火力发电厂石灰石—石膏湿法脱硫系统优化运行研究

论文摘要

目前,火力发电厂湿法烟气脱硫技术在世界范围广泛应用。针对目前湿法烟气脱硫系统在运行过程中的一些热点前沿和普遍的问题,本文开展了下述研究：1)在恒定加酸速率的条件下,测定了石灰石在循环冷却水、再生水和地下水中的溶解活性,由高到低依次是：地下水>再生水>循环冷却水。通过研究不同工艺水中浓度区别较大的Cl-、SO42-和总磷含量的影响,发现Cl-抑制石灰石的溶解,SO42-促进石灰石的溶解。循环水水样中的总磷浓度较低（P043-<8mg/L）的时候,对石灰石的溶解有促进作用,随着浓度继续增大（P043->8mg/L）,对石灰石的溶解出现抑制的作用。滤液对石灰石溶解活性的抑制作用是循环水中多种离子浓缩后综合作用的结果。采用恒定pH亚硫酸滴定的方法研究了吸收塔浆液水质条件下,pH值、Cl-、S032-等条件对石灰石活性的影响。控制浆液pH在5.0～5.5这样一个适中的范围、氯离子浓度控制在8875mg∥L以下,亚硫酸根的浓度不超过2.5mol／L,使这些因素不至于对石灰石的溶解产生较大的抑制作用。2)通过现场试验,对不同pH、Cl-、SO32-,溶解氧浓度下湿法脱硫吸收塔浆液成分的相应变化进行研究,将pH控制在5.5附近,氯离子控制在10000mg/L以下,出口氧含量控制在8%左右时,亚硫酸根浓度控制在2mmol以下,可以保证整个脱硫系统吸收塔正常运行。同时在现场进行了氯离子对石膏脱水以及含水率影响的研究,发现随着氯离子浓度升高,石膏的脱水也变得越来越困难。结合脱硫系统近半年的监测数据,通过因子分析的方法,将影响脱硫石膏含水率的因子分为三类,三类因子对石膏含水率的影响作用大小分别为,48.6%、17.3%和12.8%。3)基于某300MW机组脱硫系统的运行数据,对影响脱硫效率的主要因素,包括吸收塔浆液pH、液气比、入口烟气SO2浓度、O2浓度、烟尘含量以及吸收塔浆液密度等,将其控制在一定范围内进行了单因素条件下的影响研究。通过SPSS利用多元统计学的方法对某300MW机组脱硫系统的运行数据进行了多元回归建模,比较了三种数学模型的显著性,确定了影响脱硫效率的关键因子。并通过最优模型得出的参数关系,在达到目标脱硫效率的条件下,提出了优化运行的参数值。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与内容
• 2 文献综述
• 2.1 典型石灰石—石膏湿法脱硫技术分析
• 2.1.1 石灰石—石膏湿法脱硫系统简介
• 2.1.2 石灰石—石膏湿法脱硫技术工艺原理
• 2.1.3 石灰石—石膏湿法脱硫系统运行中的几个重要参数
• 2.2 吸收剂石灰石活性的研究现状
• 2.2.1 石灰石理化性质对活性的影响
• 2.2.2 石灰石溶解环境的理化性质对活性的影响
• 2.3 吸收塔循环浆液和石膏浆液化学监测研究现状
• 2.3.1 浆液pH值
• 2.3.2 亚硫酸根浓度
• 2.3.3 浆液中氯离子浓度的影响
• 2.3.4 脱硫石膏脱水及含水率控制的优化研究
• 2.4 湿法脱硫系统建模优化研究现状
• 3 不同水质对石灰石溶解活性的影响研究
• 3.1 试验仪器与药品
• 3.2 试验所用脱硫剂
• 3.3 试验用水水质指标
• 3.4 石灰石反应活性的测定和评价方法
• 3.4.1 恒定加酸速率下测定石灰石的溶解活性
• 3.4.2 恒定pH条件下亚硫酸滴定测石灰石的溶解速率
• 3.5 恒定加酸速率下测定石灰石溶解活性试验结果与分析
• 3.5.1 恒定加酸速率测定石灰石在三种脱硫工艺水中的溶解活性.
• 3.5.2 氯离子浓度对石灰石溶解活性的影响
• 4^2-浓度对石灰石活性影响'>3.5.3 SO₄^2-浓度对石灰石活性影响
• 3.5.4 阻垢缓蚀剂对石灰石活性影响
• 3.5.5 吸收塔浆液滤液中石灰石的溶解特性
• 3.6 恒定pH条件下亚硫酸滴定测石灰石溶解速率的结果与分析
• 3.6.1 pH值对石灰石溶解速率的影响
• 3^2-浓度对石灰石溶解速率的影响'>3.6.2 SO₃^2-浓度对石灰石溶解速率的影响
• 3.6.3 氯离子浓度对石灰石溶解速率的影响
• 3.7 结论
• 4 吸收塔循环浆液和石膏浆液化学监测结果与优化控制研究
• 4.1 化学参数监测目的、项目和方法
• 4.1.1 化学监测的目的
• 4.1.2 化学监测的项目和方法
• 4.1.3 试验仪器与药品
• 4.2 吸收塔浆液监测结果分析研究
• 4.2.1 吸收塔浆液pH值的影响
• -浓度的影响'>4.2.2 吸收塔浆液Cl^-浓度的影响
• 4.2.3 烟气含氧量的影响
• 3^2-浓度的影响'>4.2.4 吸收塔浆液SO₃^2-浓度的影响
• 4.3 氯离子浓度对石膏脱水的影响研究
• 4.3.1 试验采样与标准溶液的配制
• 4.3.2 试验方法
• 4.3.3 不同吸收塔不同氯离子浓度石膏浆液脱水试验结果
• 4.3.4 同一吸收塔不同氯离子浓度石膏浆液脱水试验结果
• 4.3.5 不同浓度石膏浆液加氯阶梯试验结果
• 4.4 脱硫石膏含水率影响因素优化控制的因子分析
• 4.4.1 研究方法
• 4.4.2 数据来源
• 4.4.3 石膏含水率影响因素因子分析结果
• 4.4.4 各因子实际意义分析
• 4.4.5 因子分析结果验证
• 4.5 结论
• 5 脱硫系统运行优化研究
• 5.1 研究思路和方法
• 5.1.1 研究思路
• 5.1.2 研究方法
• 5.2 数据来源
• 5.3 各运行参数对脱硫效率的单因素影响研究
• 5.3.1 pH对脱硫效率的影响
• 5.3.2 液气比对脱硫效率的影响
• 5.3.3 吸收塔浆液密度对脱硫效率的影响关系
• 5.3.4 吸收塔入口烟气温度对脱硫效率的影响
• 5.3.5 吸收塔入口烟气含尘量对脱硫效率的影响
• 5.3.6 吸收塔烟气含氧量对脱硫效率的影响
• 2浓度对脱硫效率的影响'>5.3.7 吸收塔入口烟气中SO₂浓度对脱硫效率的影响
• 5.4 模型的建立
• 5.4.1 多元线性回归模型
• 5.4.2 多元非线性回归模型
• 5.4.3 二次多项式回归模型
• 5.4.4 模型对比
• 5.4.5 脱硫系统运行的优化研究
• 5.5 结论
• 6 结论和建议
• 6.1 结论
• 6.2 不足和建议
• 参考文献
• 附录A FGD化学监测分析数据
• 附录B FGD脱硫系统运行数据
• 附录C 多元线性回归系数矩阵
• 附录D 多元指数回归系数矩阵
• 索引
• 作者简历
• 学位论文数据集