双碱法脱除工业废气中的二氧化硫.doc

1、 硕士学位论文双碱法脱除工业废气中的二氧化硫的研究 学科专业： 化学工程 研 究 生： 熊 伟指导教师： 周玉新 培养单位： 武汉工程大学二 一 四 年 四 月分类号： X701.3 学校代号：学 号 ： 201106059 密 级： 秘密 武汉工程大学硕士学位论文双碱法脱除工业废气中的二氧化硫的研究作者姓名： 指导教师姓名、职称： 申请学位类别： 硕士 学科专业名称：化学工程研究方向：新型反应器和分离工程论文提交日期： 年 月 日 论文答辩日期：2014 年 5 月 26 日学位授予单位：武汉工程大学 学位授予日期： 年 月 日答辩委员会主席： 程建 Study on the removal

2、 of sulfur dioxide double alkali method in the Industrial emissionsA Thesis Submitted for the Degree of MasterMajor： Chemical Engineering Candidate：Xiong WeiSupervisor：Zhou YuxinWuhan Institute of TechnologyWuhan, Hubei 430073, P. R. China独 创 性 声 明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用

3、的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名： 20 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。本论文属于不保密 。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签

4、名： 指导教师签名： 20 年 月 日 20 年 月 日摘 要I摘 要本文研究实验研究了在撞击流气-液反应器中采用钠钙双碱法脱除工业废气中的二氧化硫的工艺技术。在脱硫实验以前进行了旋涡压力喷嘴的雾化特性研究。确定了适合脱硫实验的喷片的喷孔孔径、吸收剂流量和操作压力的范围。采用钠-钙双碱脱硫工艺，运用撞击流气-液反应器对模拟燃煤烟气和硫酸尾气进行脱硫实验研究和分析。研究了液气比、吸收剂浓度、SO 2 入口浓度和雾化压力等因素对脱硫效率的影响，得出了撞击流气-液反应器的脱硫的适宜工艺条件。结果表明：(1) 对脱除模拟燃煤烟气中 SO2 的研究，发现各因素对脱硫效率的影响顺序为：吸收液 NaOH 浓

5、度 进气 SO2 含量 雾化压力，并初步确定出适宜的工艺条件为：吸收液 NaOH 浓度为 2%，进气 SO2 含量为 3200mg/m3，雾化压力为 1.2MPa 进气量为536.4m3/h；在该条件下得到脱硫率为 98.0。(2) 对脱除模拟硫酸尾气中 SO2 的研究，发现各因素对脱硫效率的影响顺序为：吸收液 NaOH 浓度 进气 SO2 含量 雾化压力，并初步确定出最佳的工艺条件为：在吸收液 NaOH 浓度为 2%，进气 SO2 含量以 1300mg/m3，雾化压力为 1.2MPa 进气量为 536.4m3/h 的条件下，得到脱硫率为 99.1。(3)工业上在气-液撞击流反应器中采取钠-

6、钙双碱法脱硫工艺，大幅降低了设备投资成本、运行成本和脱硫剂原料成本，该技术的应用具良好的经济效益。关键词：双碱法；二氧化硫；气液撞击流反应器；脱硫效率；硕士学位论文IIAbstractThe study experimented a process technology which remove sulfur dioxide in industrial waste gases using soda-lime double alkali method in impinging stream gas-liquid reactor. The study determined the suitable

7、 spray nozzle aperture,the absorbent flow rate and the range of the operating pressure that suitable by studying atomization characteristics of swirl pressure nozzle before we have desulfurization experiment. Using soda-lime double alkali method,we have experimental research and analysis that simula

8、te flue gas and sulfuric acid tail gas in impinging stream gas-liquid reactor. The research study the effect of desulfurization by factors contained the liquid-gas ratio; the concentration of absorbent; entrance concentration of ulfur dioxide and atomization pressure.We found the suitable process co

9、nditions for impinging stream gas-liquid reactor removing sulfur based on test results.(1) It is apparent that the order of factors that effect the efficiency of desulfurization by using soda-lime double alkali method to remove the flue gas and sulfuric acid tail gas in impinging stream gas-liquid r

