[00818164]大型燃煤电站锅炉烟气脱硫系统关键技术的研究

该成果所属技术领域为火电厂大气污染物控制技术研究。该项目的主要内容如下：建立了脱硫效率预测新模型，该成果发表在国际学术杂志《EnergyConversionandManagement》2009,50(10)上。具体如下：通过双膜理论研究发现，通常湿法烟气脱硫过程是由液膜和气膜的传质所控制，气膜传质阻力占总阻力比在0.4-0.6之间；研究揭示了烟气脱硫关键设备包括吸收塔、热交换器(GGH)多相运输与传递规律，实现对脱硫及其关键设备动态过程的预测，提出了烟气脱硫多参数简化的效率预测模型，而以往的脱硫预测模型非常复杂，涉及传递、反应，且考虑气、液、固三相湍流流动与多步化学反应全耦合，大都是三维，数值计算较为复杂，提出的一维脱硫效率预测的理论公式具有一定创新性。建立了脱硫塔内结构优化设计方法，开发了拥有国家软件著作权的相应计算软件，并针对350MW和900MW燃煤锅炉湿法脱硫塔内烟气空间流动参数和脱硫效率进行了研究。具体如下：以气液两相流体力学及化学反应动力学为基础，优化设计脱硫塔内流体流动的目就是强化气液两相的混合和质量传递，延长气液两相在塔内吸收段的接触时间，增大气液两相接触面积并尽量降低吸收塔阻力。该课题就是采用多相计算流体力学、化学反应动力学和湍流扩散反应理论，对喷淋塔内压力场、流场和脱硫效率等进行了数值模拟，主要是分析了喷淋塔塔径、烟气进口角度、液体再分配环、喷淋层间距等喷淋塔几何结构以及锅炉负荷、喷淋层投运方式、烟气流速、液气比等喷淋塔运行参数等对塔内压力场、流场以及喷淋塔内SO2吸收与分布的影响，提出了针对实际电站锅炉的脱硫塔内结构优化设计参数。对脱硫塔持液槽内的亚硫酸钙氧化过程和石膏结晶过程进行了优化研究，并进行了实验室研究与生产现场运行实际情况的比较。研究表明：亚硫酸钙氧化过程中，本征化学反应速率对亚硫酸根离子是3/2级响应。宏观化学反应速率对亚硫酸根离子是1/2级响应。随着温度的升高，反应速率升高，转化率增大。对氧化反应速率来说，温度对其影响最大，搅拌速率对其影响最小；对转化率来说，温度对其影响最大，pH在3.5-5.5范围内对其影响最小。根据试验结果可得出优化操作条件为：温度50-60℃、通气量88ml/min、pH调到5-6、搅拌速率500rpm。该项目应用情况如下：该项目的研究成果研究成果成功应用于上海电气石川岛电站环保工程有限公司的350MW、900MW的电站锅炉脱硫项目中，取得了比较好的经济效益和社会效益。该课题工作有助于推进脱硫技术和设备的国产化进程，逐渐形成中国电站锅炉FGD适用的具自主知识产权技术，对课题组社会发展具有重要作用，将具有广阔的市场前景和经济、社会、环境效益。