论文部分内容阅读
分析了氨法脱硫中硫酸铵结晶典型的工艺与设备,对传统的氨法烟气脱硫技术进行了改进和创新,研制出了新型气-液直接换热结晶系统。该系统利用烟气热能直接加热结晶硫酸铵,取消了传统工艺上的蒸汽加热系统,节能环保;结晶器通过气-液直接接触换热,换热效率高,阻力小,不易结垢。对结晶器结晶过程和气-液直接换热蒸发过程进行了数学分析,导出了结晶动力学和气-液换热蒸发传热传质相关公式,分析了气-液换热蒸发结晶硫酸铵的影响因素;设计了实验装置和关键参数的测量方法。进行了结晶器加热蒸发过程流动特性实验研究,分析了烟气流量、气体分布器型式、结晶器流动型式和溶液粘度对气泡粒度与分布和床层含气率的影响。结果表明:溶液粘度对气泡粒度及分布产生决定性影响,空气-硫酸铵体系中气泡平均直径只有0.5mm左右,粒度均匀分布。工作流量区含气率随流量呈线性变化;结晶器的流动型式对含气率的影响较大;溶液粘度对含气率的影响主要与结晶器流动型式相关,直接鼓泡床中粘度增加可以提高床层含气率,环流鼓泡床中可忽略粘度影响。实验条件下单孔环流鼓泡结晶器使用空气-硫酸铵体系,全床平均含气率变化范围为0.12～0.25,主气床平均含气率变化范围为0.40～0.70。进行了结晶器换热结晶特性的实验研究,分析了烟气流量、气体分布器型式、结晶器流动型式和热空气初始温度对硫酸铵晶体粒度大小和分布的影响。结果表明:热空气流量是控制硫酸铵结晶产量的关键控制手段;热空气初始温度是控制硫酸铵晶体粒度和产量的重要参数;使用环流鼓泡床可以提高硫酸铵晶体的粒度和产量。实验条件下,单孔环流鼓泡床结晶器硫酸铵晶体粒度大、分布均匀且产量高,晶体主粒度范围一般在180μm～420μm,通过调节热空气初始温度,硫酸铵晶体主粒度范围可以增加到200μm～2000μm;通过实验结果计算表明单孔环流鼓泡床结晶器是一种理想的高效节能型结晶系统,换热效率为88.6%。