10、eactor through single factor experiment and orthogonal design experiments: The absorption liquid concentration of NaOH the intake of SO2 content atomization pressure. And we determined the suitbale technological conditions are : The absorption liquid NaOH concentration is 2%; The intake of SO2 is 32

11、00mg/m3; The atomization pressure is 1.2 MPa;and Air intake is 536.4m3/h. In these conditions, we found the desulfurization rate is 98%.(2) It is apparent that the order of factors that effect the efficiency of desulfurization by using soda-lime double alkali method to remove the flue gas and sulfur

12、ic acid tail gas in impinging stream gas-liquid reactor through single factor experiment and orthogonal design experiments: The absorption liquid concentration of NaOH the intake of SO2 content atomization pressure.And we determined the best technological conditions are : The absorption liquid NaOH

13、concentration is 2%; The intake of SO2 is 1300mg/m3; The AbstractIIIatomization pressure is 1.2MPa;and Air intake is 536.4m3/h. In these conditions,we found the desulfurization rate is 99.1%.(3) Great reduces have been found in equipments investment, operation cost and raw material cost of desulfuri

14、zation agent using soda-lime double alkali method in impinging stream gas-liquid reactor .So the application of this technology have some economic feasibility .Keywords: Double alkali method, Sulfur dioxide ,Impinging stream Gas-liquid reactor, Desulfurization efficiency.硕士学位论文IV目 录摘 要 .IABSTRACT .I

15、II目 录 .V第 1 章 绪论 .11.1 选题背景及意义 .11.2 研究内容 .3第 2 章 文献综述 .52.1 二氧化硫的简介 .52.1.1 二氧化硫的来源 .52.1.2 二氧化硫的性质 .52.1.3 二氧化硫的危害 .62.2 燃煤烟气脱硫技术概况 .72.2.1 燃烧前脱硫 .72.2.2 燃烧中脱硫 .72.2.3 燃烧后脱硫 .82.2.4 烟气脱硫技术的发展及应用情况 .92.3 硫酸尾气脱硫技术概况 .102.3.1 前端治理 .112.3.2 末端治理技术 .122.3.3 硫酸尾气治理技术产业化发展现状 .142.4 双碱法脱硫技术 .152.4.1 典型的双碱

16、法脱硫工艺 .152.5 钠-钙双碱法脱硫在我国的可行性 .17第 3 章 气-液撞击流反应器和漩涡压力喷嘴的结构及原理 .193.1 撞击流反应器原理及研究现状 .19目 录V3.1.1 撞击流基本器原理 .193.1.2 撞击流反应器的研究现状 .203.1.3 撞击流反应器的开发前景 .213.2 旋涡压力喷嘴结构及雾化特性研究 .213.2.1 旋涡压力喷嘴结构及雾化原理 .223.2.2 旋涡压力喷嘴的特点 .233.2.3 实验装置 .233.2.4 实验方法 .263.2.5 实验结果与分析 .263.2.6 本章小结 .33第 4 章 脱硫实验与数据分析 .354.1 实验理论

17、基础 .354.2 实验药品及实验设备 .354.3 脱硫装置及试验工艺流程示意图 .374.3.1 脱硫实验的反应装置示意图 .374.3.2 实验工艺流程示意图 .394.4 实验方法 .394.4.1 模拟废气流量的测量 .394.4.2 吸收剂浓度的测量 .404.4.3 吸收剂流量的测量 .414.4.4 二氧化硫的测量与分析 .414.4.5 操作步骤 .434.5 实验数据分析 .434.5.1 模拟燃煤烟气实验结果及分析 .434.5.2 模拟硫酸尾气实验结果及分析 .504.6 本章小结 .57第 5 章 初步经济性分析 .595.1 设备投资 .59硕士学位论文VI5.2 运行成本 .595.3 脱硫剂原料成本 .605.4 本章小结 .61第 6 章 结论与建议 .636.1 结论 .636.2 建议 .64参考文献 .65致 谢 .71攻读硕士期间已发表的论文 .73