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烟气水蒸汽含量对变温吸附烟气脱硫过程的影响

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2009/6/12 13:12:09   

摘要:通过动态吸附实验,考察了水蒸汽含量对SO2在脱硫脱硝活性炭上变温吸附过程的影响,分析了其含量0~0.20(摩尔比或体积比,下同)条件下的吸附规律,并基于吸附模型对实验数据进行了讨论. 对Bangham吸附模型进行改进以包含水蒸汽的影响,并应用该模型进行了预测,在不同水蒸汽含量时,模型的模拟值与实验值吻合较好. 结果表明,在所研究的体系和条件范围内,烟气中的水蒸汽增大了脱硫率、SO2吸附量、平衡吸附量和吸附速率,其含量在0.07~0.10范围内效果较优,此时最大SO2平衡吸附量为73.00 mg/g.
关键词:烟气脱硫 变温吸附 水蒸汽含量 活性炭
1 前 言
燃煤电厂、燃煤锅炉排放的烟气中的SOx 和NOx 造成酸雨等全球大气公害,为减排SO2、治理酸雨危害,烟气脱硫已在国内外得到了广泛的应用. 在各种烟气脱硫技术中,移动床炭法变温吸附脱硫技术[1−4]既能减排 SO2,又能同时回收硫资源,具有广阔的应用前景.
炭法变温吸附脱硫过程在110∼150℃的低温下吸附SO2,350∼400℃的高温下脱附,其中烟气中的水蒸汽含量是影响脱硫效果的重要因素,因此文献[5−9]中对水蒸汽含量的工艺条件优化进行了较多的研究. 但已有文献报道的结果因以下原因尚需完善,还需作进一步研究:首先是多数研究在吸附温度低于100℃时H2O 在炭层表面润湿条件下进行[8],实验温度低于移动床炭法变温吸附脱硫过程中110∼150℃的操作温度范围[2−5]和工业烟气的温度范围,少数研究[5,6]中的吸附温度高于100 ℃,但对SO2 吸附量、吸附速率和平衡吸附量等物理量的分析有待深入,对活性炭的活性随时间变化也未定义物理量描述;同时,文献[7]中用表观吸附速率模型描述 SO2 在碳基吸附剂上的吸附过程时,未将水蒸汽含量的影响统一在模型中. 因此,选择一种已有工业应用业绩或前景的脱硫脱硝活性炭,在适宜工业应用的温度范围内,通过考察吸附工艺条件和各物理量的变化,发展数学模型,并联系机理和工业应用,深入研究烟气中的水蒸汽含量对SO2 在此种脱硫活性炭上的吸附行为,具有重要的学术意义和工业应用价值.
本工作在固定床积分吸附反应器中,采用山西新华 ZL50 脱硫脱硝炭作为吸附剂,考察进气烟气中不同水蒸汽含量对SO2 吸附行为的影响;对实验结果进行了数学模拟,并完善了Bangham 模型,进行模型验证与预测,为工艺条件优化、设备操作和工程实践提供理论依据与技术支持.
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