钙基吸收剂脱除SO2和HCI研究进展
钙基吸附剂 标准
钙基吸附剂标准
钙基吸附剂是一种用于捕集和分离二氧化碳（CO2）的吸附材料。
在国内外，关于钙基吸
附剂的研究和应用已取得了一定的进展。
针对钙基吸附剂，以下是一些相关标准和指南：
1. 我国标准：
GB/T 22637-2008《二氧化碳捕集与分离技术规范》：该标准规定了二氧化碳捕集与分离技术的术语和定义、分类、要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等内容。
钙基吸附剂作为二氧化碳捕集技术的一种，可参照执行。
2. 国际标准：
ISO 14638-1:2017《工业过程气体吸附剂- 钙基吸附剂- 第1部分：
规范》：该标准规定了钙基吸附剂的分类、要求、试验方法、检验规则等内容。
适用于钙基吸附剂的生产、研究和应用。
3. 行业指南：
《洁净煤技术》：该期刊主要关注洁净煤技术、煤炭高效利用、煤炭转化等方面的研究进展。
钙基吸附剂作为煤炭转化技术的一种，可以在该期刊中查找相关研究成果和应用案例。
4. 《化工学报》：该期刊涵盖了化学工程、石油化工、环境工程等领域的研究成果。
在钙基吸附剂的研究方面，可以关注该期刊的相关论文。
以上标准和指南可以为钙基吸附剂的研究、生产和应用提供参考。
在实际应用过程中，还需根据具体需求和条件，结合相关标准进行优化和改进。
钙基干法脱硫原理
钙基干法脱硫原理嘿，朋友！你知道在我们对抗环境污染，特别是减少那些讨厌的硫化物排放的时候，有一种超厉害的技术叫钙基干法脱硫吗？今天我就来给你好好讲讲这其中的奥秘。
先来说说这脱硫是为啥这么重要吧。
你想想啊，那些工厂烟囱里冒出来的含硫废气，就像一群捣蛋鬼，到处搞破坏。
它们跑到空气中，会和雨水结合变成酸雨，酸雨那可不得了啊，就像一个无情的破坏者，所到之处，树木的叶子变得枯黄，就像生了重病似的，建筑物的表面也被腐蚀得坑坑洼洼，这多糟糕啊！所以啊，脱硫那是必须的，是拯救环境的大英雄之举呢！那钙基干法脱硫是怎么个原理呢？这就像是一场神奇的化学反应魔术。
钙基物质，常见的像生石灰（CaO），那就是我们这场魔术的主角啦。
想象一下，那些含硫的废气就像一群小怪兽，气势汹汹地冲向我们的环境。
而生石灰呢，就像一个英勇的骑士，严阵以待。
当含硫废气碰到生石灰的时候，首先啊，生石灰会和废气中的二氧化硫（SO₂）发生反应。
这个反应就像是一场激烈的战斗，二氧化硫这个小怪兽可没那么容易被打败。
但是呢，生石灰也不是吃素的，它们会迅速结合，反应式大概是CaO + SO₂ = CaSO₃。
这就好比骑士用自己的力量把小怪兽给困住了，生成了亚硫酸钙（CaSO₃）。
我给你打个比方吧，这就像在一场游戏里，二氧化硫是入侵的敌人，而生石灰是守护城堡的卫士，卫士看到敌人就冲上去把敌人抓住，让敌人失去了破坏的能力。
可是啊，这个反应还没有结束呢。
你可能会想，这就完了吗？当然不是！这个亚硫酸钙还不稳定呢，就像一个半成品。
它还会继续和空气中的氧气发生反应，这就像是这个半成品又进行了一次升级改造。
亚硫酸钙（CaSO₃）和氧气（O₂）反应，就会变成硫酸钙（CaSO₄），反应式是2CaSO₃+O₂= 2CaSO₄。
这硫酸钙就比较稳定啦，就像游戏里经过升级后的装备，变得更加可靠。
这个硫酸钙最后就可以被收集起来，不会再对环境造成危害啦。
我有个朋友在工厂里就负责这钙基干法脱硫的工作。
钙基sds脱硫工艺
钙基sds脱硫工艺
"钙基SDS脱硫工艺"中的关键词包括钙基、SDS（Sequential Double-Stage，顺次双级）和脱硫。
这可能是指一种用于去除硫化物（如二氧化硫，SO2）的工艺，其中钙基指的是使用含有钙元素的物质。
以下是一种常见的脱硫工艺：
钙基SDS脱硫工艺概述：
1.顺次双级反应：SDS脱硫工艺通常采用两个阶段的反应，即顺次双级反应。
在第一阶段，SO2与含有氧气的气体反应生成二氧化硫（SO2）。
然后，二氧化硫进入第二阶段，与含有钙基物质的吸收液反应。
2.吸收液制备：钙基SDS脱硫工艺的关键在于吸收液的制备，通常使用含有钙基物质的溶液。
常见的钙基物质包括氢氧化钙（石灰浆）或者其他含有钙离子的化合物。
3.反应过程：SO2被引入含有钙基吸收液的反应器。
在这个过程中，SO2与钙基物质反应生成固体硫酸钙（CaSO3）或者硫酸钙（CaSO4）。
4.固液分离：反应后，产生的固体硫酸钙或硫酸钙被从液体中分离。
这通常通过沉淀、过滤等步骤完成。
5.再生吸收液：固液分离后，产生的含有硫的固体通常需要经过进一步处理，而吸收液则可以被再生，以继续用于吸收SO2。
这是一个一般性的描述，实际的工艺可能因具体的应用、工厂设置和硫化物的浓度而有所不同。
这种工艺的优势之一是相对于一些传统的脱硫方法，它可能更具成本效益和环保性。
在实际应用中，还需要考虑工厂规模、操作条件、废物处理等方面的因素。
钙基干法脱硫工艺推荐方案
钙基干法脱硫工艺推荐方案推荐方案：该机干法脱硫工艺+袋式吸附脱硫净化装置根据各种情况，考虑到投资，运行维护成本，运行费用，厂区占地面积以及二次污染等各项因素，最终决定推荐无锡华东琛科环保科技有限公司的专利产品——袋式吸附脱硫净化装置，理由如下：1、以粉末装石灰粉为原料，原料各地区产量丰富，价格仅为300~350元每吨，购买与运输方便。
2、脱硫剂在一定程度上循环使用，增加了反应区的钙硫比，加大了反应的比表面积，提高了反映非效率3、该产品使用干法工艺，只使用少量工艺水进行加湿，对系统无腐蚀性，延长使用寿命。
此外，如果用户本身场内产有工业废水，根据锅炉的具体情况，该产品还可以使用此废水，在一定程度上减少投资方的废水处理费用。
