无机膜除尘器对水泥厂窑尾烟气脱硫机理研究

论文摘要

本文是针对在水泥厂回转窑窑尾安装的无机膜除尘器进行除尘试验的基础上,通过分析实际烟尘的特性,研究无机膜除尘器在回转窑窑尾烟气脱硫的机理。这一项研究无论是在膜科学理论还是在工程应用方面均是一项积极而有益的工作尝试,其研究工作为无机膜在气固分离和烟气脱硫领域更广泛的应用提供了有价值的参考。由于无机膜是一种惰性膜,不会参与脱硫反应的进行。所以,本文采用化学分析方法和XRD衍射分析方法对无机膜除尘器进出口粉尘的成分进行了分析;利用烟气自动分析仪对进出口的烟气特性进行了检测,在试验的工况为:进口烟气流量是22.4 L/min,进口SO2质量浓度1700 mg/m3,进口粉尘的质量浓度为31.54g/m3,烟气入口温度为50℃,烟气的相对湿度为0.7下,无机膜除尘器具有2.0%～5.7%的脱硫效率,在此基础上对无机膜除尘器烟气脱硫的机理进行分析。通过分析掌握了无机膜除尘器的脱硫机理是烟气中携带的粉尘吸附在无机膜管内壁上,其中的潜在碱性物质在烟气中蒸汽的作用下被激活而释放出Ca（OH）2等碱性物质,碱性物质与SO2发生化学反应,进而产生脱硫效果。由于脱硫反应的过程是气固反应,所以本文采用气固反应的收缩核模型,同时将反应的区域晶粒化,在此基础上通过引进分形维数来纠正使用收缩核模型时由于粉尘颗粒形状不规则而导致对脱硫效率的分析误差。利用改进的模型来分析SO2的浓度、烟气的相对湿度、烟气的温度及钙硫比等对脱硫效率的影响。通过这些重要影响因素的分析发现:无机膜除尘器内控制脱硫反应过程进行的环节主要是二氧化硫气体通过灰层的扩散阻力。无机膜除尘器入口二氧化硫气体的浓度、和烟气的温度相对于相对湿度及Ca/S摩尔比对脱硫效率的影响要小。相对湿度对无机膜除尘器脱硫效率的影响最为显著。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 2污染现状及危害'>1.1 我国SO₂污染现状及危害
• 1.2 烟气脱硫的基本原理
• 1.2.1 脱硫剂粒径及孔隙结构的影响
• 1.2.2 蒸汽活化的影响
• 1.2.3 气体加湿的影响
• 1.2.4 添加剂的影响
• 1.3 常用烟气脱硫技术简介
• 1.3.1 湿法烟气脱硫技术
• 1.3.2 半干法烟气脱硫技术
• 1.3.3 干法烟气脱硫技术
• 1.4 国内外烟气脱硫技术研究应用现状
• 1.4.1 国外烟气脱硫技术研究应用现状
• 1.4.2 国内烟气脱硫技术研究现状
• 1.5 本课题研究背景、目的意义及内容
• 第二章 无机膜除尘器烟气脱硫试验方法与结果
• 2.1 引言
• 2.2 试验系统简介
• 2.3 系统试验方法与条件
• 2.3.1 测定位置的选择
• 2.3.2 管道中烟气含尘浓度的测定
• 2气体浓度的测定'>2.3.3 管道中SO₂气体浓度的测定
• 2.3.4 管道中烟气湿量的测定
• 2.3.5 管道中烟气温度的测定
• 2.3.6 系统试验条件
• 2.4 粉尘化学成分分析
• 2.4.1 二氧化硅的测定
• 2.4.2 三氧化二铁的测定
• 2.4.3 三氧化二铝的测定
• 2.4.4 氧化钙的测定
• 2.4.5 硫酸盐的测定
• 2.5 试验结果分析
• 2.5.1 除尘器压降
• 2.5.2 除尘器除尘效率
• 2.5.3 除尘器脱硫效率
• 2.5.4 除尘器脱硫效率随吸收蒸汽量的变化
• 2.5.5 粉尘蒸汽活化前后物相分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 无机膜除尘器烟气脱硫机理与影响因素
• 3.1 引言
• 3.2 无机膜除尘器烟气脱硫理论模型
• 3.2.1 气膜扩散控制
• 3.2.2 灰层扩散控制
• 3.2.3 化学反应控制
• 3.2.4 模型参数确定
• 3.3 影响脱硫效率因素的分析
• 2浓度对脱硫效率的影响'>3.3.1 进口SO₂浓度对脱硫效率的影响
• 3.3.2 进口相对湿度对脱硫效率的影响
• 3.3.3 进口温度对脱硫效率的影响
• 3.3.4 进口Ca/S对脱硫效率的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论和展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 论文发表情况
• 附录