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第35卷第1期锅炉技术Vol.35,No.1 2004年1月BOILERTECHNOLOGYJan.,2004 文章编号:CN311508(2004)01006904 钙基脱硫剂的制备及其对烟气脱硫效率的影响 黄震1,卢平1,2,冯斌1,李大骥1 (1.东南大学洁净煤燃烧与发电技术教育部重点实验室,动力工程系,江苏南京210096; 2.南京师范大学动力工程学院,江苏南京210042) 关键词:烟气脱硫;钙基脱硫剂;消化;脱硫效率 摘要:采用扫描电镜,分析了在不同消化制备条件下消石灰的特性,并在管道喷射试验台上进行烟气脱 硫的试验研究。结果表明:加压加NaCl消化所生成消石灰的颗粒粒度最小;比表面积越大,在试验工况下, 添加NaCl加压消化喷浆脱硫的脱硫效率越高;在Ca/S比为2.5的情况下,脱硫效率可以接近70%。 中图分类号:X511文献标识码:B 基脱硫剂以固态形式直接掺混;另一类是用一些 1前言 化学溶液处理钙基脱硫剂[3]。 锅炉烟气脱硫(FGD)因其技术上、管理上的本文通过钙基脱硫剂的消化处理,采用扫描 成熟性、可操作性和可实施性,已成为目前世界电镜分析了不同制备条件下钙基脱硫剂的表面结 上削减SO2排放的主要手段。干法/半干法脱硫构,并在自制管道喷射烟气脱硫装置上进行脱硫实 工艺因具有系统简单、投资费用低、占地面积小验。研究了不同喷浆情况下脱硫剂的脱硫性能,分 等优点,在工业中得到了一定的应用,但其所使析了脱硫剂制备条件对脱硫性能的影响,旨在为中 用的钙基脱硫剂由于脱硫率及吸收剂利用率低,小锅炉的烟气治理提供一种切实有效途径。 限制了进一步推广。吸收剂利用率过低,不仅增 2脱硫剂的制备 加脱硫系统的运行费用,也加大了粉尘处理量。 因此,提高吸收剂利用率,减少吸收剂用量,成为2.1制备方法 干法/半干法脱硫工艺的主要研究内容[1]。目脱硫剂(生石灰)采用加压和添加添加剂的 前,提高钙基吸收剂利用率的研究主要集中在3方法来处理,具体制备条件包括:生石灰常压消 个方面:灰渣再循环、高效吸收剂和添加剂调化、加压消化、添加NaCl常压消化和添加NaCl [2] 质。循环流化床烟气脱硫在脱硫效率和吸收加压消化。加压消化器结构示意图如图1所示。 剂利用率方面有明显地提高,但由于装置条件的 限制,普通灰渣再循环的效果则不十分理想。高 活性吸收剂的研究近年来开始活跃,它是针对于 钙基脱硫剂[CaO或Ca(OH)2]与飞灰(有时加入 CaSO4或CaCl2等盐类)的水合合成而进行的。 具体的方法是,把飞灰和CaO或Ca(OH)2按一 定比例制成水浆液并在较高温度下加热相当时 间后干燥脱水,从而得到高效脱硫剂。脱硫添加 剂研究的目的,在于提高脱硫剂的活性。近年来 的研究取得了一些成果,但目前尚未找到十分有 1-容器;2-气阀;3-氮气进口;4-阀门;5-容器2;6-加水口; 效而廉价的添加剂。根据其对介质处理方法的7-阀门2;8-加料口;9-压力表;10-出料口 不同,可以分为两大类:一类是金属化合物和钙图1加压消化器结构示意图 收稿日期:20020815 作者简介:黄震(1967),男,江苏张家港人,博士后,主要从事环境保护和污染物控制方面的研究。 ©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 07锅炉技术第35卷 表1生石灰、消石灰粒径分布 粒径/μm<33~66~1313~1818~2525~3030~3434~74>74 生石灰百分比/%17.01.21.32.41.60.81.53.870.4 消石灰百分比/%41.90.30.20.20.30.30.23.653.0 该装置由进出料、加压、进水等部分组成,消化器石灰添加NaCl加压消化所得脱硫剂的电镜扫描 内压力由与之连接的氮气瓶调节。试验所需生(SEM)图。由图可以看出,在电镜扫描的面积范 石灰由南京梅山冶金公司提供,其粒度分析见表围内,生石灰颗粒比较致密,内部孔隙小而少;常 1。脱硫剂表面结构采用X2650扫描电镜。压消化后在颗粒表面形成较大的孔隙,内部孔隙 由表1可以看出,消化后的石灰颗粒粒径明显较少;添加NaCl常压和加压消化后,消石灰内部 小于生石灰。对于喷浆烟气脱硫而言,消石灰粒径孔隙结构发生了本质变化,孔隙变小且互相连 越小,脱硫反应速度越快,对烟气脱硫越有利。通;加压加NaCl消化的消石灰颗粒不仅孔隙增 脱硫添加剂的添加量对脱硫效率的影响较加,而且在颗粒表面出现枝网状结构,进一步提 大,文献[4]认为,当脱硫剂中添加剂的质量比从高了颗粒的比表面积。因此,消化的结果使得生 1%增加到20%时,脱硫剂的性价比会减小,并且石灰的颗粒粒度变小,颗粒结构发生巨