CN118477470B - 一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置及方法,该装置包括烟气进口、吸收塔、填料层和除雾层;烟气进口的出口接在吸收塔的入口,填料层和除雾层自下而上依次安装在吸收塔内的上部,吸收塔能够检测二氧化硫,填料层和除雾层能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀。该方法中烟气进口向吸收塔通入含二氧化硫的烟气,烟气依次通过填料层和除雾层后排出。本发明解决了目前硫吸收锅炉烟气二氧化硫制氢存在的问题。
Description
技术领域
本发明属于本发明属于锅炉烟气综合利用及氢气制备技术领域,具体涉及一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置及方法。
背景技术
采用碘吸收烟气中的二氧化硫获得碘化氢,用来制氢,实现了废物利用、环保和绿氢的制备,具有良好的社会和经济效益。
利用碘吸收烟气中二氧化硫一般采用吸收塔的方式,但这种方式目前存在以下问题:
(1)碘与水及二氧化硫反应生成硫酸与氢碘酸,要将硫酸与氢碘酸分离需要加入过量的碘,只有当溶液密度达到2.5kg/L以上后,硫酸与氢碘酸才能分层、分离,在这个过程中需要消耗大量的碘。吸收塔的直径一般较大,要维持浆液循环泵的正常运行,必须要保持一定的液位,这样消耗的碘就更多了:
(2)碘是一种比较容易挥发的物质,碘蒸汽逸出会造成污染,同时碘的价值较高,碘蒸汽逸出会增大制氢的成本;
(3)无法在同一吸收塔内完成吸收和静置分成。
发明内容
本发明针对目前硫吸收锅炉烟气二氧化硫制氢存在的问题,提供了一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置及方法。
本发明采用如下技术方案来实现的:
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口、吸收塔、填料层和除雾层;
烟气进口的出口接在吸收塔的入口,填料层和除雾层自下而上依次安装在吸收塔内的上部,吸收塔能够检测二氧化硫,填料层和除雾层能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀。
本发明进一步的改进在于,烟气进口内安装有烟气增压风机,增压风机用于提升烟气压力,以克服填料层和除雾层的阻力。
本发明进一步的改进在于,还包括加水装置和烟气排出装置,加水装置通过雾化喷头接在除雾层上部,烟气排出装置安装在吸收塔的顶部,烟气排出装置能够检测二氧化硫和碘含量。
本发明进一步的改进在于,还包括浆液收集罐、碘吸收层、浆液循环泵和加碘装置,浆液收集罐的顶部接在吸收塔的底部,碘吸收层为细孔网状,安装在浆液收集罐的上部,其上放置颗粒状的碘,加碘装置的出口接在碘吸收层的入口,为碘吸收层提供颗粒状碘,浆液循环泵的入口接在浆液收集罐的第一出口,浆液循环泵的出口通过雾化喷头接在填料层和除雾层之间。
本发明进一步的改进在于,浆液收集罐的第一出口设置在其下部且靠近底部。
本发明进一步的改进在于,浆液收集罐的直径小于吸收塔,其内部能够存储的浆液与浆液循环泵的流量匹配,能够满足浆液循环泵的正常运行。
本发明进一步的改进在于,一个吸收塔配置有多个浆液收集罐,通过切换浆液收集罐能够实现对二氧化硫的吸收和静置分层连续进行。
本发明进一步的改进在于,还包括碘化氢溶液收集罐、混合液收集罐和硫酸收集罐,浆液收集罐的第二出口在其的底部,分为三股,第一股接在碘化氢溶液收集罐的入口,第二股接在混合液收集罐的入口,第三股接在硫酸收集罐的入口。
本发明还提供了一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的方法,该方法基于所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括:
通过加碘装置向碘吸收层加注颗粒状碘;
通过加水装置向吸收塔加注除盐水,加注的除盐水经过除雾层、填料层汇聚到吸收塔的底部后,流入到浆液收集罐,穿过碘吸收层进入浆液收集罐;
当浆液收集罐到达高液位后,启动浆液循环泵,建立起浆液循环,在此过程中碘吸收层的碘有少量溶解;
当浆液循环泵运转正常,浆液收集罐液位正常后,停止向吸收塔的注水;
通过烟气进口向吸收塔通入含二氧化硫的烟气,烟气通过填料层、除雾层进入到烟气排出装置;
