本发明专利技术公开了一种亚硫酸钙氧化反应的模拟装置及方法

本发明专利技术公开了一种亚硫酸钙氧化反应的模拟装置及方法。该装置包括：恒温水浴；反应罐置于恒温水浴中，第一搅拌器位于反应罐内；反应罐内的曝气装置、二氧化硫气体入口装置和pH计；还包括：与反应罐底部连通的浆料进料装置；与反应罐上部连通的排渣装置；中央控制器与二氧化硫进气装置和pH计相连。本发明专利技术的装置和方法操作简单，测试结果准确，可直接应用于工程实践。

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【技术实现步骤总结】

本专利技术涉及亚硫酸钙氧化反应的模拟实验领域，具体涉及一种亚硫酸钙氧化反应的模拟装置及方法。

技术介绍

近年来，随着国家环保力度的不断加大，火电厂烟气脱硫技术发展迅速。在众多烟气脱硫技术中，湿法烟气脱硫以其脱硫效率高、设备小、投资少、易控制、占地面积小等优点成为国内外大规模商业化应用的脱硫方法。据统计，湿法烟气脱硫占全球电厂已安装并稳定运行的烟气脱硫能力的85%，其中日本占98%，美国占92%，德国占90%。 %。湿法脱硫也占我国20万千瓦以上大中型电厂脱硫总装机容量的90%。迄今为止，60万台以上的大型机组几乎都采用了湿法脱硫技术。以石灰石（石灰）为脱硫剂的湿法脱硫技术是湿法脱硫技术中应用最广泛的技术。电厂脱硫一般采用回收法，即石灰石（石灰）_石膏法。近年来，在石灰石（石灰）-石膏法的基础上，衍生出一些以碱性废渣为脱硫剂的湿法脱硫技术，如电石渣-石膏法、石灰泥-石膏法等。在湿法烟气脱硫过程中，亚硫酸钙的氧化是一个重要的化工过程，其氧化程度直接影响浆液系统的稳定性和副产品的质量，氧化系统的投资和运行成本是在整个脱硫工程中。约占10%。因此，开展烟气脱硫中亚硫酸钙氧化工艺的研究，对优化脱硫系统设计，保障脱硫装置长期稳定运行，降低投资和运行成本具有重要意义。为了研究亚硫酸钙的氧化过程，优化脱硫系统的设计和运行参数，需要完成模拟实验，而如何模拟实际的氧化过程以获得可靠的设计和运行参数是实验室的一项重大工作。常规的亚硫酸钙氧化工艺研究实验均采用间歇法。一次向反应罐中加入一定体积的脱硫剂浆液。加入二氧化硫稳定浆料pH值后，继续通入空气进行氧化。在不同的反应时间取样以分析浆料中亚硫酸盐浓度的变化。反应的初始状态和反应过程的控制与实际工程不同。初始亚硫酸钙浓度相对较高。随着实验的进行，亚硫酸钙浓度逐渐下降到接近于零，与项目实际情况不符。完全应用于工程实践。

技术实现思路

该专利技术操作简单，测试结果准确，可直接应用于工程实践。一种亚硫酸钙氧化反应模拟装置，包括恒温水浴；反应槽置于恒温水浴中；气体装置和pH计；还包括与反应罐底部连通的浆料进料装置；与反应罐上部连通的排渣装置；中央控制器与二氧化硫进气装置和pH计相连。浆料用恒温水浴加热，使反应在一定温度条件下进行，通过第一搅拌器的搅拌使浆料均匀。通过pH计测量浆料的pH值，以控制反应在一定的pH值下进行。本专利技术采用浆液循环氧化法。石膏浆料开始氧化，浆料加料装置连续将脱硫剂浆料注入反应罐。矿浆通过排渣装置排出。吸收和氧化过程连续进行。浆液中的亚硫酸盐一直处于比较低的稳定状态。待反应稳定（浆液中亚硫酸盐浓度比较稳定）后，开始取样试验。计算氧化率，更符合工程实际。优选地，所述二氧化硫进气装置包括二氧化硫钢瓶；连接钢瓶和反应罐的管道；管道上设有阀门和质量流量计，中央控制器与质量流量计相连。

二氧化硫从二氧化硫钢瓶出口进入反应罐，由质量流量计控制。优选地，所述曝气装置包括气泵；设置在反应罐内的鼓泡管；连接气泵和鼓泡管的管道；管道上设有转子流量计。来自气泵的空气经转子流量计控制流量后通过鼓泡管吹入反应罐。优选地，中央控制器包括PLC和与PLC连接的数据处理装置。 PLC与pH计和质量流量计连接。数据处理设备是计算机。二氧化硫的引入量由PLC和电脑控制程序自动控制。控制反应在一定的pH值下进行。当反应罐内浆液pH值高于控制值时 当反应罐内浆液pH值低于控制值时，二氧化硫流量将自动调节降低，以保持浆料的pH值常数。这样，在浆液进料泵流量恒定的条件下，即脱硫剂流量设定恒定的情况下亚硫酸钙 氧气，通过PLC控制反应槽内浆液的pH值来控制二氧化硫用量，避免因钢瓶压力下降而引起二氧化硫气体用量的变化。以保证反应槽内稳定的亚硫酸钙生成率。优选地，所述浆料加料装置包括浆料混合罐；放置在浆料混合罐中的第二个搅拌器；以及连通浆料混合槽和反应槽的浆料进料泵。在浆料混合罐中制备一定浓度的浆料，通过第二个搅拌器的搅拌使浆料均匀，然后将一定流量的浆料从反应罐底部与浆料一起泵入反应罐泵。

