量達到一定程度時，填料吸附達到飽和狀態，不再進行吸附。實際應用中要將 流量保證在一定范圍內有利于達到最高的吸收效率同時在氣量

9、一定的條件下要考慮吸收塔的合理 個數。（三）入口 SO2濃度與吸收效率的關系由圖可以看出，吸收效率隨著入口 SO2濃度的增加而增高，到達頂點后又隨之下降。由于實驗誤 差，結果可能存在較大異議。圖入口處SO2濃度與吸收效率的關系點圖由圖可以看出，實驗值和模型值吻合度較高,而且均表明：在二氧化硫濃度比較低時二氧化硫濃 度對脫硫效率的影響比較大，隨著二氧化硫濃度的增加對脫硫效率的影響減弱。在實際噴淋脫硫系 統運行過程中，隨著運行煤質的變化煙氣中二氧化硫濃度發生變化，此時為保證較高的脫硫效率， 可以調整噴淋層的運行模式，如二氧化硫濃度增加可以通過噴淋層數，確保Ca/S比較穩定。二氧化硫入口濃度增加，模

10、擬煙氣中二氧化硫分壓增大，因其氣液相界面二氧化硫分壓增大，相 應氣液相界面二氧化硫濃度增大，使液相反應推動力增大，由于液固相界面固體溶解的離子飽和濃 度不變，所以液相主體中固體溶解的離子濃度變化不大，這使得氣液反應面向遠離氣液相界面的方 向移動，所以二氧化硫吸收速率減小。（四）pH值與脫硫效率關系在一定范圍內，隨著吸收塔漿液pH值的升高,脫硫效率呈上升趨勢，因為高的pH值意味著漿液 中有較多的CaCO3存在，對脫硫當然有益。但pH5.8后脫硫效率不會繼續升高，反而降低，原因是隨 著H+濃度的降低,Ca的析出越來越困難。當pH=5.9時，漿液中的CaCO3含量達到2.98%,而CaSO4 -2H

11、2O 的含量也低于90%,顯然此時SO2與脫硫劑的反應不徹底，既浪費了石灰石，又降低了石膏的品質。pH 值再下降時,CaSO4 - 2H2O的含量又回升,CaCO3?則降低。因此漿液pH值既不能太高又不能太低，一般 情況下，控制吸收塔漿液的pH值在4.55.5,能使脫硫反應的Ca/S（物質的量）保持在1.02左右，獲 得較為理想的脫硫效率。圖漿液成分隨pH值的變化曲線（五）鈣硫比與脫硫效率的關系如圖所示，脫硫效率隨著鈣硫比的增大而增大，即鈣硫比越大，脫硫效率越高。（六）液氣比與脫硫效率關系隨著液氣比的增加脫硫效率亦增加。此時相當于塔內風速不變噴淋密度增加，脫硫效率增加。液氣比對傳質性能的影響主

12、要是通過改變傳質方程中液氣比表面積來實現的，液氣比越大，氣 液相之間的傳質面積就越大，有效比表面積也就越大,從而傳質速率增強，由此大的液氣比有利于傳 質性能的強化，從而提高脫硫效率；同時，在相同的處理煙氣量的條件下，增大液氣比也增大了可用 于吸收的二氧化硫的總堿度，故脫硫效率也隨之提高。但當液氣比增加到一定程度將使液滴的凝聚 增強，實際的有效比表面積不再增加甚至減小，過在實際噴淋脫硫技術設計與運行中存在一個最佳 液氣比。二、影響吸收效率的主要因素有哪些？（一）吸收塔高度與脫硫效率的關系脫硫效率的上升速率沿脫硫塔高度方向下降，說明單位長度時間內所吸收的二氧化硫量要下降, 這主要是因為沿噴淋塔高度

13、方向煙氣中氣相二氧化硫濃度下降，氣相傳質動力減小；沿噴淋塔高度 方向脫硫漿液不斷吸收二氧化硫，漿液中溶解的石灰石減少，漿液PH值下降，使得氣相中二氧化硫在 傳質液膜表面的溶解度下降。（二）入口二氧化硫濃度與脫硫效率的關系在實際噴淋脫硫系統運行過程中，由于運行媒質的變化造成煙氣脫硫中二氧化硫濃度發生變化 的情況較為普遍，分析入口二氧化硫濃度與脫硫效率的變化的關系對實際噴淋脫硫系統的運行具有 指導意義。在二氧化硫濃度比較低時二氧化硫濃度對脫硫效率的影響比較大，隨著二氧化硫濃度的增加對 脫硫效率的影響減弱。二氧化硫入口濃度增加，模擬煙氣中二氧化硫分壓增大，因其氣液相界面二氧化硫分壓增大，相 應氣液相

