磁流化床烟气脱硫机理研究与试验分析

论文题目: 磁流化床烟气脱硫机理研究与试验分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 工程热物理

作者: 王之肖

导师: 归柯庭

关键词: 磁流化床,烟气脱硫,喷雾干燥,催化氧化,环境保护

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 磁流化床烟气脱硫是一种在半干脱硫法基础上发展起来的新型脱硫技术。它是在普通流化床外施加稳恒磁场,使得床料颗粒均匀悬浮,这样使脱硫剂液滴有均衡的机会与烟气接触。同时,烟气也能流经同样厚度的颗粒床层,因而烟气和颗粒之间有充分且均等的接触和反应机会。均匀的流化保证了全床中均匀的传质和传热,以及同等的流体停留时间。这对化学反应和物理操作都是十分有利的。磁流化床烟气脱硫法继承了半干脱硫法设备投资小、反应产物易于控制等优点,而又充分地利用在外加磁场下铁磁颗粒的催化氧化作用,大大提高了脱硫效率。是一种非常有应用前景的新型脱硫技术。本文从脱硫模型的理论分析、数学建模等方面对磁流化床烟气脱硫进行了比较全面的研究,然后通过实验对它们进行了验证,并对脱硫进程中需要注意的问题作了介绍。在理论方面,运用双膜理论,对吸收剂和烟气之间的传热、传质及化学反应动力、速率等进行研究分析,建立了铁磁颗粒催化氧化下的烟气脱硫反应的数学模型,分析了铁磁颗粒和磁场的催化作用。在实验研究方面,本文立了磁流化床烟气脱硫系统装置。在对烟气的反应温度、二氧化硫浓度、床料粒径以及钙硫比等因素进行综合考虑的前提下,研究了磁感应强度对铁颗粒催化脱硫的影响,运用比表面孔径测定仪、扫描电镜、X射线衍射分析仪等设备来观察铁磁颗粒和磁场对脱硫剂和脱硫产物微观结构的影响。实验产物的比表面积分析显示了在磁场作用下,脱硫剂及脱硫产物的微观结构不但更加疏松,而且还增加了脱硫剂在铁磁颗粒表面的涂敷比表面积; X射线衍射光谱分析表明在磁场作用下生成物中的硫酸钙含量高于没有磁场作用时的含量。所有这些都验证了磁场在流化床烟气脱硫中的积极作用。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 我国SO_2 污染现状及防治政策法规

1.2 目前主要的脱硫技术

1.2.1 石灰石/石灰－石膏湿法

1.2.2 喷雾干燥法

1.2.3 炉内喷钙后增湿活化(LIFAC)脱硫法

1.2.4 循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)法

1.2.5 各种烟气脱硫法综合比较

1.3 国内外磁流化床的研究及应用

1.4 本文研究的主要内容和意义

第二章 磁流化床强化烟气脱硫数学模型

2.1 SO_2 吸收反应化学过程

2.2 SO_2 吸收反应过程的液膜传质速率

2.3 液膜干燥时间的计算

2.4 脱硫反应效率方程

第三章 实验系统及实验过程

3.1 实验装置与主要设备

3.1.1 磁流化床脱硫反应塔

3.1.2 模拟烟气发生系统

3.1.3 石灰浆液(吸收剂)制备与喷淋系统

3.1.4 测量系统

3.2 实验过程及工况

3.2.1 实验前期准备工作

3.2.2 实验内容

3.2.3 验步骤

第四章 实验分析

4.1 床料的载体作用及磁场对脱硫效率的影响

4.1.1 床料起到了脱硫剂载体的作用

4.1.2 磁场对流化状态的改善

4.2 铁磁颗粒粒径对脱硫效率的影响

4.3 磁感应强度对脱硫效率的影响

4.4 烟气入口温度对磁流化床烟气脱硫效率的影响

4.5 影响磁流化床烟气脱硫的其它因素

第五章 磁场强化流化床烟气脱硫的机理分析

5.1 外加磁场对铁磁颗粒催化脱硫的促进作用

5.2 X 射线衍射(XRD)分析结果

5.3 磁场对脱硫产物比表面积的影响(BET 分析)

5.4 磁场对脱硫产物微观形貌的影响

5.5 EDAX 能谱分析

第六章 总结与展望

1.总结

2.本实验需要继续发展的工作

主要符号表

致谢

参考文献

作者在读期间发表的学术论文

发布时间: 2007-06-11

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