4、工艺简单高效，最大限度的去除了不必要的组件，算小占地面积，降低系统阻力，减少投资。
5、该产品利用除尘器内的巨大表面积，进行二次脱硫，大大提高了脱硫效率，减小了脱硫塔的体积与高度。
6、该产品为全封闭式，杜绝了其他脱硫工艺中产生的二次污染，保证厂区环境，减小人力投入。
7、该产品反应后产物为含有硫酸钙的干燥灰粉，无污染，可直接填埋或卖出，且有大量水泥建材公司或制砖厂家收购，是一笔额外收入。
8、该产品使用工艺与其他工艺对比：袋式吸附脱硫净化技术与其他常用脱硫技术性能评价表一（注：以50吨锅炉为例）关于50吨锅炉在脱硫除尘方面选择脱硫方法的研究：袋式吸附脱硫净化装置：采用这种脱硫技术，脱硫率可达到90%-98%，粉尘排放<30mg/m3，而且占地面积小，运行成本低，运行稳定维护简易应用范围广。
适合旧工艺改建和新建的中小型单位的工艺设置。
湿法脱硫工艺1、石灰石/石膏法：该工艺也是国内比较成熟的工艺，实用范围广，脱硫率较高。
但是其高成本，高维护费用，其需建大型沉淀池，粉尘排放无法达到排放要求。
2、双碱法：该工艺也是一种比较成熟的工艺，较高的脱硫率，较小的投资。
但是运行成本和维护成本较高，占地面积大，二次污染相对严重是该工艺的软肋。
钙基固定床干法脱硫
钙基固定床干法脱硫一、引言脱硫是指将硫化物从燃煤、燃油等化石燃料中去除的过程，它对环境保护和大气污染物控制起着重要的作用。
钙基固定床干法脱硫是一种常用的脱硫技术，本文将对其原理、工艺以及优缺点进行全面、详细、深入地探讨。
二、原理钙基固定床干法脱硫是利用固定床反应器中的吸收剂与烟气进行反应，将硫化物转化为不易挥发的硫化钙。
其原理主要包括以下几个方面：1. 反应原理钙基固定床干法脱硫的主要反应为：CaCO3+SO2=CaSO3+CO2CaSO3+0.5O2=CaSO42. 吸收剂选择钙基固定床干法脱硫中常用的吸收剂有氧化钙（CaO）、石灰石（CaCO3）等。
吸收剂的选择应考虑其反应性、稳定性和成本等因素。
3. 反应条件钙基固定床干法脱硫的反应条件包括反应温度、反应时间、烟气流速等。
较低的反应温度有利于减少吸收剂的消耗，但反应速率较慢；较高的反应温度虽然有利于增加反应速率，但会增加热量损失。
三、工艺钙基固定床干法脱硫的工艺一般包括石灰石研磨、制浆、传送、干燥、固定床吸收、烟气净化等步骤。
下面对其中的几个关键步骤进行详细介绍：1. 石灰石研磨石灰石研磨是将石灰石通过破碎、磨粉等工艺处理成适合吸收剂制备的颗粒状物料，以提高反应效果。
2. 制浆制浆是将研磨好的石灰石与水混合，形成吸收剂浆料。
制浆过程中需要控制浆料的浓度，确保其均匀性和稳定性。
3. 干燥干燥过程是将制浆后的浆料进行干燥，使其变成干粉，便于后续的固定床吸收。
4. 固定床吸收固定床吸收是将干燥后的吸收剂填充到反应器中，烟气经过时与吸收剂进行反应。
反应后的硫化物会被转化为硫化钙，同时烟气中的其他污染物也会被吸附。
5. 烟气净化烟气净化是将经过固定床吸收后的烟气进行处理，去除其中的杂质和污染物，以达到环境排放标准。
四、优缺点钙基固定床干法脱硫作为一种常用的脱硫技术，具有以下优缺点：1. 优点•脱硫效率高：钙基固定床干法脱硫能够将燃料中的硫化物去除率达到90%以上。
固定床PVC燃烧脱氯的机理和试验
固定床PVC 燃烧脱氯的机理和试验李水清,池涌,李威武,李润东,邱坤赞,李晓东,严建华,马加德,岑可法(浙江大学热能工程所,杭州310027,E -mail:itpe@)摘要:研究垃圾组分P VC 在焚烧过程中HCl 的排放和脱除特性的实验在准等温、电加热的水平石英管反应器中进行.随着床温从700 升高到900 ,HCl 的转化率从82 5%平缓增加到88 3%,而过量空气系数的增加促使部分HCl 转化为Cl 2(1 9%~4 5%)的形式存在.钙基吸收剂CaCO 3,Ca(OH)2,Ca(CH 3COO )2对HCl 的脱除效率高达68%~79%,而镁基吸收剂的脱氯效率却低于3%.小的吸收剂粒径、高的Ca/Cl 比会促进脱氯效率的提高;烟气中CO 2和H 2O 对脱氯效率的影响与它们在反应平衡中所起作用有关.高温下燃烧固氯机理反应的平衡常数的计算不仅诠释了实验结果,而且提供了脱氯吸收剂选择的依据.关键词:PV C 焚烧;HCl 排放;燃烧脱氯;钙基吸收剂中图分类号:X511 文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2001)02-06-0095基金项目:国家自然科学基金资助重点项目(59836210);浙江科技人才培养专项资金资助(RC99041)作者简介:李水清(1975~),男,博士生,主要研究方向为固体废物的焚烧、热解和气化处理的理论和应用.收稿日期:2000-05-09Experimental and Mechanism Analyses on HCl Emission Control during PVC Combustion in Fixed BedsShuiqing Li,Yong Chi,Weiw u Li,Rundong Li,Kunzhan Qiu,Xiaodong Li,Jianhua Yan,Jiade M a,Kefa Cen (I nstitute for T her mal Pow er Eng ineering,Zhejiang U niversity ,Hang zhou 310027,China E -mail:itpe@ )Abstract:Inciner at ion of chloridated plastic (PV C)in solid wastes contributes much to HCl pollutant