一、實驗目的
濕法煙氣脫硫是控制大氣污染的重要手段,由于濕法脫硫運行成本低,脫硫效率高,脫硫產物(石膏)具有一定的經濟價值,所以目前被廣泛采用。通過濕法煙氣濕法脫硫實驗,使學生更深入的了解濕法脫硫的基本原理、工藝流程和影響脫硫率的因素,為從事火電廠煙氣脫硫工作打下堅實基礎。
二、實驗要求
1. 通過實驗進一步掌握濕法脫硫的基本原理及工藝流程,熟悉脫硫系統組成和結構。
2. 熟悉影響煙氣脫硫效率的主要因素。
3. 了解有關測量儀器的使用方法。
4. 基本掌握濕式石灰吸收法脫硫的操作要點。
三、實驗原理
利用吸收塔進行脫硫實驗。模擬煙氣由氣體輸送系統送至塔底,通過進氣管進入塔內,與由塔頂噴入的石灰漿液逆流接觸,在逆向接觸過程中完成SO2的吸收,主要反應式如下:
石灰吸收法反應 Ca(OH)2+SO2→CaSO3·H2O+H2O
石灰石吸收法反應 CaCO3+SO2+H2O→CaSO3·H2O+CO2
生成物與SO2進一步反應 CaSO3·H2O+SO2+H2O→Ca(HSO3)2
煙氣含氧時的反應 2CaSO3·H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O
干凈煙氣經除霧器由塔頂排出。吸收過的漿液流入漿液槽循環使用,以提高漿液的利用率。當槽中漿液PH值達到6以下時,排出一部分,同時補充一部分新鮮漿液。并測定吸收塔入口和出口的SO2濃度、煙氣溫度和壓差,進而計算出脫硫率。
四、實驗儀器、設備、材料
1.氣體制備及輸送系統:主要由模擬煙氣混合柜、風機、流量計及管道等組成。
2.吸收塔。
3.石灰漿液及輸送系統。
4.SO2標氣鋼瓶。
5.SO2測定儀。
6.溫度測量系統。
7.壓差測量系統。
五、實驗方法及步驟
1.連接測量系統。
(1) 連接SO2標氣鋼瓶。
(2) 連接溫度測量系統。
(3) 連接壓差測量系統。
(4) 連接SO2測定儀于主系統測量部位。
2.開動攪拌機,使漿液混合均勻。
3.開動漿液泵,調節流量,使之達到所需值。
4.開動風機,調節流量,使之達到所需值。
5.測量入口和出口的煙氣溫度。
6.測量入口和出口的靜壓差。
7.慢慢開啟SO2標氣鋼瓶,并打開已用標氣標定好的SO2測定儀,按說明書規定調節好儀器流量,測量入口煙氣濃度,使之達到1000ppm,并固定不變。
8.測定SO2濃度不變時不同液氣比(L/G)下的脫硫率(η):固定一個L/G,分別快速測定入口及出口SO2濃度,并測定溫度和壓差。然后再變動L/G,再次測定入口、出口SO2濃度、溫度和壓差。每一個L/G下要測定三次,取平均值。每變動一次L/G,要等5分鐘,使運行穩定后再進行測定。
六、實驗結果分析
1.將測定結果記入表4-1
表4-1 脫硫實驗記錄表
L/G (L/m3) | 測定次數 | Ci (mg/m3) | ti (℃) | hi (Pa) | Co (mg/m3) | to (℃) | ho (Pa) | η (%) |
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
平均 | ||||||||
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
平均 | ||||||||
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
平均 | ||||||||
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
平均 | ||||||||
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
平均 | ||||||||
備注 |
注:影響煙氣脫硫率的因素有液氣比、SO2濃度和鈣硫比等,本實驗主要選擇在SO2濃度一定的前提下,液氣比對脫硫率的影響。
2.按下式計算SO2濃度和脫硫效率
η=(1-)×100% (4-1)
式中 η-—脫硫率, %;
CiN-—入口SO2標準濃度,mg/Nm3;
CoN-—出口SO2標準濃度, mg/Nm3。
Cg= (4-2)
式中 Cg-—以mg/m3表示的氣體濃度,mg/m3;
Cp-—以ppm表示的氣體濃度,ppm;
M-—被測氣體的摩爾質量,g;
22.4-—標準狀態下(0℃,101325Pa)氣體摩爾體積,L。
CiN= Ci×× (4-3)
CoN= Co×× (4-4)
式中 Ci、Co-—入口、出口SO2測定濃度,mg/m3;
ti、to-—入口、出口煙氣溫度,℃;
P-—當地大氣壓力,Pa;
hi、ho-—入口、出口的真空度,Pa。
3.繪出η隨L/G變化的曲線
七、思考題
1.為什么二氧化硫濃度要換算成標準狀態下的體積?
2.通過本次實驗,認為液氣比對脫硫率影響如何?