喷射鼓泡法烟气脱硫的回归建模分析.pdf

2 0 0 4 中一一■} 腑脱碡技术与设鲁晨览会■技术研讨会 2 0 舛C h h t aI n t e r n a t i o n a ld e S O xd e N O xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e喷射鼓泡法烟气脱硫的回归建模分析R e g“a n a l‘o fJ e tB u b b l i n g g r e s s i o na n a l y S I SJe t1 5 U b b lF l u eG a sD e s u l f u r i z a t i o n李光李晓芸华北电力大学( 北京)l j 氐本文以喷射鼓泡脱硫甄理为指导．尝试翻用回归分析方法对数据进行处理．透过主要参数建立脱硫率西数．实现定量经分柝'A b s t r a c 七T h et h e o r yo fF G Dp r o c e s si nJ e tB u b b l i n gR e a c t o ru s i n gl i m e s t o n ew a ss t u d ya sag u i d a n c ei nt h i sa r t i c l e ．T r y i n gt ou s et h em a i np a r a m e t e r st om a k eam o d e lo ft h er e m o v a le f f i c i e n c yo f s 0 2 ．R e g r e s s i o na n a 枷i sw a su s e dt od e v e l o pt h em o d e l ．关t 词：喷射鼓泡．主娶参数．画归。

脱硫率K e yw o r d ：J e tB u b b l i n , t h em a i n p a r a m e t e r s , r e g r e s s i o n , r e m o v a le f f i c i e n c yo f S O ：喷射鼓泡脱硫工艺为湿式脱硫法之一，该工艺为日本千代田公司率先提出，其特点是使用了喷射鼓泡反应器( J B R ) 在J B R 中，烟气通过喷射器直接喷散到洗涤液中，取消了浆液喷淋装置和再循环泵经处理后的烟气经过烟气升气管进入上层的混气室，然后经除雾器后由烟囱排出该工艺取消了复杂的浆液再循环系统，简化了工艺过程，也降低了能耗，因而使基建投资和运行费用都有所减少1 ．反应机理喷射鼓泡烟气脱硫工艺中的核心部件是被称为J B R 的气一液一固喷射鼓泡式反应器，吸收器烟气通过喷射管进入一个由高、低两只平板组成的密封箱，箱内充满石灰石浆，喷射管在较低的板上开口，使烟气直接进入J B R 最低层的石灰浆中，通过由一台鼓风机增压的烟气由喷射管喷出，以鼓泡形式通过石灰浆向上流动，完成烟气脱硫中$ 0 2 的吸收反应过程为：S 0 2 ( 窑) _ S 0 2 S 0 2 + H 2 0 一} 1 2 S 0 3 一} r + H S 0 3H S 0 3 一H + + S 0 2 - 3 C a C 0 3 - - ·C a 2 + + C o 气c 一+ + s O z l 3 + 1 ／2H 2 0 - - - C a S 0 3 ·1 ／2H 2 0C a S 0 3 ·1 ／2H 2 0 + 1 ／2 0 2 + 3 ／2H 2 0 - - ·C a S 0 4 ·2H 2 0 ( s )2 ∞4 中国国际脯脱南技术与设备晨览会■技术研讨会2 0 0 4C h i n aI n t e r n a t i o n a ld e S O xd e N O xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e2 ．影响因素分析2 ．1 烟气压力损失a P 0 9 ) 对脱硫率的影响烟气的压损对脱硫率是十分重要的影响因素，脱硫率与烟气压力损失A P 的关系如图1 所示，压损的增大会使脱硫率增加。