in air env iron -ment.T he char acteristics of HCl emissions and reduction during P VC combust ion were co nducted in a near ly isother -mal,ex ternally heated,horizontal quartz -tube r eactor.Wit h increasing temperatur e from 700to 900 ,the co nversion of HCl increased leniently from 82 5%to 88 3%.Hig h ex cess air factor enhanced a small amount o f HCl ex isting in form of Cl 2.T he calcium -based sorbents including CaCO 3,Ca(OH)2,Ca(CH 3COO)2ex hibited high HCl captur e eff-i ciencies from 68%to 79%,w hile magnesium -based sorbent less than that of 3%.Influences of oper atio nal variables,i.e.,size of sorbent,Ca/Cl molar ratio and combustion fume compositio ns,on the HCl reduction were discussed.F rom a point of view of equilibr ium co nstant of dechlo ridization r eaction the ex perimental results were ex plained in de -tail.Keywords:HCl emission;P VC inciner at ion;calcium -based sorbents;HCl capture城市垃圾焚烧过程中,除了常规的燃煤和燃油锅炉的NO x 和SO x 外,还会产生其它有害气体如H Cl/Cl 2.PVC 类高氯树脂是垃圾中最主要的氯源,其它份额较少的来源还包括厨余垃圾中的盐分(NaCl)等[1].研究表明,PVC 燃烧初始阶段(<350 )氯分主要以H Cl 的形式析出,1kg 的PVC 完全燃烧时约产生0 5kg的H Cl [2].H Cl 的适时脱除不仅可以减轻H Cl 本身对锅炉结构和外界环境的危害,还可有效地抑制低温烟道中PCDD/F 的形成.脱氯技术分为烟气脱氯和燃烧固氯.烟气脱氯是指在除尘器前的烟道中利用碱液淋洗或喷射固氯剂等除掉H Cl;燃烧脱氯则是指预先在燃料(垃圾)或床料中掺入固氯剂或者向燃烧室中喷加固氯剂从而实现燃烧过程中脱除H Cl.燃烧固氯的优势表现在:无论对流化床、第22卷第2期2001年3月环 境 科 学ENVIRONM ENTAL SCIENCEVol.22,N o.2M ar.,2001炉排、还是回转窑垃圾焚烧系统,只需在床料或燃料中直接添加固氯剂,无需烟气脱氯庞大的设备投资和运行费用;可以有效地遏制焚烧炉内氯源和垃圾有机成分生成PCDD/F 前驱物的高温气相反应[3].本文研究了含氯废料(PVC )焚烧中H Cl 的析出规律以及燃料固氯特性,并从固氯反应机理和常数的角度解释了不同碱基吸收剂的脱除性能.1 实验装置和分析方法1.1 实验装置实验在密封的石英加热反应管中进行(图1所示).石英管的内径60mm,长约1m ,有效加热长度为0 6m.石英管水平放置在采用恒温控制的马弗炉中.盛有少量PVC 粉末(500mg)和碱基吸收剂试样的瓷皿待石英管加热到设定温度时,快速推入管中.石英管一端鼓入空气(1min/L),空气湿度可以调节,另一端则经过玻璃纤维过滤装置后,采用吸收液采集HCl 气体和Cl 2气体.管壁温度以及管内空气流的温度由K 型热电偶测得.该装置还可通过调节N 2、CO 2等介质的流量来改变反应气氛.1 2 H Cl 和Cl 2分析方法1 气化介质贮瓶2 流量计3 缓冲瓶4 石英管反应器5 过滤器6 HCl 吸收瓶7 温控装置 8 热电偶 9 反应皿 10 保温层 11 加热电炉图1 PVC 燃烧固氯试验固定床反应器示意图Fig.1 Pat tern of PV C combustion fix ed bed r eactor烟气中HCl 、Cl 2通过2个各盛有50ml 0 1mol/L NaOH 溶液的吸收瓶同步吸收.因为烟气中H Cl 排放浓度比较高,采用Hg (SCN )2法测定需要进行多次稀释,导致误差很大,因而推荐硝酸银容量法,Cl 2则采用碘量法测定.实际的HCl 的量应当从AgNO 3容量法测定的总的Cl 元素中扣除碘量法所测得Cl 2中Cl 元素[4].所有工况都进行了空白测定.1 3 实验试剂实验所用PVC 粉末平均粒径在180 m ~240 m 之间,其工业和元素分析列于表1.所选择的碱基吸收剂为粉末状的CaCO 3,Ca(OH )2,Ca (CH 3COO )2(Calcium Acetate,CA )以及Mg(OH )2.吸收剂纯度均高于95%,粒径从30 m~100 m 不等.实验时,PVC 与吸收剂粉末混在一起或分层覆盖,在石英管内燃烧,每个试样为保证H Cl 充分吸收,焚烧时间为10min.