半干法影响脱硫效率的因素
清华大学对这一课题进行了模拟实验研究,通过考察和分析各个工艺变量对脱硫效率的影响规律,结果表明影响脱硫效率的因素包括以下几个方面:
(1)出口干湿球温距。它反映了出口烟气温度与绝热饱和温度的接近程度。温距越小,说明浆液含水量大。一方面由于迅速蒸发而减小了传热推动力;另一方面提高烟气的相对湿度,使浆滴完全蒸发所需时间延长,增加了气液之间的有效反应时间,使脱硫效率提高。
(2)钙硫比。钙硫比的增加实际上意味着浆液中悬浮颗粒浓度的增加,这有利于减少液膜的扩散阻力和悬浮颗粒的溶解阻力,从而使反应速率提高。但随着反应的进行,反应产物逐渐沉积在颗粒表面,出现“封口”现象。因此,脱硫效率的增幅随钙硫比的提高而逐渐减少。
(3)液滴雾化质量体现在液滴粒径上。液滴粒径增大可延长蒸发时间,有利于反应,同时粒径增大又使液滴总表面积减少,不利于反应。两者共同的效果是随气液比减少,即粒径增加,脱硫效果略呈增加趋势。但应以保证完全蒸发为前提,以免发生湿壁结垢现象。
(4)进口ＳＯ2的浓度。脱硫效率随进口ＳＯ2浓度的增加而略有下降。这是因为增大ＳＯ2气相分压,将使液相的溶解分率减少,因而降低反应速率。
(5)烟气入口温度。提高烟气入口温度可增加脱硫效率。因为较高的烟气入口允许喷入更多的浆液,这就增加了反应的总表面积,同时又提高了ＳＯ2的气相扩散系数。二者都有利于脱硫反应速率的提高。
(6)烟气停留时间。通常条件下,浆液的恒速干燥期不超过2 5ｓ,而蒸发过程在前3ｓ已完成。增加烟气停留时间不会使脱硫效率显著提高,因此,只要能保证浆液的完全蒸发即可。
通过对实验结果进行数学模拟的结果显示,影响脱硫效率的最显著的因素是出口干球温度、液滴悬浮颗粒的大小和ＳＯ2初始浓度,它们分别决定了蒸发时间、液相阻力和溶解分率。在反应的初始阶段,传质由气膜扩散、液膜扩散和固体溶解3个过程共同控制;在反应后半期,气膜扩散是主要的控制因素。