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随着经济的发展,燃煤所造成的SO2污染日益严重,二氧化硫减排是我国“十一五”期间环境污染防治工作的重点之一,因此烟气脱硫行业备受关注。烟气脱硫干法技术由于其投资少、占地面积小、运行操作方便等特点,在我国烟气脱硫技术的应用中具有重要的优势。为了进一步提高脱硫效率和钙利用率,东南大学热能研究所首次采用底饲进料技术将一台循环流化床烟气脱硫装置改造为底饲进料循环喷动床(underfeed circulating spouted bed,UCSB)烟气脱硫装置,并对塔内流场和脱硫效果进行实验研究。
本文通过数值模拟和冷态实验,研究了底饲进料循环喷动床反应塔内的气相流场分布,并比较不同的操作条件对流场分布的影响。通过研究表明:相对于面饲进料,采用底饲进料能够显著改善反应塔内截面上的流场分布;喷动速度和底饲喷射速度是影响塔内流场分布的重要因素,随着喷动速度的上升,气体速度分布在径向上的对称性提高,采用较高的底饲喷射速度可以明显改善气体速度在径向上的分布状况。
底饲循环喷动床烟气脱硫热态实验中研究了Ca/S比、入口SO2浓度、喷水量、底饲喷速等因素对脱硫效率的影响,发现采用底饲进料方式时脱硫效率明显高于面饲方式;喷水量和Ca/S比是影响脱硫效率的最显著的因素。随着喷水量和Ca/S比的增加,系统脱硫效率也迅速增加。试验还分析分层喷水对脱硫效率的影响。采用分层喷水可以明显降低反应塔内的平均反应温度,有利于脱硫反应的进行。
该技术具有颗粒分布均匀、循环倍率高、气固混合良好等特点,且操作方便、运行可靠,投资改造费用较低,对我国装机容量小,资金相对短缺的电力行业循环流化床烟气脱硫装置的设计和改造具有参考价值。