表1 原始物料的工业分析和元素分析/%T able 1 I ndustril analysis and element analysis of raw mater ialsM ad A ad V ad FC ad Q b,ad /kJ g -1C ad H ad S ad N ad O ad Cl ad 0 120 0893 855 9521140 940 35 821 250 070 0052 362 实验结果和讨论2 1 PVC 燃烧中氯分的析出PVC 燃烧的空气过量系数 定义为实际空气量(m a i r /m fuel )actu 与理论所需空气量(m ai r /m fuel )stoich 之比(为保证PVC 的完全燃烧,文中如无特殊说明 一般取5):=(m ai r /m fuel )ac t u /(m air /m fuel )stoich (1)Cl HCl 的转化率 conv 可表示为:c o nv =(m Cl HCl )ca p /(m ClPVC )fed 100(2)式中,(m Cl PVC )f e d 为PVC 进料中氯分的质量,(m Cl HCl )ca p 则为吸收液所捕获的HCl 中的氯分质量.图2所示是PVC 焚烧中 conv 随温度的变化.当 =5时对PVC 燃烧做了重复工况,2次结果的 conv 较为吻合.随着温度的升高 conv 从82 5%增加到88 3%,但递增趋势比较平缓.原因在于:PVC 的焚烧是一个分解燃烧过程,PVC 进入反应皿后,首先在较低温度区(200 ~350 )发生侧基消除反应,生成H Cl 和共轭双键的聚多烯烃,随着温度逐渐提高,聚多烯烃在有氧气氛下发生无规降解,生成焦油和小分子气态烃,这些热解产物再迅速与周围的O 2进行扩散燃烧[5].所以,H Cl 的生成主要完成于低温度区(200~350 ),温度从700 升高到900 ,Cl H Cl 的转化率变化较为平缓,但温度升高会加快PVC 热解速率,进而使热解过程进行的更为彻底,则Cl H Cl 的转化率相应也有所提高.图2 不同温度下PVC 燃烧中C -l HC l 转化率Fig.2 Conversion efficiency of C-l HCl from PVC combustiun w ith different temperature当降低空气流速使 =2时 c o nv 在82 4%~93 0%间变化,随着 的降低Cl H Cl 转化率反而略有提高,但提高幅度仅有0 2%~4 9%.由于氯和氧的电负性相近存在着可逆反应(3),当 提高即O 2增加时反应右移,小部分H Cl 转化为Cl 2从而生成量减少.4H Cl+O 2 2H 2O+2Cl 2(3)如图3, =5时PVC 燃烧Cl Cl 2的转化率随着温度提高从1 9%提高到4 5%, =2时鉴于碘量法测量下限而没有检出Cl 2.对一般流化床、回转窑垃圾焚烧炉而言,炉床温度约为800 ~850 ,则Cl Cl 2低于3%,可见即便O 2过量,反应(3)也是比较微弱的.所以PVC 燃烧产物中氯分主要以H Cl 的形式存在,Cl 2问题可不予考虑.实验后收集了焚烧后残留物进行了GC -M S 分析,没有发现有害含氯有机物PCDD/Fs,限于条件我们无法确定燃烬灰渣中氯元素迁移方向.图3 不同温度下PVC 燃烧中C -l Cl 2转化率Fig.3 Conversion efficiency of C-l Cl 2from PV C combustion w ith different temperature2 2 钙基或镁基的脱氯性能比较PVC 在完全燃烧时的主要产物是H Cl,虽然PVC 燃烧时直接产生的PCDD/Fs 十分有限,但PCDD/Fs 主要生成途径是低温烟道中飞灰在H Cl 气氛下发生的 de ~novo 合成反应[2].H Cl 自身还对焚烧炉钢体具有强烈腐蚀作用.因此垃圾燃烧过程的固氯研究具有相当重要的意义.设(m HCl )so rbentcap 、(m HCl )blank cap 分别是碱基吸收剂添加与否时PVC 燃烧所测的烟气中H Cl 的量,则燃烧脱氯效率可定义为: re m o =[(1-m HCl )sorbentca p/(m HCl )blankcap ] 100(4)图4所示是Ca/Cl=2、粒径d p =100 m 工况下不同吸收剂的燃烧脱氯效率.在实验温度范围内钙基吸收剂对HCl 脱除效率都比较高,其中Ca(OH )2最高,约为74%~79%,CaCO 3次之,约为72%~76%,CA (醋酸钙)则为69%~75%;比之钙基,M g(OH )2的脱氯效率仅为2%~3%,Courtemanche et al 对此也得出了类似的结论[1].钙基吸收剂Ca (OH )2、CaCO 3和CA 的脱氯效率不同,是因为它们在高温下分解所生成CaO 的孔状结构的比表面积也各不相同.随着温度由700 升高到900 , rem o 约提高5%,因为在同样条件下反应速率随温度提高有所加快.CA 属于羧酸钙盐吸收剂,除了对酸性的H Cl 、SO 2外,对NO x 也具有良好的吸收效果,因而逐渐引起重视.图4 不同吸收剂的燃烧脱氯效率Fig.4 Combustion dechloridizatio n efficiengcyof different sor bents2 3 吸收剂粒径对HCl 脱除效率的影响图5是吸收剂粒径对PVC 燃烧脱氯效率的影响.当CaCO 3的粒径从100 m 降为30 m 时, remo 提高了4 7%~8 7%;而当CA 的粒径从100 m 降为30 m 时, remo 的提高却小于2%.