烟气中的二氧化硫与雾状浆液接触后溶入水中,吸收了二氧化硫的水通过碘吸收层后与碘发生化学反应,生成硫酸和氢碘酸;
随着浆液中的氢碘酸增多,碘的溶解增多,浆液对二氧化硫的吸收能力增强,烟气中的绝大部分二氧化硫被吸收,调整烟气量和浆液循环泵的循环量,烟气排出装置检测到的二氧化硫逐步减少,直至达到环保要求;
通过加碘装置及时向碘吸收层补充碘;
随着循环吸收的进行,浆液收集罐中的浆液密度越来越高,当浆液密度达到设定值以上后,停止烟气通入,停止浆液循环泵;
吸收塔内的浆液汇聚到浆液收集罐中,静置直至浆液明显的分层,上部为硫酸溶液层,下部为氢碘酸及碘混合液层;
将浆液收集罐下部的氢碘酸及碘混合液排放至碘化氢溶液收集罐;
将浆液收集罐中部的氢碘酸及碘混合液与硫酸层接触部分排放至混合液收集罐中;
将浆液收集罐上部的硫酸溶液排放至硫酸收集罐;
将混合液收集罐中的混合溶液通过加碘装置加入到浆液收集罐中,通过加水装置补水至浆液收集罐正常水位开始下一次吸收。
本发明进一步的改进在于,浆液密度的设定值为2.5kg/L。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益的技术效果:
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口、吸收塔、填料层和除雾层;通过烟气进口可以向吸收塔通入含二氧化硫的烟气,烟气依次通过填料层和除雾层后排出。
进一步的,本发明的烟气进口内安装有烟气增压风机,通过增压风机可以提升烟气压力,进而克服填料层和除雾层的阻力。
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,还包括加水装置和烟气排出装置,通过加水装置可以向吸收塔加注除盐水,加注的除盐水经过除雾层、填料层汇聚到吸收塔的底部,烟气通过填料层、除雾层进入到烟气排出装置,烟气排出装置可以检测排出的烟气中的二氧化硫含量。
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,还包括浆液收集罐、碘吸收层、浆液循环泵和加碘装置,加注的除盐水经过除雾层、填料层汇聚到吸收塔的底部后,流入到浆液收集罐,穿过碘吸收层进入浆液收集罐,并且将易挥发的碘置于浆液收集罐中,避免了碘与热烟气的直接接触,减少了碘的挥发,减少了碘的逃逸;浆液循环泵可以实现浆液的循环,浆液循环时穿过碘颗粒形成的碘层,在保证吸收效果的前提下,减少了碘的使用量。通过加碘装置可以及时向碘吸收层加注颗粒状碘。
进一步的,本发明的浆液收集罐的直径小于吸收塔,在保证浆液循环泵运行的液位时需要的浆液远小于常规的吸收塔,因此碘的消耗会大大减少。
进一步的,本发明对一个吸收塔配置多个浆液收集罐,可以通过切换浆液收集罐实现对二氧化硫的吸收和静置分层连续进行。
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,还包括碘化氢溶液收集罐、混合液收集罐和硫酸收集罐,通过碘化氢溶液来收集罐收集浆液收集罐下部的氢碘酸及碘混合液,通过混合液收集罐来收集浆液收集罐中部的氢碘酸及碘混合液与硫酸层接触部分,通过硫酸收集罐来收集液收集罐上部的硫酸溶液。
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的方法,烟气进口向吸收塔通入含二氧化硫的烟气,烟气依次通过填料层和除雾层后排出。加水装置可以向吸收塔加注除盐水,加注的除盐水经过除雾层、填料层汇聚到吸收塔的底部,烟气通过填料层、除雾层进入到烟气排出装置,烟气排出装置实时检测排出的烟气中的二氧化硫含量。将易挥发的碘置于浆液收集罐中,避免了碘与热烟气的直接接触,减少了碘的挥发,减少了碘的逃逸;浆液循环泵可以实现浆液的循环,浆液循环时穿过碘颗粒形成的碘层,在保证吸收效果的前提下,减少了碘的使用量。
附图说明
图1为本发明一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置的结构框图。
附图标记说明:
1、烟气进口,2、吸收塔,3、填料层,4、除雾层,5、加水装置,6、烟气排出装置,7、浆液收集罐,8、碘吸收层,9、浆液循环泵,10、加碘装置,11、碘化氢溶液收集罐,12、混合液收集罐,13、硫酸收集罐。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例1
