一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法与流程

本发明涉及废气脱硫，具体为一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法。

背景技术：

1、湿法烟气脱硫工艺依据吸收剂种类的不同来分类，主要有氨法、石灰石法、双碱法、海水脱硫等方法。国内滨海电厂多采用海水脱硫技术，海水脱硫是一种很有前途的控制电厂so2排放的方法。海水脱硫工艺是基于海水的弱碱性(ph值为8.1～8.3)，来吸收酸性气体so2。烟气中的so2首先成为可溶解的so2，进而转化成hso3-和硫酸氢根离子so32-，最终经氧化成为硫酸根离子so42-，从而达到净化烟气的目的。

2、海水脱硫的效果与烟气的成分、气量及海水的用量、碱度等操作条件和气液接触设备类型、高度等设备条件有密切的关系。因此，亟需建立准确的海水烟气脱硫模拟系统，这对深入理解海水脱硫效果的影响因素、指导设计脱硫设备及优化操作工艺参数，具有重要的意义。

3、综上所述，本发明以aspen plus流程模拟软件为平台，对海水脱硫工艺的吸收部分进行模拟研究，通过建立组合模型，实现预喷淋塔和填料吸收塔对so2吸收的操作，并与实验吸收效果进行比较。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，包括以下步骤：

4、s1：根据海水脱硫体系的特征，利用aspenplus流程模拟软件建立海水脱硫系统模型；

5、s2：输入烟气、海水的初始参数，进行海水烟气脱硫工艺流程模拟，同时与实际结果进行比对，对模型进行验证、校正。

6、进一步的，所述海水脱硫系统模型用于海水烟气脱硫工艺流程模拟，以获得在不同的烟气初始硫含量、烟气流量、海水碱度等条件下，海水对烟气脱硫效率的结果预测，并以此对实际海水烟气脱硫工艺进行优化。

7、进一步的，所述海水脱硫系统模型的工艺流程为：烟气g-in先在预喷淋塔tower1中，经海水l-in1预喷淋处理；预喷淋后的烟气g-in2进入填料吸收塔tower2内，经海水l-in喷淋和填料吸收后，完成海水烟气脱硫，排出脱硫气体g-out和含硫海水l-out。

8、进一步的，所述预喷淋塔tower1和填料吸收塔tower2均采用radfrac模块模拟实际装置，无冷凝器和再沸器，采用速率模式的计算类型，塔径460mm。

9、进一步的，所述预喷淋塔tower1设置有2块理论板，采用pall型填料，塔内填料高度850mm；其中，pall型填料购于generic公司，具体为matal物料，其尺寸为38mm，填料因子为92m-1。

10、进一步的，所述填料吸收塔tower2设置有3块理论板，采用sm250y型填料，塔内填料高度200mm；其中，sm250y型填料购于sulzer公司，具体为standard物料，其尺寸为250y，比表面积为2.56m2/m3，空隙率为0.987。

11、进一步的，所述海水l-in经流股分离器分离，得到的两股等流量海水l-in-u和海水l-in-d；其中，流股分离器采用fsplit模块模拟实际装置。

12、进一步的，所述含硫海水l-out为含硫海水l-out1和含硫海水l-out2经流股混合器混合得到；其中，流股混合器采用mixer模块模拟实际装置。

13、高温烟气经过海水的预喷淋处理，起到对烟气降温和吸收so2的目的。由于radfrac模块是一个严格的模型，用于模拟所有类型的多级汽液分馏操作，这些操作包括：普通精馏、吸收、汽提、萃取精馏、共沸精馏等。radfrac可以处理两相系统、三相系统、窄沸点和宽沸点体系以及非理性强的液相体系；因此，对预喷淋塔选择radfrac模块模拟，不设置冷凝器和再沸器，用以描述气体吸收过程。在预喷淋模拟中，采用速率模式的计算类型，指定塔板效率为murphree效率，利用pall型填料模拟喷淋的效果，以准确地描述操作条件变化对物理吸收相平衡(亨利定律)和化学反应平衡的影响，进而对吸收效果的影响。