原因可作如下分析:对CaCO 3而言当粒径变小时,其与H Cl 反应的最初反应表面积增大,反应表面积愈大,反应速率愈快;对CA 而言,粒径尺寸对HCl 脱除影响不大的原因可能是CA 分解成CaO 过程中形成了多孔状的球形墙产物层,而球状墙的厚度对反应速率的影响程度远重要于粒径的影响.2 4 Ca/Cl 比对HCl 脱除效率的影响以CaCO 3吸收剂的实验结果表明:HCl 的脱除效率随着Ca/Cl 比增大,但是增加的速率图5 粒径对PVC 燃烧脱氯效率的影响Fig.5 Effect of part icle size on P VC combustion却不断减慢,当Ca/Cl 6时 remo 几乎不再增加(见图6).其原因可能是当H Cl 浓度一定时,Ca/Cl 比增大意味着参加脱氯反应CaCO 3颗粒的表面积的增加,从而提高了反应速率以及 remo ,但是随着Ca/Cl 比进一步提高,多余CaCO 3颗粒分布不均匀以及相互之间再次碰撞团聚的可能性减少,降低了其参与反应的有效利用率,从而减缓了 remo 的增加速率.工程实际中,Ca/Cl 比选择取决于净化效率、吸收剂价格及运行费用等综合要求.Ca/Cl 比过小则达不到环保净化要求;太大则又影响运行的经济性.图6 Ca/Cl 摩尔比对HCl 脱除率的影响F ig.6 Effect of Ca/Cl molar ratioon HCl remov al efficiency2 5 烟气成分对H Cl 脱除效率的影响烟气中CO 2和H 2O 对HCl 脱除效率的影响引起众多学者的重视[6~7].考虑到焚烧中烟气成分变化主要取决于PVC 、燃烧空气的物质的量以及化学组成.因而,改变烟气成分最直观的方法就是在燃烧空气中掺入CO 2或H 2O.图7所示是Ca/Cl=2时CO 2和H 2O 对CaCO 3脱除HCl 的影响.当空气中CO 2含量从0增加到30%时, remo 有比较明显地下降;而空气中水分从20%提高到60%时, remo 却始终保持在71%~72%之间.图7 CO 2和H 2O 对HC l 脱除率的影响F ig.7 Effects of CO 2and H 2O onHCl remov al efficiency3 燃烧脱氯反应机理和吸收剂的选择燃烧过程中脱氯和烟气脱氯反应过程不同在于:燃烧区温度比较高,吸收剂一般先进行自身煅烧反应生成多孔状的CaO 或MgO,而CaO (MgO)再与烟气中的HCl 发生气固反应,使氯分以CaCl 2的形式赋存在灰渣中,各反应历程的化学方程式表示如下:CaCO 3 CaO+CO 2(5)Ca(OH)2 CaO+H 2O (6)CaO+2H Cl CaCl 2+H 2O (7)M gO+2HCl MgCl 2+H 2O(8)对上述任一反应,其标准状态下的热效应、吉布斯能以及反应平衡常数可表示为: H 0=(i H 0fi )produc t -(i H 0fi )reagent(10)G 0=(i G 0fi )pro duct -( i G 0fi )re ag e nt(11)ln K a =- G /RT(12)通过式(11,12)可以求得标准状态下反应常数K a ,但是对于燃烧脱氯反应,考虑到反应器温度比较高,K a 也与标准状态下的相差较大,根据吉布斯-亥姆霍兹方程:( ( G /T )/ T )p =- H /T2(13)对式(12)在定压之下对T 求导后代入(13),然后求定积分得:ln K a (T )-ln K 0a =TH RT 2dT(14)就本文研究的温度范围而言,可以把 H 看作与T 有关的函数.已知反应物、产物的定压比热容在试验和工业生产中最常用到,其与温度的经验关联式可表示为:C p =f (t)=a +bT +cT -2(15)根据反应热效应的基尔霍夫的定积分形式, H 则表示为:H (T )- H 0=TTC pdT =TT( a + bT + cT -2)dT(16)其中, a =(i a i )product -(i a i )reagent ,b 、c 依此类推.而且 H 0、 G 0(K a 0)、 a 、 b 、 c 由各参与反应物质的热力学函数表计算[7],从而K a (T )求解.某一反应进行的方向和限度可由 G a =RT ln J a -RT ln K a 判定,压力商J a 由气体产物和反应物得分压表示:(J a = (P i ) i product / (P i )i reagent )G a <0是反应沿正方向进行;K a 则表示反应所达到的限度,在温度范围700~900 内,K a >1000认为反应限度很深,反之K a <0 001则很浅.图8所示是在固定床反应器中不同的床温下燃烧脱氯的各历程反应的K a 值变化.在温度700 ~900 内,CaO 与H Cl 的K a 为104~106,而MgO 与HCl 的K a 仅为0 02~0 14,所以在相同J a 下钙基吸收剂的脱氯效率要高于镁基,这也解释了钙基 remo 约68%~79%,而镁基 remo 仅为2%~3%的实验结果.Ca(OH)2的吸收效率高于CaCO 3,因为从反应常数上看Ca(OH )2更易于在相对较低温度下煅烧生成CaO.至于随着温度的升高,吸收剂的脱氯效率略有升高,原因在于虽然钙基脱氯反应的K a 降低了,但仍远高于1000,而吸收剂分解反应的K a 的提高对 remo 影响是决定性的.图8 燃烧脱氯工艺的具体反应历程的反应常数Fig.8 Reaction constant of combustiondechloridization process烟气成分对CaCO 3脱氯的影响主要是改变了J a .