如图1所示,本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口1、吸收塔2、填料层3和除雾层4;烟气进口1的出口接在吸收塔2的入口,填料层3和除雾层4自下而上依次安装在吸收塔2内的上部,吸收塔2能够检测二氧化硫,填料层3和除雾层4能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀。
在本实施例中,烟气进口1内安装有烟气增压风机,通过增压风机可以提升烟气压力,以克服填料层3和除雾层4的阻力。其中含二氧化硫的烟气通过烟气进口1通入吸收塔2,然后依次通过填料层3和除雾层4后排出。
实施例2
如图1所示,本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口1、吸收塔2、填料层3、除雾层4、加水装置5和烟气排出装置6;烟气进口1的出口接在吸收塔2的入口,填料层3和除雾层4自下而上依次安装在吸收塔2内的上部,吸收塔2能够检测二氧化硫,填料层3和除雾层4能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀;加水装置5通过雾化喷头接在除雾层4上部,烟气排出装置6安装在吸收塔2的顶部,烟气排出装置6能够检测二氧化硫和碘含量。
实施例3
如图1所示,本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口1、吸收塔2、填料层3、除雾层4、加水装置5、烟气排出装置6、浆液收集罐7、碘吸收层8、浆液循环泵9和加碘装置10;烟气进口1的出口接在吸收塔2的入口,填料层3和除雾层4自下而上依次安装在吸收塔2内的上部,吸收塔2能够检测二氧化硫,填料层3和除雾层4能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀;加水装置5通过雾化喷头接在除雾层4上部,烟气排出装置6安装在吸收塔2的顶部,烟气排出装置6能够检测二氧化硫和碘含量;浆液收集罐7的顶部接在吸收塔2的底部,碘吸收层8为细孔网状,安装在浆液收集罐7的上部,其上放置颗粒状的碘,加碘装置10的出口接在碘吸收层8的入口,为碘吸收层8提供颗粒状碘,浆液循环泵9的入口接在浆液收集罐7的第一出口,浆液循环泵9的出口通过雾化喷头接在填料层3和除雾层4之间。其中浆液收集罐7收集了易挥发的碘,避免了碘与热烟气的直接接触,减少了碘的挥发,减少了碘的逃逸;浆液循环泵9可以使得浆液循环时穿过碘颗粒形成的碘层,在保证吸收效果的前提下,减少了碘的使用量。
在本实施例中,浆液收集罐7的第一出口设置在其下部且靠近底部,且浆液收集罐7的直径小于吸收塔2,为细高、透明、能够抵抗硫酸和氢碘酸腐蚀的材料制作,其内部能够存储的浆液与浆液循环泵9的流量匹配,能够满足浆液循环泵9的正常运行。
在本实施例中,一个吸收塔2可以配置有多个浆液收集罐7,通过切换不同的浆液收集罐7,进而可以实现对二氧化硫的吸收和静置分层连续进行。
实施例4
如图1所示,本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括烟气进口1、吸收塔2、填料层3、除雾层4、加水装置5、烟气排出装置6、浆液收集罐7、碘吸收层8、浆液循环泵9、加碘装置10、碘化氢溶液收集罐11、混合液收集罐12和硫酸收集罐13;烟气进口1的出口接在吸收塔2的入口,填料层3和除雾层4自下而上依次安装在吸收塔2内的上部,吸收塔2能够检测二氧化硫,填料层3和除雾层4能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀;加水装置5通过雾化喷头接在除雾层4上部,烟气排出装置6安装在吸收塔2的顶部,烟气排出装置6能够检测二氧化硫和碘含量;浆液收集罐7的顶部接在吸收塔2的底部,碘吸收层8为细孔网状,安装在浆液收集罐7的上部,其上放置颗粒状的碘,加碘装置10的出口接在碘吸收层8的入口,为碘吸收层8提供颗粒状碘,浆液循环泵9的入口接在浆液收集罐7的第一出口,浆液循环泵9的出口通过雾化喷头接在填料层3和除雾层4之间;浆液收集罐7的第二出口在其的底部,分为三股,第一股接在碘化氢溶液收集罐11的入口,第二股接在混合液收集罐12的入口,第三股接在硫酸收集罐13的入口。其中碘化氢溶液来收集罐11用来收集浆液收集罐7下部的氢碘酸及碘混合液,混合液收集罐12用来收集浆液收集罐7中部的氢碘酸及碘混合液与硫酸层接触部分,硫酸收集罐13用来收集液收集罐7上部的硫酸溶液。
