快速制备粉状活性焦烟气脱硫系统的数值研究

周鑫培,陈伟，何燕

(青岛科技大学 机电工程学院,山东 青岛 266061)

近年来，烟气脱硫(flue gas desulfurization,FGD)已经成为世界各国政府广泛关注的问题。湿法脱硫由于其脱硫效率高、运行可靠等优点[1-4],受到了业界广泛的关注。迄今为止，国内外对于湿法脱硫的研究已经比较充分。Gutiérrez等[5]对湿法石灰石烟气脱硫系统进行了数值模拟研究。钟秦[6]对湿法烟气脱硫系统进行了理论和实验研究。Heidel等[7]还分析了海水碱度、盐度、Ca2+等金属离子、温度、液气比、SO2初始浓度对脱硫效率的影响。对湿法烟气脱硫的基础研究促进了其在化石燃料等行业的应用。

然而，湿法烟气脱硫存在几个难以解决的缺陷：第一，主要烟气脱硫剂不可再生，副产品经济价值低，还会引起新的环境问题；第二，湿法烟气脱硫产生的大量废水必须及时处理，且处理成本巨大；第三，湿法烟气脱硫中的化学过程会产生PM2.5。因此，干法和半干法烟气脱硫技术逐渐成为研究热点。Zheng等[8]采用CaO和Ca(OH)2粉体作为烟气脱硫的吸附剂，脱硫效率高达95%。Wang等[9]设计制造了一种采用石灰和粉煤灰混合脱硫剂的填充床反应器。金属氧化物如MO[10]、ZnO[11]、Fe2O3[12]、Fe2O3[13]和CuO[14]亦广泛应用于干法烟气脱硫系统。但由于吸附机理的限制，干法烟气脱硫仅适用于中容量锅炉。

为提高干法烟气脱硫系统的脱硫能力，在脱硫塔内喷入少量水，称为半干法烟气脱硫。钙基粉末[15]和活性炭[16]是半干法烟气脱硫的常用脱硫剂。Zhang等[15]在循环流化床中试装置上，测定了一种含Ca(OH)2的快速水合吸附剂的脱硫效率，并发现上游喷水脱硫效率比下游喷水高10%～15%。……