实验结果中CO 2的影响显著,因为CaCO 3分解反应的K a 本身就比较低(0 2~11),CO 2的提高又增加了J a ,致使 G a 提高从而限制了反应的进行.H 2O 的影响不明显在于,脱氯反应的K a 很高(>104),烟气中高浓度HCl 的高浓度(>104ppm )也抵消了H 2O 对J a 的影响,所以脱氯反应的 G a 随H 2O 的变化不会太大.因此,前文实验中即便H 2O 有较大改变,而 rem o 却保持在71%~72%.4 结论(1)PVC 焚烧中氯分主要以H Cl 形式析出.随着床温从700 升到900 ,HCl 的转化率从82 5%平缓增加到88 3%,而 的增加促使部分HCl 转化为Cl 2(1 9%~4 5%)的形式存在.(2)钙基吸收剂(Ca(OH )2、CaCO 3、CA)呈现出良好的HCl 脱除性能,Ca/Cl=2时 remo 约68%~79%;而镁基Mg (OH )2的 remo 仅为2%~3%,随温度提高所有吸收剂脱氯效率略有提高.(3)反应条件对钙基脱氯具有影响, re m o随Ca/Cl 增大而增大,但Ca/Cl 6时增大不再明显;颗粒粒径的减小将促进 remo 的提高;烟气中CO 2存在限制了HCl 脱除,而水分的影响则不明显.(4)通过对燃烧脱氯工艺各分步反应的化学平衡计算,不仅从机理上分析了吸收剂种类和反应温度对 remo 的影响,也诠释了CO 2和H 2O 实质上是通过改变反应的压力商J a ,并结合K a 对燃烧脱氯过程施加影响.参考文献:1 Courtemanche B,Levendis Y A .Control of HCl Emissionsfrom Combusti on of PVC by In -Furnace Injection of Ca -M g -Based Sorbents.Environmental Engineering S cience,1998,15(2):134~123.2 Pasek R J,Chang D P Y,Jones A D.Investi gation of T her -mal Decomposition of Chlorinated Polym ers.Hazardous Waste &Hazardous M aterials,1996,13(1):23~38.3 Gullett B K,Stefanski L A.Reaction Kinetics of Ca -basedSorbents w ith HCl.Ind.Eng.Chem.Res.,1992,31:2437~2446.4 程瑞柯编.空气和废气污染监测分析方法.北京:中国环境科学出版社,1990.383~385.5 李爱民,李水清,严建华等.废旧高分子材料在砖窑内的热解研究.燃料化学学报,1999,27(4):340~346.6 Duo W,Kirkby N F et al.Ki n etics of HCl Reactions W i thCalci um and Sodium Sorbents for IGCC Fuel Gas Cleaning.Chem i cal Engieering Science,1996,5(11):2541~2546.7 M atsukata M .Simultaneous Chlorination and S ulphation ofCalci n ed Limestone.Chemical Engieering Scien ce,1996,51(11):2529~25348 印永嘉编.物理化学简明手册.北京:高等教育出版社,1988.10。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫pH值分区控制技术的研究及应用
High & New Technology︱2︱2017年7期 石灰石-石膏湿法烟气脱硫pH 值分区控制技术的研究及应用阮 燕 焦 厦 杨新武浙江浙大网新机电工程有限公司，浙江 杭州 310015摘要：本文阐述了基于pH 值分区控制脱硫技术的中试平台的搭建及工程实际应用结果。
通过中试试验深入研究了不同分区pH 值控制，喷淋层运行方式，液气比等对SO 2 脱除的影响规律。
中试试验及实际工程验证pH 值分区控制脱硫技术能够实现脱硫效率99%以上，并为湿法脱硫提效改造提出了一种高效节能的实现方式。
关键词：石灰石-石膏湿法；pH 值分区，高效节能中图分类号：TF704.3 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0002-01引言 我国是世界第一煤炭消费国，其中火电厂是第一燃煤大户，约 50％以上的燃煤用于火力发电。
为了应对日趋严重的大气污染问题，国家发改委、环境保护部、国家能源局联合下发的 “关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》”[1]。
2015年，SO 2 排放总量为1859.1万吨，比2014年下降5.8%，比2010年下降18.0%。
至此，火电企业的超低排放取得显著成效。
现阶段，如何利用简单有效的技术，进一步提高脱硫效率，研究其最佳运行工况，实现高效节能，并在工程实际应用中得到验证，对火电企业超低排放工程具有重要意义。
1 湿法脱硫 pH 值分区控制技术的实验研究 在钙基湿法烟气脱硫工艺中，烟气中的SO 2等酸性气体在吸收塔内与石灰石浆液接触并进行吸收，生成的HSO 3-和SO 32-被空气氧化成SO 42-，SO 42-与石灰石溶解生成的Ca 2+反应生成石膏。
这一过程是一个涉及气、液、固三相的复杂传质反应过程，包括SO 2吸收、石灰石溶解、HSO 3-氧化、石膏结晶等步骤[2]。
高pH 值有利于促进SO 2吸收，而低pH 值有利于石灰石的溶解[3]，同时浆液pH 值在4.9～5.5区间有利于石膏结晶，生成高纯度的石膏。