14、界面二氧化硫濃度增大，使液相反應推動力增大，由于液固相界面固體溶解的離子飽和濃 度不變，所以液相主體中固體溶解的離子濃度變化不大，這使得氣液反應面向遠離氣液相界面的方向移動，所以二氧化硫吸收速率減小。（三）液氣比與脫硫效率的關系液氣比是指單位時間內流經吸收塔單位體積煙氣量相對應的漿液噴淋量，其大小直接影響脫硫 設備的投資和運行費用。隨著液氣比的增加脫硫效率亦增加。此時相當于塔內風速不變噴淋密度增加，脫硫效率增加。液氣比越大，氣液相之間的傳質面積就越大，有效比表面積也就越大，從而傳質速率增強，由此大的 液氣比有利于傳質性能的強化，從而提高脫硫效率;同時，在相同的處理煙氣量的條件下，增大液氣 比也

15、增大了可用于吸收的二氧化硫的總堿度，故脫硫效率也隨之提高。（四）漿液噴淋密度與脫硫效率的關系漿液噴淋密度是指噴淋吸收塔單位截面積上的漿液噴淋量，在計算分析液氣比與脫硫效率關系 的基礎上，對漿液噴淋密度對脫硫效率的影響進行計算和討論。脫硫效率隨漿液噴淋密度的增加而增加，這是由于隨著噴淋密度的增加氣液接觸面積增加，總 的傳質反映速率加快，所以脫硫效率增加。（五）風速與脫硫效率的關系塔內煙氣流速是噴淋脫硫技術系統重要的設計參數，塔內風速的增加,脫硫效率減小。這是由于 塔內風速增加，風量增加，在噴淋密度不變時，單位風量噴淋量減小，即液氣比減小，所以脫硫效率減 小。（六）漿液粒徑與脫硫效率的關系煙氣停留

16、時間是指煙氣進入吸收塔后，自下而上與噴淋的石灰石漿液霧滴接觸反應的時間，是 噴淋塔設計的關鍵參數。漿液滴粒徑增大，脫硫效率減小，這主要是因為在噴淋量的情況下漿液粒徑的減小意味著有效 比表面積增加，即全部噴淋液滴的總表面積增加；此外由于漿液粒徑的減小，在煙氣量不變（即煙氣 流速不變）情況下，液膜厚度減小；比表面積值隨漿液粒徑的減小而增大，則相應的脫硫效率增高。（七）漿液PH與脫硫效率的關系從反映方程來看,較高的pH值意味著漿液中石灰石的濃度很高，有利于SO2的吸收。為了保證較 高的SO2吸收速率，必須保證較高的pH值，吸收塔中的pH值通過不斷加石灰石進行補充控制，但并非 pH值越高越好。高pH值

17、的漿液有利于SO2的吸收，而低的pH值則有助于Ca的析出，二者相互對立。 在一定范圍內，隨著吸收塔漿液pH值的升高,脫硫效率呈上升趨勢，因為高的pH值意味著漿液中有 較多的CaCO3存在，對脫硫當然有益。但pH5.8后脫硫效率不會繼續升高，反而降低，原因是隨著H+ 濃度的降低,Ca的析出越來越困難。當pH=5.9時，漿液中的CaCO3含量達到2.98% ,而CaSO4 - 2H2O 的含量也低于90%,顯然此時SO2與脫硫劑的反應不徹底，既浪費了石灰石，又降低了石膏的品質。pH 值再下降時,CaSO4 - 2H2O的含量又回升,CaCO3則降低。因此漿液pH值既不能太高又不能太低，一般 情況下

18、，控制吸收塔漿液的pH值在5.45.5,能使脫硫反應的Ca/S（物質的量）保持在1.02左右， 獲得較為理想的脫硫效率。（八）吸收劑質量與脫硫效率的關系吸收劑的質量主要由石灰石粒度及純度來表示。石灰石顆粒越細，其表面積越大，反應越充分， 吸收速率越快，石灰石的利用率越高。當石灰石漿液粒度大、純度低時，石灰石漿液與SO2間的反 應就會產生阻礙，導致脫硫效率下降。石灰石磨制太細很不經濟會消耗過多電能，影響制粉系統出 力。因此，在確保制粉系統出力、制耗的前提下，盡可能降低石灰石細度。（九）氧化空氣量與脫硫效率的關系對于石灰石石膏濕式煙氣脫硫工藝來說，氧化空氣量對脫硫效率起著舉足輕重的作用O2參與煙

19、氣脫硫的化學過程，使4HSO3-氧化為SO42-，是吸收塔內化學反應的有效催化劑。保證足夠的氧化空 氣量是保證脫硫效率的重要前提之一。此外，氧化空氣量不足還是脫硫塔及除霧器結垢的重要原因 之一。理論上，氧化1molSO2需要0.5molO2,入口 SO2質量濃度嚴重超標，導致氧化空氣量的嚴重不 足,hso3-不能得到充分氧化,直接影響到脫硫效率，同時，也降低了石膏品質，吸收塔系統結垢也比較 嚴重。（十）煙氣溫度與脫硫效率的關系當入口煙溫過高時，不利于SO2氣體溶于漿液，形成HSO3-，并會使吸收塔內除霧器葉片等部件 高溫變形損壞。同時，出口煙氣中的水蒸汽含量過高，對煙道、膨脹節及煙囪等設備造成