实施例5
本发明提供的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的方法,该方法基于一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的系统,如图1所示,该系统包括烟气进口1、吸收塔2、填料层3、除雾层4、加水装置5、烟气排出装置6、浆液收集罐7、碘吸收层8、浆液循环泵9、加碘装置10、碘化氢溶液收集罐11、混合液收集罐12和硫酸收集罐13;烟气进口1的出口接在吸收塔2的入口,填料层3和除雾层4自下而上依次安装在吸收塔2内的上部,吸收塔2能够检测二氧化硫,填料层3和除雾层4能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀;加水装置5通过雾化喷头接在除雾层4上部,烟气排出装置6安装在吸收塔2的顶部,烟气排出装置6能够检测二氧化硫和碘含量;浆液收集罐7的顶部接在吸收塔2的底部,碘吸收层8为细孔网状,安装在浆液收集罐7的上部,其上放置颗粒状的碘,加碘装置10的出口接在碘吸收层8的入口,为碘吸收层8提供颗粒状碘,浆液循环泵9的入口接在浆液收集罐7的第一出口,浆液循环泵9的出口通过雾化喷头接在填料层3和除雾层4之间;浆液收集罐7的第二出口在其的底部,分为三股,第一股接在碘化氢溶液收集罐11的入口,第二股接在混合液收集罐12的入口,第三股接在硫酸收集罐13的入口。
该方法包括:
通过加碘装置10向碘吸收层8加注颗粒状碘;
通过加水装置5向吸收塔2加注除盐水,加注的除盐水经过除雾层4、填料层3汇聚到吸收塔2的底部后,流入到浆液收集罐7,穿过碘吸收层8进入浆液收集罐7;
当浆液收集罐7到达高液位后,启动浆液循环泵9,建立起浆液循环,在此过程中碘吸收层8的碘有少量溶解;
当浆液循环泵运转正常,浆液收集罐7液位正常后,停止向吸收塔2的注水;
通过烟气进口1向吸收塔2通入含二氧化硫的烟气,烟气通过填料层3、除雾层4进入到烟气排出装置6;
烟气中的二氧化硫与雾状浆液接触后溶入水中,吸收了二氧化硫的水通过碘吸收层8后与碘发生化学反应,生成硫酸和氢碘酸;
随着浆液中的氢碘酸增多,碘的溶解增多,浆液对二氧化硫的吸收能力增强,烟气中的绝大部分二氧化硫被吸收,调整烟气量和浆液循环泵的循环量,烟气排出装置6检测到的二氧化硫逐步减少,直至达到环保要求;
通过加碘装置10及时向碘吸收层8补充碘;
随着循环吸收的进行,浆液收集罐7中的浆液密度越来越高,当浆液密度达到2.5kg/L以上后,停止烟气通入,停止浆液循环泵9;
吸收塔2内的浆液汇聚到浆液收集罐7中,静置直至浆液明显的分层,上部为硫酸溶液层,下部为氢碘酸及碘混合液层;
将浆液收集罐7下部的氢碘酸及碘混合液排放至碘化氢溶液收集罐11;
将浆液收集罐7中部的氢碘酸及碘混合液与硫酸层接触部分排放至混合液收集罐12中;
将浆液收集罐7上部的硫酸溶液排放至硫酸收集罐13;
将混合液收集罐12中的混合溶液通过加碘装置加入到浆液收集罐7中,通过加水装置5补水至浆液收集罐7正常水位开始下一次吸收。
实施例6:
如图1所示,在本实施例中,采用一个直径为2米的吸收塔2,为了保持浆液循环泵的正常运行,必须保持1米的液位,这样需要的浆液量大概为3m3,吸收和静置分离无法同步实现,不能够连续生产。
而采用本发明的方法,吸收塔2的直径为2米,使用了两个浆液吸收罐7,其直径均为0.5米,浆液液位为1米,单个浆液吸收罐需要的浆液量大概为0.2m3,单个吸收罐碘的使用量为常规使用量的7%,但并不影响浆液循环泵9的正常运行。设置了两个浆液吸收罐7,一个吸收,一个静置分离,实现了生产的连续进行。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,包括烟气进口(1)、吸收塔(2)、填料层(3)、除雾层(4)、加水装置(5)、烟气排出装置(6)、浆液收集罐(7)、碘吸收层(8)、浆液循环泵(9)和加碘装置(10);
烟气进口(1)的出口接在吸收塔(2)的入口,填料层(3)和除雾层(4)自下而上依次安装在吸收塔(2)内的上部,吸收塔(2)能够检测二氧化硫,填料层(3)和除雾层(4)能够抵抗硫酸和氢碘酸的腐蚀;