臭氧氧化—钙法吸收工艺对烟气的同步脱硫脱硝
臭氧氧化—钙法吸收工艺对烟气的同步脱硫脱硝仝明【摘要】According to characteristics of the flue gas from Sinopec Zhenhai Refinery Company,simulated flue gas was prepared and treated by simultaneous desulfurization and denitration process of ozone oxidation-calcium absorption.The desulfurization and denitration effects of the simultaneous process were compared with those of single desulfurization and denitration processes.The factors affecting the removal rate of SO2 and NOx were studied.The results showed that:The coexistence of SO2 and NO could improve the removal of pollutants;With the extending of residence time of the flue gas,the SO2 removal rate was increased and the NOx removal rate was increased first and then decreased;With the increasing of molar ratio of O3 to NO,the NOx removal rate was increased and the SO2 removal rate was slightly decreased.All things considered,the reaction conditions were chose as follows:flue gas residence time 3.4s,oxygen content (ψ) 12％,molar ratio of O3 to NO 0.7,reaction time 70 min.Under these conditions the removal rate of NOx and SO2 was 73.8％and 74.1％ respectively.%针对中国石化镇海炼化乙烯动力锅炉烟气的特点,进行烟气模拟,采用臭氧氧化—钙法吸收同时脱硫脱硝工艺处理模拟烟气.实验对比了单独脱硫和脱硝过程与同时脱硫脱硝工艺的脱硫、脱硝效果,探究了烟气在反应器中的停留时间、臭氧投加量和烟气含氧量对SO2去除率和NOx去除率的影响.实验结果表明:SO2和NO的共存可促进污染物的去除;烟气停留时间延长,SO2去除率提高,NOx去除率先升高后降低;臭氧与NO摩尔比增加,NOx去除率提高,SO2去除率略有降低.综合考虑选择烟气停留时间3.4 s,烟气含氧量12％(ψ),臭氧与NO 摩尔比0.7,在此工艺条件下反应70 min,NOx去除率为73.8％,SO2去除率为74.1％.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】4页(P223-226)【关键词】脱硫;脱硝;臭氧氧化;钙法吸收【作者】仝明【作者单位】中石化宁波工程有限公司,上海200030【正文语种】中文【中图分类】X742目前，我国火电厂烟气脱硫装置已基本普及，烟气脱硝工程的建设也成为不可或缺的一部分。
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电 力 科
技 与 环 保
第２ ９卷 第 ３期
钙 基 吸收 剂 脱 除 Ｓ Ｏ２和 ＨＣ Ｉ 研 究 进 展
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｄ ｅ ｓ ｕ ｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｃ ｈ ｌ ｏ ｒ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｕ ｍ — — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｔ ｓ
等 效 粒 子 模 型 是 比较 经 典 的模 型 。 未 反 应 核 收 缩 模 型 … 指 的是 未反 应 的 Ｃ ａ Ｏ 颗 粒 随 着 固 硫 反 应 的 进
虽 然石 灰石 作 为传统 的钙 基脱 硫材料 有着 资源 丰富 ， 廉价 易得 等特 点 ， 但 在 高温 固硫时 利用率 普遍
中图分类号 ： Ｘ Ｔ Ｏ Ｉ ． ３
文献标识码 ： Ｂ
文 章编 号 ： ｌ ６ ７ ４— ８ ０ ６ ９ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ３一 Ｏ ０ １ — ０ ５
１ 钙 基 吸收 剂 脱 除 Ｓ Ｏ：的研 究
１ ． １ 反 应 机 理
间变化 的动 力学 曲线 上存 在两个 特 征转化 率 。大部
王 茜， 韩 奎 华
（ 山东大 学能 源与 动力 工程 学 院 ， 山东 济南Leabharlann ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