J B R 内烟气通过石灰浆液厚度的增加，增大了气液反应空间，延长气液反应时间，因而有利于S 0 2 的吸收同时压损的增大，系统能耗也会相应增加当压损A P = 3 0 c m 水柱时，大多数的煤种脱硫率都在9 0 ％左右，当压损t d ' > 4 0 c m 水柱时，对脱硫率的影响已经不十分显著了从图中我们还可以看出，在烟气的压损保持恒定时，F G D 系统的脱硫率随着煤的含硫量的降低而升高图1硫含量对脱硫率的影响2 ．2 石灰浆液的p H 值∽对腻宰的影响当压损为恒定时，石灰浆液的p H 值与脱硫率的关系如图2 所示从图中可看出，石灰浆液的p H 值只有在4 ．0 - 4 ．5 之间对脱硫率产生显著影响，增大到5 ．0 以后，对脱硫率的增加作用将会很小同时，石灰浆液的p H 值直接影响石灰石的利用率，如图3 所示，当p H 值保持在5 ．0 以下，石灰石利用率通常都在9 7 ％以上，随着p H 值的上升，石灰石利用率将会显著下降而p H 值为5 ．5 时，石灰石利用率降为6 0 ％N 茬i ，因此，J B R 内的石灰浆液p H 值应保持在5 ．O2 0 0 4 中国一际脱t 脱确技术与设鲁I ■冀会■技术研讨会2 ∞4C h i n aI n t e r n a t i o n a ld e S O xd e N o xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e以下，这样才能保证一定的石灰石利用率，从而保证F G D 系统运行的经济性。

p H 值的控制还有利于防止J B R 内部设备的结构堵塞，通常当p H 值大于5 ．2 时，结垢现象会比较严重，从而石灰石利用率下降，在低利用率的情况下，喷溅的石灰浆液会在内壁与S 0 2 反应，形成内壁上大面积的湿浆层，从而降低设备的可靠性图2p H 值对脱硫率的影响图3 石灰浆p H 值对石灰石利用率的影响2 ．3 入口S O z 的浓度( C ) 对脱硫事的影响燃煤的含硫量不同，J B R 入口的烟气S 0 2 浓度也不同，会对脱硫率产生影响如图4 所示，脱硫率随进口S 0 2 的增加而呈下降的趋势6 02 0 0 4 中目目膏} 脱麓聃技术与设鲁晨，E 会■技术研讨会2 0 0 4C h i n aI n t e r n a t i o n a ld e S O xd e N O xE x l f l b i ／i o n ＆C o n f e r e n c e图4 入口S 0 2 浓度对脱硫率的影响2 ．4 锅炉负荷( L ) 对脱硫率的影响锅炉负荷的增大使S 0 2 浓度增加，从而使脱硫率下降这主要涉及两方面的影响，首先，锅炉负荷的增加使更多的烟气流入Y B R ，为保证一定的压损，Y B R 内的石灰浆液的高度必然要降低，势必会导致脱硫率的下降。

其次，负荷的增加造成进入Y B R 的S 0 2 总量增加，从而影响脱硫率3 ．脱硫率( R ) 建模利用统计学知识，把研究对象设定为因变量，挑选对因变量影响显著的因素作为自变量，建立一个回归方程，按自变量对因变量的作用程度从大到小逐个引入回归方程，同时检验方程中各个自变量的显著性，若合格则保留、不显著则剔除，反复进行直到再没有显著性影响的变量可以引入，最终形成最优的回归方程该方法的运用条件是有大量观测统计数据，适用研究没有确定关系形式的因素对象，运用工具可以使用社会科学统计软件( S P S S ) 通过脱硫率的影响因素分析，该方程包括石灰浆的p H 值( P ) ，吸收塔压损( E ) ，烟气入口的S 0 2 浓度( C ) 和锅炉负荷( L ) 四个变量依据国外经验，确定函数关系为：晨= 1 0 0 ( 1 一扩P 五∞)H ( P ，E ，C ，D = 一( ％+ q ￡+ 吃C + 呜L C + q E + 呜尸+ 口6 尸2 + 吗E P )即： 斌只墨G z ' P ，皿正D = 娥p “ X L )经变形后为：Y = H ( P ，E ，C ，D穸- G ( j i ) = h l ( 等)由矩阵法得到：6 12 0 0 4 中一一际脓脱碡技术与设备晨览会■技术研讨会2 0 ∞C h i n aI n t e r n a t i o n a ld e S O x 山≥N o xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c eY 7 = ( X ，艺，叨艺)／口’( a o ，q ，皿吗)f1 ⋯X 1 7 X ：I ；。

