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湿法脱硫工艺是燃煤电厂用于治理二氧化硫排放的主要工艺。该工艺能耗高,污染物脱除效率也受入口烟气参数的影响。通过入口烟气参数调质可提升一体化脱硫除尘塔的脱硫除尘性能,且可实现余热回收,将入口烟气参数调质与余热回收有机结合起来,实现系统高效率低能耗的运行是非常有必要的。
本文采用CFD研究了入口烟气的速度、温度、SO2质量浓度以及液气比对一体化脱硫除尘塔脱硫除尘性能的影响特性;同时提出了入口烟气调质与余热回收耦合工艺系统,并结合热经济性分析方法研究分析了系统能耗和节煤量,为脱硫系统优化提供方案参考。
对脱硫性能的研究表明,入口烟气速度是脱硫塔流场均匀性的直接影响因素。速度均匀指数与入口烟气速度成负相关性,与液气比成正相关性,并提出了使速度均匀指数大于0.95时入口烟气速度和液气比应满足的关系式。当液气比大于12.08L/m3时,调节入口烟气速度不能有效的改变脱硫效率;入口烟气温度增大,不利于SO2的吸收反应,系统水耗增大的同时脱硫效率也逐渐下降;入口SO2浓度越大,受浆液吸收能力的限制,脱硫效率也随之降低;液气比增大,由于浆液量的大量增加,脱硫效率也随之先迅速增大后变缓。最佳运行参数范围为入口速度8m/s、入口温度85℃、入口浓度1000~3500mg/Nm3、液气比13~15L/m3。
脱硫塔协同除尘性能研究发现,三种捕集机制中惯性捕集机制的贡献最大,热泳和拦截贡献较低。亚微米级颗粒在脱硫塔内脱除效果较差,而大于3μm的颗粒脱除效率接近100%。脱硫塔除尘效率主要受入口烟气速度、温度和液气比的影响。当入口烟气速度增大时,总除尘效率基本保持在81.5%左右,变化幅度不超过0.3%;当入口烟气温度增大时,总除尘效率也随之增大,但变化幅度小于2%。当液气比增大时,除尘效率先迅速增大后变缓,总除尘效率最高可达86%。
文章还研究提出了四种入口烟气调质与余热回收耦合工艺。热经济性计算表明,利用机组凝结水为换热工质时,相对于空气为工质时总余热回收能力更高,系统投资和能耗较低。其中方案D将余热汇入回热系统时,根据能量梯级利用理论,并遵循汇入点温差最小原则,将余热分别回收至机组第六级、第七级低加,显著减小了系统有效能损失,最大化提高了系统经济性。系统?损百分比为1.05%,增加能耗1163kW,折算后可使660MW机组发电煤耗降低2.373g/kW·h。
本文采用CFD研究了入口烟气的速度、温度、SO2质量浓度以及液气比对一体化脱硫除尘塔脱硫除尘性能的影响特性;同时提出了入口烟气调质与余热回收耦合工艺系统,并结合热经济性分析方法研究分析了系统能耗和节煤量,为脱硫系统优化提供方案参考。
对脱硫性能的研究表明,入口烟气速度是脱硫塔流场均匀性的直接影响因素。速度均匀指数与入口烟气速度成负相关性,与液气比成正相关性,并提出了使速度均匀指数大于0.95时入口烟气速度和液气比应满足的关系式。当液气比大于12.08L/m3时,调节入口烟气速度不能有效的改变脱硫效率;入口烟气温度增大,不利于SO2的吸收反应,系统水耗增大的同时脱硫效率也逐渐下降;入口SO2浓度越大,受浆液吸收能力的限制,脱硫效率也随之降低;液气比增大,由于浆液量的大量增加,脱硫效率也随之先迅速增大后变缓。最佳运行参数范围为入口速度8m/s、入口温度85℃、入口浓度1000~3500mg/Nm3、液气比13~15L/m3。
脱硫塔协同除尘性能研究发现,三种捕集机制中惯性捕集机制的贡献最大,热泳和拦截贡献较低。亚微米级颗粒在脱硫塔内脱除效果较差,而大于3μm的颗粒脱除效率接近100%。脱硫塔除尘效率主要受入口烟气速度、温度和液气比的影响。当入口烟气速度增大时,总除尘效率基本保持在81.5%左右,变化幅度不超过0.3%;当入口烟气温度增大时,总除尘效率也随之增大,但变化幅度小于2%。当液气比增大时,除尘效率先迅速增大后变缓,总除尘效率最高可达86%。
文章还研究提出了四种入口烟气调质与余热回收耦合工艺。热经济性计算表明,利用机组凝结水为换热工质时,相对于空气为工质时总余热回收能力更高,系统投资和能耗较低。其中方案D将余热汇入回热系统时,根据能量梯级利用理论,并遵循汇入点温差最小原则,将余热分别回收至机组第六级、第七级低加,显著减小了系统有效能损失,最大化提高了系统经济性。系统?损百分比为1.05%,增加能耗1163kW,折算后可使660MW机组发电煤耗降低2.373g/kW·h。