燃煤烟气脱硫添加剂研究燃煤烟气脱硫添加剂研究 图文.doc

燃煤烟气脱硫添加剂研究燃煤烟气脱硫添加剂研究_图文燃煤烟气脱硫添加剂研究李娟,等燃煤烟气脱硫添加剂研究李娟,钱枫,张溱芳(北京工商大学,北京100037摘要:基于对燃煤烟气脱硫机理的分析研究,综述了烟气脱硫添加剂的研究现状及最新进展。干法、半干法烟气脱硫添加剂的选择主要从比表面积和孔隙率、吸湿性、。关键诩:烟气脱硫,添加剂I比表面积和孔隙率,吸湿性中圈分类号::A文章编号:1003—6504(2005增一0181一03我国是世界上SO。排放最多的国家之一,SO。的排放90%来自燃煤,因此控制燃煤SOz的排放就成为我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务之一[1]。燃煤烟气脱硫方法很多,真正大规模工业化应用的是以钙基为脱硫剂的干法、半干法和湿法三种烟气脱硫工艺。干法、半干法脱硫工艺中钙的利用率较低,尤其干法脱硫的利用率一般不超过50%;湿法脱硫初期投资大,运行费用高,易结垢,而且脱硫过程中脱硫浆液的PH值波动剧烈。因此,在脱硫工艺中,利用添加剂来提高脱硫剂的脱硫性能,提高烟气脱硫效率,降低脱硫系统投资与运行成本已成为一种有效途径,并成为当前提高燃煤烟气脱硫效率的热点问题[2]。1干法烟气脱硫添加剂干法烟气脱硫吸收剂的脱硫反应是一个多孔固体与气体的反应。影响反应进行的三方面主要因素是:气膜扩散传质阻力、内孔扩散传质阻力和本征动力学化学反应阻力。气膜扩散传质阻力是气流中的二氧化硫扩散到脱硫剂外表面的传质阻力;内孔扩散传质阻力是脱硫剂外表面的二氧化硫扩散到脱硫剂孔隙内部的传质阻力。气膜传质阻力相对于内孔扩散和化学反应阻力都很小,烟气脱硫工艺中通常仅考虑内孔扩散传质阻力与化学反应阻力对总反应速度的影响。干法烟气脱硫添加剂往往从减小传质阻力,降低活化能,提高吸收剂反应速度等方面考虑。滕斌等[3]对NaCl、Fe203、V205、ZnO、MnO等金属氧化物的研究结果表明,这几种金属氧化物均能降低反应活化能,提高Ca(OH:的反应速率。其中ZnO、Fe。03效果最佳,其次v20。,再次Mn0。这是由于金属氧化物在Ca(0H。中形成了一个个的“活性中心”(即能将反应分子活化的中心,而且它们与Ca(0Hz的均匀混作者简介:李娟(1976一,硕士,研究方向为大气污染控制.(电话olo一68988640(电子信箱norayy07@合,也导致“活性中心”分布均匀,减小了内孔扩散传质阻力,因而提高了脱硫反应的速度。在干法脱硫过程中,烟气脱硫效率的变化趋势基本与脱硫剂比表面积和孔隙率的变化趋势是一致的,即比表面积和孔隙率的增大或减小会引起脱硫效率的增大或减小,个别情况相反。刘妮“]通过实验发现脱硫剂的孔径分布,比表面积和比孔容积是影响石灰石脱硫性能的主要因素。Yuan,Chung—Shin[53等研究吸收剂Ca(OH。的比表面积的变化情况得出,添加CaCl2・6H20比添加Na0H的脱硫效果更好。研究添加剂对脱硫剂比表面积和孔隙率的改变,实质上是研究脱硫剂结构的改变对脱硫效率的影响。脱硫剂结构的改变减小了脱硫过程的传质阻力,从而提高了脱硫效率。通过研究脱硫剂比表面积和孔隙率的改变来选择不同添加剂是改善于法脱硫工艺效率的一种重要途径。。在烟气脱硫中,本征化学反应速率与烟气气相相对湿度密切相关,气相相对湿度实际上决定了固体脱硫剂对水分吸附量的大小。Klingspor[61实验发现,当相对湿度低于20%时,固体脱硫剂表面至少有一层水分子存在时,脱硫反应才可发生。Krammer[7]指出,脱硫过程的四个阶段中聚核过程阶段产生连续产物层,反应速率随相对湿度增加而增加。相对湿度对SO。和Ca(OHz的反应有重要的影响,而相对湿度又与固体的水分含量有关。[8]指出,溶于水的盐的吸湿性可以减小石灰浆滴的蒸发推动力,延长浆液中液相的停留时间,有利于脱硫反应。在相对湿度或SO。浓度比较高时,未反应的Ca(OHz表面的反应决定整个反应・】8】・万方数据,孓砣科穹与破求第28卷增刊2005年6月的速率;相反情况下,SO。通过固体产物层的扩散是控制反应。他们研究了几十种无机添加剂,指出某些盐类添加剂的有效性与相对湿度有关,卤化物和NaNO。使SO。与Ca(OH。更易接触,因此是较好的添加剂。NaHC0。吸湿机理也类同。Liu[9]等研究发现Na0H/(BFS十HL的比例在10/100的情况下可提高Ca(OH。的反应活性,同时缩减Ca(OHz的费用。wojciech等[10]则认为Mg(OH2和Na2HP03作添加剂是最有效的。,添加剂对脱硫