基于氨-硫酸铵法烟气脱硫工艺研究

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1、南京理工大学硕士学位论文氨-硫酸铵法烟气脱硫工艺研究姓名：杜冬冬申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：钟秦20090624硕lj论义氨一硫酸铵法烟气脱硫T艺研究摘要通过建立填料塔氨法烟气脱硫实验装置，以工业氨水为吸收剂对氨法脱硫吸收过程进行实验研究。考察液气比(L／G)、吸收液pH值、吸收液组成和盐浓度、烟气流速及进口S02浓度对脱硫效率的影响，结果表明：液气比为2～3L／m3，吸收液的初始pH值为5．4--6，烟气流速为1．5～2．0m／s时，可得到90％以上的脱硫效率。在实验的基础上利用响应曲面法建立了脱硫效率预测模型，得到了脱硫效率与各操作因素间的函数关系

2、。通过模型因素分析得出：L／G对脱硫效率影响最大，L／G与pH值，pH值与入口S02浓度的交互作用对脱硫效率也有较大影响。通过去除预测模型中影响较小的因素项，得到了脱硫效率的改进预测模型。在(NH4)2S03浓度为0．5-2mol／L范围内研究强制氧化空气流量、州H4)2S03浓度、(NH4)2S04浓度、反应温度以及溶液pH值对(NH4)2803氧化速率的影响，实验结果表明：(NH4)2S03和(NH4)2S04浓度的增高均使得氧化速率减慢；大的空气流量将得到较快的氧化速率：pH=5左右是适宜州H4)2803氧化的最佳pH值；(NH4)2903氧化反应活化能为47

3、．7kJ／mol，并以实验结果为基础建立了高浓度∞H4)2S03的氧化动力学方程。通过建立实验室洲H4)2804结晶装置，研究各因素对州H4)2804结晶的影响，包括pH值、温度T、品种投放、搅拌速度及各种杂质的加入，并对结晶产物的晶形及晶体粒径进行分析。通过分析表明：pH值为5～6，温度为60℃，搅拌速度为200r·mino且有晶种投入时将得到粒径较大的州H4)2S04晶体；Fe"、Pb2+、Mn2+、Zn2+4种杂质的存在使州H4)2S04结晶时生成4种不同的晶形。基于双膜传质理论，建立了填料塔氨法脱硫吸收模型。模型中引入化学增强因子Ea及八田数Ha，动念的反映

4、了S02的吸收过程；在计算传质面积时，将传质区域分为塔内填料反应区和塔壁液膜反应区两部分分别计算。计算结果表明，模型计算值与实验值的变化趋势一致，数掘较为吻合。为氨法烟气脱硫工艺的工业化应用提供了一定的理论依据。关键词：氨一硫酸铵法，烟气脱硫，氧化动力学，(NH4)2S04结晶，吸收模型AbstractThroughestablishingexperimentalpackingtowerforfluegasdesulphurization(FGD)byammonia—ammoniumsulfatemethodwhichusedammoniaasabsorbent，t

5、heabsorptionprocessofFGD，includingtheinfluenceofL／G、pHvalue、compositionandconcentrationoftheabsorption、velocityofthefluegas、concentrationoftheinletS02ondesulphurizationefficiency，Wasinvestigated．Theresultsshowedthatwhentheparametersis2-3L／m’forL／G5．4～6forpH，1．5～2．0m／sforthefluegasveloc

6、ity,thedesulphurizationefficiencyCanreachoverninetypercent．ThepredictingmodelofdesulphurizationefficiencybasedontheexperimentWasobtainedbyusingresponsecurvedsurfaceregressionanalysistechniquewhichreflectthefunctionalrelationshipbetweendesulphurizationefficiencyandalltheoperationfactors

7、．Throughthefactoranalysisofthemodel，theresultthatL／Ghasthemostsignificantinfluenceontheefficiency,andtheinteractionsofL／GwithpHvalueandfluegasvelocityalsoplaysaimportantrolesindesulphurizationefficiencycanbeconcluded．Theimprovedmodelofdesulphurizationefficiencywasobtainedbyeliminatin