．；I1 1 ⋯X 7即： Y = 一勋+ Pa = ( X X ) - 1 X 7其中( X X ) - 1 是X X 的逆阵通过计算机，可以得出结果鉴于计算量较大，借助S P S S 软件进行数据处理，其结果如下：a o = 3 ．5 5 6回归系数相关性显著水平相关性显著水平相关系数标准变量 口fS i gFS i gR 2LO ．0 0 6 96 ．6 7 3．0 9 5C- 9 ．4 2 , 1 0 - 5．2 6 0L C．．8 ．4 3 , 1 0 4- 3 ．2 7 5．1 8 9E- 4 1 2P- 0 ．1 4 7 50 ．9 4 1P 2- 0 ．0 9 3 5- 8 ．8 3 0．0 7 2E P0 ．1 4 l- 9 ．0 0 9．0 7 0因此函数为：R = 1 0 0 ( 1 一e H ‘，’E ’c ’L ’)H ( P ，E ，C ，L ) = 一( 3 ．5 5 6 + 0 ．0 0 6 9 L 一9 ．4 2 “ 1 0 5 C 一8 ．4 3 “ 1 0 巧L C- 4 1 2 E 一0 ．1 4 7 5 P 一0 ．0 9 3 5 P 2 + O ．1 4 1 E P )4 ．结果讨论从结果中可看出，此工艺的关键影响因素为烟气的压损㈣，随着机组容量的增大，烟气量的增多，要达到预定的脱硫率必然要增大压损( E ) ，这就必然要考虑技术的可行性和必要的投资，这也正是此项工艺发展的限制性因素．2 0 0 4 中目国际臃_ l 确技术与设鲁晨览会■技术研讨会2 0 0 4C h i n aI n t e r n a t i o n a ld e S O xd e N O xE x h i b i t i o n & C o n f e r e n c e对于己运行的设备，石灰浆的p H 值是影响脱硫率的直接因素，对其监测是十分必要的，通过调节可以对脱硫率产生明显的影响。

通过数据可以看出此函数基本符合实际运行情况，但限于所收集的数据的局限性，此函数只在限定区间内适用5 ．结论( 1 ) 喷射鼓泡脱硫工艺低p H 值的运行，避免了洗涤塔的结垢和堵塞，加强了亚硫酸钙的氧化，增加了石灰石的溶解度，其工艺性和经济性较优 2 ) 此工艺的适应性较强，对于高低硫煤种的脱硫，通过影响因素的调节，都能收到满意的脱硫率 3 ) 通过回归分析技术，可以更好地掌握关键影响因素对于脱硫率的影响，实现量化分析，提高数据的可用性，增强数据的实用价值参考文献【l 】钟秦．喷射鼓泡烟气脱硫一化学吸收工艺的研究．南京理工大学学报，1 9 9 7 ，2 1 ( 5 ) ：4 1 9 ．4 2 2【2 】任若恩，王惠文．多元统计数据分析【M 】．北京：国防工业出版社，1 9 9 7【3 】高志平．先进的烟气脱硫( A F G D ) 洁净煤技术叨．电力环境保护，2 0 0 0 ，1 6 ( 4 ) ：5 1 ．5 5【4 】B u r f o r d ，D ．P ．( S o u t h e r nC o m p a n yS e r v i c e s ，I n c ．) a n dI ．G ．P e a r l ( R a d i a nC o r p o r a t i o n ) ．1 9 9 5 ．G e o r g i aP o w。