摘要 ： 分 别 介 绍 了钙 基 吸 收 剂 脱 硫 和 脱 氯 的机 理 和 影 响 因素 ， 分 析 了脱 硫 、 脱 氯 的 相 互 影 响 。 探 讨 了钙 基 吸 收 剂 协
同脱 硫 脱 氯 的 可行 性 ， 指 出 了 未来 研 究 方 向 ， 为 今 后 实现 燃 烧 中 同 时脱 硫 、 脱 氯提 供 理 论 依 据 和 技 术 参 考 。
ｂａｓ ｅｄ ｓ ｏｒ ｂｅｎｔ ｓ ｗｅｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄｕ ｃｅｄ ｒ ｅｓｐｅ ｃｔ ｉ ｖ ｅｌ ｙ． ｔ ｈ ｅｎ ｉ ｎｔ ｅｒ ｐｌ ａｙ ｂｅｔ ｗｅ ｅｎ ｄｅＳｕ Ｉ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚ ａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄｅ ｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａｔ ｉ Ｏｎ ｗｅｒ ｅ ａｎ－
应， Ｃ ａ Ｏ固硫 反 应 的机 理 一 直 是 一 个 难 点 。 Ｃ ａ Ｏ 的
但是 ， 近 年来 一些 试 验结 果 发现 等 效 粒 子模 型
应 用在 产物 层扩 散 控 制 阶段 时 ， 气 体 扩 散 机理 无 法 解 释一 些 添加剂 对扩 散 系数影 响 的现象 。为 了弄清 气 固反 应 中起决 定 作 用 的物 质 ， 研 究 时 采 用 的标 记 方 法 主要有 惰性 标记 方法 和 同位 素标记方 法 。 １ ． ２ 影响脱 硫 的 因素
关键词 ： 脱硫 ； 脱氯 ； 钙 基 吸 收 剂
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｒ ｅａｃ ｔ ｉ ｏｎ ｍ ｅｃｈａｎ ｉ ｓｍ ａｎｄ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅｎｃｉ ｎｇ ｆ ａｃｔ ｏｒ ｓ ｏｆ ｄｅ ｓｕＩ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａｔ ｉ Ｏｎ ａｎｄ ｄ ｅｃｈＩ Ｏｒ ｉ ｎａ ｔ ｉ Ｏｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃｉ ｕｍ —
分 钙基 固硫 的动 力学 研究 都是建 立 在等效 粒子模 型 的基础 上 ， 此外 ， 该模 型在 其他 氧化 物高温 固硫 中模
拟 效果 也不 错 。
锅 炉 中加 入 吸收 剂可 以有 效降 低燃 料燃 烧气 体
Ｓ Ｏ ， 和 Ｈ Ｃ １ 的排 放 ， 尤 其 是 对 含 有 生 物 质 或 垃 圾 等 含氯 量 较高 的燃 料 。高温 钙基 固硫 是典 型 的气 固反
ａｌ ｙｚ ｅｄ． Ｔｈ ｅ ｐｏｓ ｓｉ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｓｉ ｍ ｕｌ ｔ ａｎｅｏｕ ｓ ｄｅｓｕｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａ ｔ ｉ ｏｎ ａｎｄ ｄｅｃ ｈｌ ｏｒ ｉ ｎａｔ ｉ ｏｎ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａｌ ｃｉ ｕ ｍ —ｂ ａｓｅｄ ｓｏｒ ｂｅｎ ｔ ｓ ｗ ｅｒ ｅ ｅｘ — ｐｌ ｏｒ ｅｄ ． ｔ ｈｅ ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅｍ ｅｎｔ ｅｍ ｐｈ ａｓｉ ｓ ｗａｓ ｐｏｉ ｎ ｔ ｅｄ ｏｕ ｔ ． Ｔｈｅ ｔ ｅｃ ｈｎｉ ｃ ａｌ ｒ ｅｆ ｅｒ ｅｎｃ ｅ ａｎ ｄ ｔ ｈｅｏｒ ｅｔ ｉ ｃａｌ ｂ ａｓｉ ｓ ｆ ｏｒ ｓ ｉ ｍ－ ＵＩ ｔ ａｎｅｏｕ ｓ ＳＯ ａｎｄ ＨＣｌ ｃｏｎ ｔ ｒ ｏｌ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｅｌ ｃｏｍ ｂｕｓ ｔ ｉ ｏｎ ｗ ｅｒ ｅ ｐｒ ｏｖｉ ｄｅｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｄｅｓ ｕｌ ｆ ｕ ｒ ｉ ｚａ ｔ ｉ ｏｎ； ｄｅｃ ｈｌ ｏｒ ｉ ｎ ａｔ ｉ ｏｎ； ｃ ａｌ ｃｉ ｕ ｍ — ｂａ ｓｅｄ ｓ ｏｒ ｂｅｎ ｔ
１ ． ２ ． １ 脱 硫 剂 的 影 响
固硫 反 应 主要有 两 个 阶段 ： 第 一 阶段 为表 面化 学 反
应 阶段 ， 主要反应是 Ｓ Ｏ ，和 Ｏ ，在 Ｃ ａ Ｏ 颗 粒 表 面 反
应 生成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产 物层 ； 第 二 阶 段 为产 物 层 扩 散 控 制
阶段 ， 主要是 Ｓ Ｏ ， 和通 过 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 产物 层 扩 散 到 内部 Ｃ ａ Ｏ表 面从 而 生 成 Ｃ ａ Ｓ Ｏ 。第 一 阶 段 的反 应 很 快 ， 所 以第 二 阶段 是 Ｃ ａ Ｏ 脱 硫 反 应 的决 定 步 骤 。基 于 对 扩散 控制 阶段 的不 同研 究 ， 未 反 应 核 收缩 模 型 和