排渣装置包括浆槽和第三搅拌器。反应槽内的浆液从反应槽上部的溢流口溢流到浆槽内，保证反应槽内浆液的液位不变，同时，浆料和浆料的流速保持一致。使浆液均匀。作为优选，反应罐为加盖设计，即顶部设有盖板，将反应罐封闭，防止水分蒸发。反应罐容积为1.5L，根据实际情况选择，容积过小减少装置的冗余操作。体积过大，会偏离工程实际工况；如果体积太大，实验成本会增加。该专利技术还提供了一种模拟亚硫酸钙氧化反应的方法，包括：（1）在反应槽中制备石膏浆，在浆液制备槽中制备钙浓度与石膏浆相同的脱硫剂浆液，并调节反应罐内的温度； (2)脱硫剂浆液从反应罐底部连续通入反应罐，同时向反应罐内通入空气和二氧化硫，脱硫剂浆液吸收二氧化硫生成亚硫酸钙浆料，亚硫酸钙浆料被空气氧化成石膏浆料，石膏浆料从反应罐上部溢出至浆料罐；（3)定期检测反应中的亚硫酸钙浓度罐和浆罐，绘制亚硫酸钙浓度变化曲线，待亚硫酸钙浓度稳定后，计算亚硫酸钙氧化率；反应过程中，通过pH计监测反应罐内的pH值，并将监测到的pH值发送至PLC，因此所述PLC根据pH值调节二氧化硫的进气量。作为优选，反应中浆料的pH值t ank 是 5.O 6.O.

优选地，浆料在反应罐中的停留时间为12-24h。优选地，引入反应罐的空气和二氧化硫的摩尔比为2.54.O。优选地，反应罐中浆料的温度为30-55℃。优选地，反应槽中浆料的搅拌功率为O. 08 O. 15kw/m3. 15kw/m3。作为优选，步骤(1)中所述石膏浆的浓度为10-20％，石膏浆中的钙浓度为0.561.15mol/L。专利技术的有益效果（1）定期检测反应罐和浆液罐中亚硫酸钙浓度的变化，绘制曲线亚硫酸钙 氧气，曲线后可在实验条件下计算脱硫剂使用时亚硫酸钙的氧化情况是稳定的。速率和氧化性能，实验周期仅为传统方法的10%-50%。 (2)在不中断实验过程的情况下，可以改变氧化反应的控制参数，包括反应槽内浆料的pH值、空气流速、浆料温度等。反应槽（恒温水浴），浆液泵的浆液流量，与传统方法相比，浆液必须重新配置并从头开始测试。该专利技术提供的技术大大提高了工作效率。（< @3)本专利技术实现了自动化控制，操作简单，可以模拟不同脱硫剂的氧化性能检测。附图说明图1为本专利技术结构示意图，具体实施方式如下图1中，一种亚硫酸钙氧化反应模拟装置包括二氧化硫进气装置、曝气装置、浆料进料装置冰、反应装置、排渣装置和中央控制器。二氧化硫进气装置包括二氧化硫气瓶5和质量流量计7；曝气装置包括一个气泵 1。@0、转子流量计 8 和滚筒

【技术保护点】

一种亚硫酸钙氧化反应模拟装置，包括：恒温水浴；反应罐置于恒温水浴中，第一搅拌器位于反应罐内；曝气器与反应罐装置、二氧化硫进气装置和pH计连接；其特征在于，还包括：与反应罐底部相通的进浆装置；与反应罐上部连通的排渣装置；以及二氧化硫进气装置和连接pH计的中央控制器。

【技术特点总结】

1.一种亚硫酸钙氧化反应模拟装置，包括恒温水浴；反应罐置于恒温水浴中，第一搅拌器位于反应罐内；与反应罐相连的曝气装置、二氧化硫进气装置和PH计，其特征在于，还包括与反应罐底部相通的浆料进料装置。与反应罐上部连通的排渣装置；连接气体装置和pH计的中央控制器。 2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述二氧化硫进气装置包括二氧化硫钢瓶；连接钢瓶和反应罐的管道；管道上设有阀门和质量流量计，中央控制器与质量流量计连接。 3.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述曝气装置包括气泵；设置在反应罐内的鼓泡管；连接气泵和鼓泡管的管道；并且在管道上设置了转子流量计。 4.如权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述浆料供给装置包括浆料混合槽；放置在浆料混合罐中的第二个搅拌器；浆料混合槽与槽用反应浆料泵之间连通。 5.一种模拟亚硫酸钙氧化反应的方法，其特征在于，包括（1)在反应槽中制备石膏浆，在反应槽中制备与石膏浆中钙浓度相同的石膏浆。浆料制备罐脱硫浆料，调节反应罐温度...

【专利技术属性】

技术研发人员：莫建松、周蜜、夏春杰、吴忠标、

申请人（专利权）：浙江天澜环保科技有限公司，

类型：发明

国家省份：

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