过氧化氢溶液增湿CaOH2脱硫的实验研究及微观机理分析研究.pdf

中国工程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 编号：084256 过氧化氢溶液增湿Ca(OH)2 脱硫的实验 研究及微观机理分析 周月桂，彭军，朱贤，柳瑶斌 （上海交通大学 机械与动力工程学院 热能工程研究所，上海 200240） （Tel ：021E-mail ：ygzhou@sjtu.edu.cn ） 摘要：在小型喷雾气流反应脱硫实验台上研究了不同浓度过氧化氢溶液增湿 Ca(OH)2 脱硫效果，并收 集了典型工况脱硫样品进行微观分析。实验结果表明，采用过氧化氢水溶液增湿 Ca(OH)2 脱硫时，其 脱硫效率随着过氧化氢溶液浓度的增加而有较大的提高。通过对脱硫样品的 XRD 和 SEM 分析，随着 过氧化氢水溶液浓度的增加，脱硫产物中未反应的 Ca(OH)2 减少，生成的硫酸钙和亚硫酸钙含量明显 增加，而且生成了更多更稳定的 CaSO4 ，进一步提高脱硫效率和改善半干法脱硫产物的品质。 关键词：半干法烟气脱硫，增湿，过氧化氢溶液，强化吸收，XRD分析 0 前言 半干法烟气脱硫技术由于系统较简单、投资及运行成本较低、脱硫产物成干粉状等 优点在中小型机组烟气脱硫中日益受到重视[1] 。与湿法脱硫相比，半干法的脱硫效率及 吸收剂的利用率相对较低，另一方面，其脱硫产物中含有不稳定的亚硫酸钙，影响了脱 硫产物的利用。因此，在半干法烟气脱硫中加入某种氧化剂强化SO2 吸收同时得到有价 值的副产品对于保护环境和实现资源的可持续利用具有重要的现实意义。 过氧化氢（H O ）作为一种强氧化剂，其氧化性强于氯气、二氧化氯、高锰酸钾， 2 2 通过催化可转化为活性仅次于氟的氢氧基[2]，而且不会造成二次污染，其分解产物为无 害的氧气与水。文献[3]在喷雾干燥脱硫小型试验装置石灰浆液中加入浓度为 1～5mL/L 的 H2O2 添加剂可明显提高脱硫效率和 Ca(OH)2 利用率，其脱硫效率可提高 20%左右。 在半干法烟气脱硫研究中已有采用 X 衍射仪、扫描电镜等分析脱硫产物的微观结构和脱 硫机理[4-6] 。本文在半干法烟气脱硫的基础上，采用添加少量的H O 水溶液增湿 Ca(OH) 2 2 2 强化 SO2 的吸收以进一步提高脱硫效率，同时采用X 衍射仪、扫描电镜等分析脱硫产物 微观结构和物相形态以阐明 H2O2 水溶液强化吸收 SO2 的微观反应机理。 1 实验系统 小型喷雾-气流反应脱硫脱氮实验系统如图 1 所示，主要包括模拟烟气发生系统、 吸收剂供给系统、反应器主体、H2O2 水溶液雾化增湿系统、脱硫产物收集装置和数据采 集系统等。从罗茨风机出来的空气经转子流量计计量后由电加热炉加热到给定烟气温 度，在加热炉出口风管处混入所需浓度的 SO2 气体，在模拟烟气中由变频螺旋给粉机加 入脱硫剂 Ca(OH)2 ，通过反应器顶部的空气分布器进入反应器实验段。反应器的直径为 3/h ，烟气温度为 120℃，进口烟气 SO 浓度 0.2m，高度为 1.0m。进口烟气流量为 102m 2 3 ，脱硫剂为化学纯 Ca(OH) 颗粒。配制好的一定浓度的 H O 水溶液经位 为 1430mg/m 2 2 2 于反应器中心的 Y 型喷嘴雾化成细小水滴增湿 Ca(OH)2 颗粒，形成的湿式石灰浆滴与烟 资助项目：国家自然科学青年基金资助项目（No） 气中 SO 反应。实验