加水装置(5)通过雾化喷头接在除雾层(4)上部,烟气排出装置(6)安装在吸收塔(2)的顶部,烟气排出装置(6)能够检测二氧化硫和碘含量;
浆液收集罐(7)的顶部接在吸收塔(2)的底部,碘吸收层(8)为细孔网状,安装在浆液收集罐(7)的上部,其上放置颗粒状的碘,加碘装置(10)的出口接在碘吸收层(8)的入口,为碘吸收层(8)提供颗粒状碘,浆液循环泵(9)的入口接在浆液收集罐(7)的第一出口,浆液循环泵(9)的出口通过雾化喷头接在填料层(3)和除雾层(4)之间。
2.根据权利要求1所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,烟气进口(1)内安装有烟气增压风机,增压风机用于提升烟气压力,以克服填料层(3)和除雾层(4)的阻力。
3.根据权利要求1所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,浆液收集罐(7)的第一出口设置在其下部且靠近底部。
4.根据权利要求1所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,浆液收集罐(7)的直径小于吸收塔(2),其内部能够存储的浆液与浆液循环泵(9)的流量匹配,能够满足浆液循环泵(9)的正常运行。
5.根据权利要求1所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,一个吸收塔(2)配置有多个浆液收集罐(7),通过切换浆液收集罐(7)能够实现对二氧化硫的吸收和静置分层连续进行。
6.根据权利要求1所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,其特征在于,还包括碘化氢溶液收集罐(11)、混合液收集罐(12)和硫酸收集罐(13),浆液收集罐(7)的第二出口在其的底部,分为三股,第一股接在碘化氢溶液收集罐(11)的入口,第二股接在混合液收集罐(12)的入口,第三股接在硫酸收集罐(13)的入口。
7.一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的方法,其特征在于,该方法基于权利要求6所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的装置,包括:
通过加碘装置(10)向碘吸收层(8)加注颗粒状碘;
通过加水装置(5)向吸收塔(2)加注除盐水,加注的除盐水经过除雾层(4)、填料层(3)汇聚到吸收塔(2)的底部后,流入到浆液收集罐(7),穿过碘吸收层(8)进入浆液收集罐(7);
当浆液收集罐(7)到达高液位后,启动浆液循环泵(9),建立起浆液循环,在此过程中碘吸收层(8)的碘有少量溶解;
当浆液循环泵运转正常,浆液收集罐(7)液位正常后,停止向吸收塔(2)的注水;
通过烟气进口(1)向吸收塔(2)通入含二氧化硫的烟气,烟气通过填料层(3)、除雾层(4)进入到烟气排出装置(6);
烟气中的二氧化硫与雾状浆液接触后溶入水中,吸收了二氧化硫的水通过碘吸收层(8)后与碘发生化学反应,生成硫酸和氢碘酸;
随着浆液中的氢碘酸增多,碘的溶解增多,浆液对二氧化硫的吸收能力增强,烟气中的绝大部分二氧化硫被吸收,调整烟气量和浆液循环泵的循环量,烟气排出装置(6)检测到的二氧化硫逐步减少,直至达到环保要求;
通过加碘装置(10)及时向碘吸收层(8)补充碘;
随着循环吸收的进行,浆液收集罐(7)中的浆液密度越来越高,当浆液密度达到设定值以上后,停止烟气通入,停止浆液循环泵(9);
吸收塔(2)内的浆液汇聚到浆液收集罐(7)中,静置直至浆液明显的分层,上部为硫酸溶液层,下部为氢碘酸及碘混合液层;
将浆液收集罐(7)下部的氢碘酸及碘混合液排放至碘化氢溶液收集罐(11);
将浆液收集罐(7)中部的氢碘酸及碘混合液与硫酸层接触部分排放至混合液收集罐(12)中;
将浆液收集罐(7)上部的硫酸溶液排放至硫酸收集罐(13);
将混合液收集罐(12)中的混合溶液通过加碘装置加入到浆液收集罐(7)中,通过加水装置(5)补水至浆液收集罐(7)正常水位开始下一次吸收。
8.根据权利要求7所述的一种利用碘吸收锅炉烟气二氧化硫的方法,其特征在于,浆液密度的设定值为2.5kg/L。
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