喷射鼓泡反应器在软锰矿烟气脱硫中的应用_朱晓帆

强调的是,冲灰水喷雾脱硫系统的喷嘴选择非常关键,耐磨、耐酸和防堵是需要考虑的主要指标。此外,系统阻力主要由脱水除雾部分贡献,脱硫塔及管路阻力较低。在进行系统设计时,校核原系统剩余压头是设计的重要步骤,如引风机尚有剩余压力,则最好能够避免对风机做过多改造。参考文献1林汝谋等.先进的燃煤联合循环发电技术.动力工程,1994.14(4):1～6.2刘炳江等.中国酸雨和二氧化硫控制区区划及实施政策研究.中国环境科学,1998.18(1):1～7.3毛健雄等.煤的清洁燃烧.北京:科学出版社,1998.4郝吉明等.燃煤与二氧化硫污染控制技术手册.北京:化学工业出版社,2001.5徐正中.飞灰烟气脱硫及其工艺设计.环境工程,1991.9(2):21～25.6亢燕铭等.电强化型洗涤器的粒子捕集与脱硫效应.环境工程,2001.增刊:42～44.7亢燕铭等.荷电喷雾脱硫实验与机理分析效应.环境科学学报,2001.21(5):538～543.8郭东明.硫氮污染防治工程技术及其应用.北京:化学工业出版社,2001.9陆永琪等.烟道喷浆脱除烟气中二氧化硫的试验研究.环境科学,1996.17(5):16～19.10童志权.工业废气净化与利用.北京:化学工业出版社,2001.11陈昭琼,童志权.pH值对石灰(石灰石)湿法脱硫反应机理的影响.环境科学,1996.17(5):42～44.作者通讯处亢燕铭200051上海市延安西路1882号东华大学环境学院。2002-04-17收稿喷射鼓泡反应器在软锰矿烟气脱硫中的应用朱晓帆刘若冰(四川大学(西)分析测试中心,成都610065)蒋文举苏仕军金燕(四川大学建筑与环境学院,成都610065)摘要对喷射鼓泡反应器结构及反应器内传质、反应状态进行了分析,并对脱硫浸锰进行了研究。结果表明,采用喷射鼓泡反应器可以获得好的脱硫率和锰浸出率,同时该反应器将SO2吸收和锰浸出放在一个设备中进行,省去了外循环系统,故该装置系统简单、紧凑,投资省,脱硫效率高。关键词喷射鼓泡反应器软锰矿浆脱硫浸锰1前言软锰矿主要成分是MnO2,选用软锰矿制浆脱除烟气中SO2,不仅可治理SO2污染,还可得到具有工业价值的MnSO4产品[1～4]。从目前国内研究来看,研究内容主要是针对软锰矿浆脱硫这一气液固多相体系进行吸收设备选型和工艺参数的探索。实验中所选用的吸收设备主要有湍球塔、筛板塔、填料塔、鼓泡塔及卧式机械喷洒吸收器等。从实验结果来看,采用这些设备一般都能得到较好的脱硫、浸锰效果,脱硫率>80%,吸收液经过后续处理后,所得MnSO4产品符合国家不同产品标准。不过在这类设备中,为了使矿浆与烟气中SO2能逆流接触进行吸收、传质反应,通常都采用了泵作为外循环系统。但锰浆酸性较重(pH=1～3),有强的腐蚀性,同时软锰矿粒比较硬,对泵体及叶轮有较大磨损,在腐蚀和磨损协同作用下,泵的损坏加快,使操作难于长期进行[5～7]。因此为了使该法能应用于工业生产,软锰矿浆烟气脱硫反应器的研究显得十分重要。2喷射鼓泡反应器结构及特点软锰矿浆吸收烟气中SO2属于气液固三相系统,溶液中脱硫、浸锰分两步进行。首先是烟气中SO2气体溶于水,然后软锰矿浆再与溶于水的SO2作用。前者是气液两相系统,后者是液固两相系统,而两步过程又在同一设备中完成,因此所选设备应满足气液固三相的充分接触,使吸收和浸出过程能相继快速进行。第二,软锰矿粒密度较大,在浸出过程中易沉淀而与液相分离,不利于液固充分混合和反应,同时在操作过程中也较易发生设备堵塞。因此所选设备应47环境工程2003年2月第21卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2003.01.016能保证矿粒充分悬浮在液相中,使液固充分接触反应,并防止设备堵塞。同时为了避免锰浆的腐蚀和磨损作用,减少能耗,所选设备最好无矿浆外循环系统,但又具有浆气逆流接触的优点。根据以上分析和考虑,本实验中选用了喷射鼓泡反应器作为软锰矿浆烟气脱硫的吸收设备,结果见图1。图1喷射鼓泡反应器结构示意图图2喷射鼓泡反应器内气体喷射管操作情况图反应器主要由机械搅拌器、烟室、气体喷射管及除雾器组成,其关键部件为气体喷射管。烟气水平进入烟室后,被气体喷射管分成若干小份,然后以一定速度从喷射管口喷出进入溶液,在出气口附近由于撞击作用,气体破碎成小气泡,然后由于浮力和搅拌作用而曲折向上。与液体发生碰撞被湍动的液体细分和分散,同时液体被气泡剧烈地搅拌,由此气泡和液体发生充分接触形成喷射鼓泡层,进行气-液传质,完成SO2的吸收过程。同时在气体喷射口以下的反应区,主要进行液-固反应。由机械搅拌将矿粒悬浮于SO2溶液中,使液相SO2与固相MnO2反应生成MnSO4,最后在搅拌及喷射共同作用下,整个液流产生内循环,使气液固三相充分混合,完成脱硫、浸锰过程。如图2、图3和图4所