20、腐蝕，在 一定程度上增加了系統缺陷，降低了脫硫效率。（十一）鈣硫比與脫硫效率的關系鈣硫比是指吸收劑和吸收SO2的摩爾數比，反映吸收劑和吸收SO2的供給關系。鈣硫比越大，吸 收劑相對越多，SO2的吸收就越迅速，脫硫率就越高。但是因石灰石溶解度很低，增大石灰石吸收劑 供給量會造成漿液濃度高，發生凝聚結晶現象，使系統和管道容易堵塞，影響系統正常運行。石灰 石法的鈣硫比=1： 1時，二氧化硫去除率可達70%，且通過技術的不斷改進，脫硫率可達90%以上。三、如實驗室無SO2吸收實驗設備，請設計一套簡易的實 驗裝置（需附圖及文字說明）？去煙囪含硫煙氣除霧器洗滌塔固液分離脫硫液循環槽第二級 一 固液分離a

21、a固體廢物圖8-12石灰石/石灰法煙氣脫硫示意流程圖傳統的石灰石/石灰濕法脫硫工藝流程如圖8-12所示。鍋爐煙氣經除塵、冷卻后進入吸收塔， 吸收塔內用配制好的石灰石或石灰漿液洗滌還二氧化硫的煙氣，洗滌凈化后的煙氣經除霧和再熱后 排放。吸收液流入循環槽，加入新鮮的石灰石或者石灰漿液進行再生。（一）石灰石研磨以及制漿設備實驗室中可采用不同的粒度進行實驗，獲得粒度與吸收效率的曲線得到最佳粒度，實際應用過 程采用產生固定最佳粒度的設備保證最優的吸收效率。制漿設備要便于取樣測PH。（二）吸收塔吸收塔是煙氣脫硫系統的核心裝置，要求有持有液量大，氣液相間的相對速度高、氣液接觸面 積大、內部勾件少、壓力降小等

22、特點。目前常用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、噴射鼓泡塔和道 爾頓型塔四類。其中噴淋塔是濕法脫硫工藝的主流塔型。實驗室中要在進、出氣管加上流量計、測 二氧化硫裝置。下圖為噴射鼓泡吸收塔。實驗開始后，吸收液通過進水閥進入反應塔吸收槽，浸沒噴射管。空氣與來自鋼瓶的SO。氣體 相混合，進入緩沖箱，配制成一定濃度的煙氣。含SO2的煙氣從塔頂進氣口進入塔內，通過插入吸收液內的噴射器以鼓泡形式噴射到吸收液中，煙氣中的so2在鼓泡過程中被吸收。由反應塔出來的 氣體再經設置于塔下游的除霧管段除去霧滴。實驗系統尾部的風機為實驗系統提供動力。入口氣體 動壓測定管用于測量動壓，以計算氣體流量；玻璃轉子流量計用于配制所

23、需濃度的入口 SO2氣體； 煙氣入口氣體采樣孔，用于入口氣體的采樣和測定；塔下游管段的采樣口用于對凈化后氣體進行采 樣和測定。如果要研究吸收塔高度與吸收效率的關系則需在側面不同高度設置采樣口采樣。如果要研究吸收塔結構與吸收效率的關系則需將吸收塔進行變化（如將其中增大接觸面的塑料 球拿掉將成為單純的噴淋塔。）或換成其它類型吸收塔。般150攝氏度以上。（三）除霧器和再熱器除霧器將凈化后煙氣中剩余的漿液去除，防止二次污染。再熱器溫度（四）設備注意事項1、SO2氣瓶閥門一定要在主風機已運行的狀態下打開；2、洗滌器采用鈣鹽吸收劑或進行除塵脫硫一體化試驗后，切記及時用清水沖洗。（五）實驗方法及步驟？1、首

24、先檢查設備系統和全部電氣連接線有無異常（如管道設備無破損等），打開門窗，確保 排風措施到位，一切正常后開始操作；？2、將碳酸鈣粉末（研究粒度是可用不同粒度但注意噴霧器堵塞等問題）加入配藥槽中，充分 攪拌混合，打開底部閥門，使其進入反應槽，加完后關閉閥門；3、打開電控箱總開關，合上觸電保護開關；4、開啟風機和水泵電源；5、調節塔層的噴淋流量；6、打開底部曝氣泵，進行曝氣，調節流量。7、在風機運行的情況下，首先確保SO2鋼瓶減壓閥處于關閉，然后小心擰開SO2鋼瓶主閥門， 再慢慢開啟減壓閥，通過觀察轉子流量計刻度讀數調節閥門至所需的入口濃度，使SO2氣體進入填 料塔中，測定填料塔前后管道氣體中SO2的濃度，計算凈化效率（SO2入口氣體濃度小于1000mg/m3）；8、 改變管道氣體中SO2的濃度重復上述實驗；29、實驗結束后，先關閉SO2氣瓶主閥，待壓力表指數回零后關閉減壓閥；？10、在完全關閉SO2氣瓶5min后，依次關閉主風機、鼓氣泵的電源；？11、關閉控制箱主電源；12、檢查設備狀況，沒有問題后離開。四