14、经过降温后的预喷淋后的烟气从填料吸收塔底部进入，经塔顶和塔中部的海水喷淋和sm250y型填料/拖盘上的接触，完成so2的吸收，脱硫气体从填料吸收塔顶部排出。与预喷淋塔一致，对吸收塔也选择radfrac模块模拟，不设置冷凝器和再沸器；不同的是采用sm250y型填料模拟海水吸收效果，设置高度与实际填料吸收塔一致(200mm)。

15、为保证每股海水的物性状态相同，采用fsplit模块，按照分流的分率设置不同流股的流量。fsplit模块能合并相同类型的流股(物流、热流)，并将产生的流股分成两个或多个相同类型的流股，所有出口流股具有与混合流股相同的组成和物性。

16、进一步的，由于海水脱硫过程中发生了化学反应，生成了离子，因此本申请以物性模型elecnrtl来描述海水脱硫体系，模拟假设包括以下几点：

17、(1)只考虑so2吸收作用而不考虑so2氧化作用，包括so2的自然氧化和强制氧化；

18、(2)不考虑海水中相关离子的催化氧化作用；

19、(3)烟气中的so2吸收反应充分，反应式包括以下：

20、

21、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：(1)利用aspen plus流程模拟软件对船舶废气脱硫系统进行了建模，每个流股的状态信息(组成、物性、能量)均可以直观地获得；(2)本发明采用预喷淋塔和填料吸收塔组合系统对船舶废气中的so2进行脱除，可以深度的对烟气进行脱硫处理；(3)本发明的海水脱硫系统模型与实际实验结果进行比对，然后校正模型，并利用修正模型进行船舶废气清洁系统中海水对烟气脱硫效果的预测，这对深入理解海水脱硫效果的影响因素、指导设计脱硫设备及优化操作工艺参数，具有重要的意义。

技术特征：

1.一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述海水脱硫系统模型用于海水烟气脱硫工艺流程模拟。

3.根据权利要求1所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述海水脱硫系统模型的工艺流程为：烟气g-in先在预喷淋塔tower1中，经海水l-in1预喷淋处理；预喷淋后的烟气g-in2进入填料吸收塔tower2内，经海水l-in喷淋和填料吸收后，完成海水烟气脱硫，排出脱硫气体g-out和含硫海水l-out。

4.根据权利要求3所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述预喷淋塔tower1和填料吸收塔tower2均采用radfrac模块模拟实际装置，无冷凝器和再沸器。

5.根据权利要求3所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述海水l-in经流股分离器分离，得到的两股等流量海水l-in-u和海水l-in-d；其中，流股分离器采用fsplit模块模拟实际装置。

6.根据权利要求3所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述含硫海水l-out为含硫海水l-out1和含硫海水l-out2经流股混合器混合得到；其中，流股混合器采用mixer模块模拟实际装置。

7.根据权利要求3所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述预喷淋塔tower1设置有2块理论板，采用pall型填料，塔内填料高度850mm；其中，pall型填料具体为matal物料，其尺寸为38mm，填料因子为92m-1。

8.根据权利要求3所述的一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法，其特征在于：所述填料吸收塔tower2设置有3块理论板，采用sm250y型填料，塔内填料高度200mm；其中，sm250y型填料具体为standard物料，其尺寸为250y，比表面积为2.56m2/m3，空隙率为0.987。

技术总结
本发明涉及废气脱硫技术领域，具体为一种用于预测船舶废气清洁系统海水脱硫效果的方法。包括以下步骤：S1：利用Aspen Plus流程模拟软件建立海水脱硫系统模型；S2：输入烟气、海水初始参数，进行海水烟气脱硫工艺流程模拟，同时与实际结果进行比对，对模型进行验证、校正。本发明中通过从烟气初始硫含量、烟气流量、海水碱度三方面对海水脱硫系统模型进行验证，其模拟结果与实际实验结果进行比对，比对结果表明本发明提供的海水脱硫系统模型能够进行船舶废气清洁系统中海水对烟气脱硫效率的预测，这对深入理解海水脱硫效果的影响因素、指导设计脱硫设备及优化操作工艺参数，具有重要的意义。

技术研发人员：姜正雄,陆良樑,安雷
受保护的技术使用者：上海电气电站环保工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14