实验十三文丘里——旋风水膜除尘器的除尘模拟实验

实验十三文丘里——旋风水膜除尘器的除尘模拟实

验

实验四

GR型消烟除尘脱硫壹体化装置的模拟实验

壹、实验意义和目的

燃煤锅炉排放的烟气含有大量的二氧化硫和烟尘，是目前我国主要的大气污染源之壹，若不对该烟气加以净化处理，将会造成严重的大气污染。GR型消烟除尘脱硫壹体化装置是成熟先进的烟气净化装置，它是集消烟、除尘、脱硫为壹体的高效锅炉净化装置，该设备具有效率高，投资少，无二次水污染等特点，经全国多家锅炉应用运行表明其处理效果良好，出口烟气各项指标均达到国家规定的标准要求。通过本实验应达到以下目的：

（1）了解湿式除尘脱硫壹体化装置的组成及运行过程；

（2）掌握湿式除尘脱硫壹体化装置的工作原理；

（3）掌握采用烟气平行采样仪测定烟气中烟尘和二氧化硫浓度的方法；二、实验原理

GR型消烟除尘脱硫壹体化装置的消烟除尘及脱硫原理

（1）消烟除尘原理

湿式消烟除尘脱硫过程是以水、气、固三相工艺技术组成的壹个系统，如何增大水、气、固的接触面积将直接影响消烟除尘脱硫效果，为增大接触面积，湿式净化装置，采用自激式核凝原理实现消烟除尘脱硫。内部结构是在除尘室内设置自循环给水、收缩段、弧形板、扩张段、阶段折流等。作用过程是烟气通过风机作用产生高速气流冲击液面，由于烟气气速高、气温高，可产生大量微小水滴及过饱和水蒸气，较大烟气在流动过程中和直碰撞聚结沉降，微细烟气作为过饱和蒸气的凝结核，均匀地冷凝于每个微粒上凝聚增大，由0.1~1μm增大到5μm

之上，经过较长的折流挡板和气液分离器将液固混合物从烟气中分离，达到消烟除尘脱硫效果。

（2）脱硫的主要原理

湿式脱硫的主要作用有俩个：壹是水对二氧化硫的物理吸收剂，二氧化硫溶于水SO 2+H 2O=H 2SO 3，这是壹个可逆过程，烟气脱硫效果受到最大溶解度的限制；二是化学吸收，烟气中SO 2和水中碱性物质发生中和反应，反应机理如下：

从反

应机理来见，脱硫效率受到气、液、固三相湍流状态和洗涤液的

浓度及碱度有关。

采用双碱法，双碱法包括吸收和再生俩个步骤。该法吸收SO 2采用钠基碱，因为它易吸收SO 2，反应速度快，反应充分，和钙基相比，在较低液气比时得到较高的脱硫效率，而运行中实际消耗的是廉价的石灰（钙基），因为吸收SO 2的废水进入再生池用石灰进行再生，使NaOH 或Na 2CO 3再生，重新进入除尘器内和SO 2发生反应。由于生成CaSO 3的沉淀反应不在除尘器内部，而是在沉淀再生池中进行，因此，不会在除尘器及管道中产生结垢和堵塞现象，在除尘器内部是吸收反应，生成的是Na 2SO 3。所以双碱法具有高脱硫率、不易堵塞结垢等优点，而实际消耗是便宜的石灰，运行费用也较低。反应方程式：

①吸收反应：

NaOH+SO 2→Na 2SO 3+H 2O Na 2CO 3+SO 2→Na 2SO 3+CO 2↑ Na 2SO 3+SO 2→2NaHSO 3

-

++→→+3

23222)(SO H H SO H O H SO 液-+

-

+→23

3

2SO

H SO H O H OH H 2→++)

()(22液气SO SO →

②氧化反应：

2Na2SO3+O2→2Na2SO4

在氧量不足的情况下，该反应不易发生。

③再生反应，对吸收液的再生：

CaO+H2O→Ca(OH)2

2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3^(1/2)H2O↓+3H2O

Na2SO3+Ca(OH)2+(1/2)H2O→2NaOH+CaSO3^(1/2)H2O↓

有氧存在时：

2CaSO3•(1/2)H2O+O2+3H2O→CaSO4•2H2O↓

(3)循环水系统

循环水系统由循环水池、循环水泵、循环水管道和加药装置组成。循环水池满足锅炉脱硫循环用水的需要，且能保证其沉淀反应时间。本系统采用零排放闭环运行，以避免二次污染。循环水池由俩部分组成：沉淀池、清水池。脱硫采用双碱法，双碱法CaO溶解液在进入沉淀池前加入；随冲渣水壹起进入沉淀池，双碱法在沉淀池中进行再生反应，NaOH得以再生，反应生成的沉淀CaSO3、CaSO4及灰渣在沉淀池被捞出。运行初期用的NaOH及运行中需补充的NaOH 在清水池中加入，pH调节在进入沉淀池前进行，其pH值应根据煤种的含硫量进行调控。pH值控制在9～10左右。

经全国多家锅炉实际运行表明，锅炉烟气经收缩管道撞击R板形成小水滴和水蒸气经多级折流挡板、扩张段、脱雾器，可达到较好的消烟除尘脱硫的效果。

三、装置主要特点及技术指标

①除尘、脱硫、消烟壹体化完成；②对微小颗粒有较高的去除效果；③水封

闭式自循环，不存在二次污染；④净化效率高：除尘效率>98%；脱硫效率>65%；烟气黑度<1级。

四、实验流程及装置

实验流程，如图1所示。

图1实验流程图

GR型消烟除尘脱硫壹体化装置，见图2。

图2GR型消烟除尘脱硫壹体化装置

1-进气管；2-收缩管；3-R形狐板；4-挡板；5-S形通道；6-溢流水箱；7-溢流管；8-除湿装置；9-

排气管；10-卸灰管

五、分析测试器材

（1）TH-880Ⅳ型微电脑烟尘平行采样仪（武汉天虹智能仪表厂）：1台

（2）玻璃纤维滤筒：若干。

（3）镊子：1支。

（4）分析天平：分度值0.001g，1台。

（5）烘箱：1台；

（6）橡胶管：若干。

六、实验步骤

1、滤筒的预处理：测试前先将滤筒编号，然后在105℃烘箱中烘2h，取出后置于干燥器内冷却20min，再用分析天平测得初重G1且记录。

2、检查TH-880Ⅳ型微电脑烟尘平行采样仪干燥筒内的硅胶干燥剂，保证其呈兰色，清洗瓶内装入3%的H2O2150ml，仔细阅读该装置的说明及线路连接图，连接线路。然后打开电源开关，预热20~30分钟。