高效填料塔中用柠檬酸_柠檬酸钠溶液进行烟气脱硫的研究.docx

高效填料塔中用柠檬酸Π柠檬酸钠溶液进行烟气脱硫的研究袁孝竞 Ξ 李围潮 盛在行 郭卫东 沙 勇 谢宜燕( 高效填料塔中用柠檬酸Π柠檬酸钠溶液 进行烟气脱硫的研究 袁孝竞 Ξ 李围潮 盛在行 郭卫东 沙 勇 谢宜燕 (天津大学化学工程研究所 , 天津 300072) 以柠檬酸Π柠檬酸钠溶液为缓冲液在高效规整填料塔中进行烟气脱硫 。模拟的烟气首先在吸收塔中用柠檬酸钠溶液脱硫 , 然后富液在解吸塔中释放出 SO2 , 再生的缓冲液返回吸收塔循环使用 。研究了影响吸收及解吸效率 的各种重要参数 , 确定了最佳操作条件 。对解决 SO2 污染问题提供了应用基础 。 关键词 : 烟气脱硫 柠檬酸Π柠檬酸钠缓冲溶液 二氧化硫 填料塔 规整填料 自 70 年代以来 , 全球 SO2 排放量年递增 5 % , 本文研究了规整填料塔中 , 柠檬酸Π柠檬酸钠 烟气脱硫过程及其实验室规模的最佳操作条件 , 可 作为工业放大设计的参考 。 这对人体 、动植物 、建筑物都有极大危害1 。欧洲 - 6 2 国家把 SO2 的排放浓度规 定 在 135 ×10 以 下 。 - 6 我国目前将 SO2 的排放浓度规定在 500 ×10 以下 , 1 反应机理 SO2 的吸收和解吸可逆反应式如下 : 3 我国的各种 SO2 排放源中约有 87 %来自燃煤 。 烟气脱硫 ( Flue Gas Desulfurization , 简称 FGD) 过程 , 一般指低浓度 SO2 烟气的净化 。通常处理的 烟气中 , SO2 浓度仅为0 . 1 %～0 . 5 % , 致使烟气脱 硫装置的投资和操作费用都很高 , 因此要求装置必 3SO2 (g) + 3H2 O + Na3 Ci (1) 3NaHSO3 + H3 Ci 上述反应在吸收时向右进行 , 在解吸时则向左进 行 。式中 H Ci 指柠檬酸 。 3 须高性能 、高效率 。文献 4 介绍了各种烟气脱 2 实验装置及流程 吸收及解吸实验装置及流程分别列于图 1 和图 2 。 硫技术 。目前已工业化的主要方法有石灰Π石灰石 法 、氨法 、Wellman2Lord 法和稀硫酸法等 。 图 1 吸收装置及流程 1 - SO2 钢瓶 ; 2 - 缓冲瓶 ; 3 - 气体转子流量计 ; 4 - 罗茨鼓风机 ; 5 - 气体镇流器 ; 6 - 皮托管压差计 ; 7 - 温度计 ; 8 - 压差计 ; 9 - 液体分布器 ; 10 - 气体取样口 ; 11 - 填料吸收塔 ; 12 - 液体取样口 ; 13 - 富液贮罐 ; 14 - 贫液贮罐 ; 15 - 泵 ; 16 - 液体转子流量计 ; 17 - 液面计 Ξ 袁孝竞 , 教授 。主要从事大型填料塔内气液两相流动和高效填料塔及新型塔内件的研究 。擅长解决石油化工等行业中传质分离塔器 的增产 、节能及效率等问题 , 现受聘于天津市新天进科技开发 。 袁孝竞等 高效填料塔中用柠檬酸Π柠檬酸钠溶液进行烟气脱硫的研究·47 ·图 2 解吸装置及流程1 - 泵 ; 2 - 填料解吸塔 袁孝竞等 高效填料塔中用柠檬酸Π柠檬酸钠溶液进行烟气脱硫的研究 ·47 · 图 2 解吸装置及流程 1 - 泵 ; 2 - 填料解吸塔 ; 3 - 塔底贮罐 ; 4 - 液体取样口 ; 5 - 液体转子流量计 ; 6 - 降膜蒸发器 ; 7 - 压差计 ; 8 - 冷凝液贮罐 ; 9 - 冷凝器 ; 10 - 富液贮罐 ; 11 - 贫液贮罐 ; 12 - 预热器 吸 收 塔 和 解 吸 塔 的 内 径 分 别 为 280mm 和 148mm , 两塔内均装填金属板波纹规整填料 , 型号 均为 250 Y 型 , 装填高度分别为1 . 4m 和 1 . 7m 。由 于吸收塔和解吸塔塔径不匹配 , 因此吸收和解吸分 别作实验 。 从图 1 可看出 , SO2 由钢瓶引出 , 经计量后导 入吸收塔的进气管 , 与由风机鼓入塔内的空气混 合 。作为吸收剂的柠檬酸Π柠檬酸钠缓冲溶液经计 量后进入塔顶液体分布器 , 然后在填料层中与逆流 而上的 SO2 和空气混合气体接触并进行传质 。尾气 自塔顶排放至大气中 , 吸收后的富液进入贮罐 。 图 2 中的解吸流程是采用间接蒸汽加热方式 。 从吸收塔来的富液经预热后 , 泵入解吸塔塔顶 。在 解吸塔塔底部分缓冲液在降膜蒸发器中加热至泡点 并产生蒸气 。这样自塔底上升的蒸气与沿塔顶下降 的富液在填料层中逆流接触 , 脱除富液中的 SO2 , 富含 SO2 的蒸气在塔顶冷凝 , 脱除 SO