脱硫工艺 | 你真正了解吗?_江苏沃德托普热力科技有限公司
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    一、常用脱硫法简介

    目前主要用于烟气脱硫工艺按形式可分为干法、半干法和湿法三大类。

    1.干法

    干法常用的有炉内喷钙(石灰/石灰石),金属吸收等,干法脱硫属传统工艺,脱硫率普遍不高(<50%),工业应用较少。

    2.半干法

    半干法使用较多的为塔内喷浆法,即将石灰制成石灰浆液,在塔内进行SO2吸收,但由于石灰奖溶解SO2的速度较慢,喷钙反应效率较低,Ca/S比较大,一般在1.5以上(一般温法脱硫Ca/S比较为0.9~1.2)。应用也不是很多。

    3.湿法

    湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法,占脱硫总量的80%。漫法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等,其中石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法以及金属氧化物中的氧化镁法使用较为普遍。

    3.1石灰石/石灰法

    石灰石法采用将石灰石粉碎成200~300目大小的石灰粉,将其制成石灰浆液,在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触,从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统,由于石灰石活性较低,需通过增大吸收液的喷淋量,提高液气比,来保证足够的脱硫效率,因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石,石灰活性大大高于石灰石,可提高脱硫效率,石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢,引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。

    3.2氨法

    氨法采用氨水作为SO2的吸收剂,SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同,氨法可分为氨—酸法、氨—亚硫酸氨法和氨——硫酸氨法。

    氨法主要优点是脱硫效率高(与钠碱法相同),副产物可作为农业肥料。

    由于氨易挥发,使吸收剂消耗量增加,脱硫剂利用率不高;脱硫对氨水的浓度有一定的要求,若氨水浓度太低,不仅影响脱硫效率,而且水循环系统庞大,使运行费用增大;浓度增大,势必导致蒸发量的增大,对工作环境产生影响,而且氨易与净化后烟气中的SO2反应,形成气溶胶,使得烟气无法达标排放。

    氨法的回收过程也是较为困难的,投资费用较高,需配备制酸系统或结晶回收装置(需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等),系统复杂,设各繁多,管理维护要求高。

    3.4金属氧化物法

    常用的金属氧化物法是氧化镁法,氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁,它们通过锻烧可重新分解处氧化镁,同时回收较纯净的SO2气体,脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高,脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁回收过程需锻烧,工艺较复杂,但若直接采用抛弃法,镁盐会导致二次污染,总体运行费用也较高。

     

     
     

    双碱法脱硫除尘一体化工艺

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    二、双碱法脱硫工艺

    1、什么是双碱法脱硫

    双碱法脱硫是指采用NaOH和石灰(氢氧化钙)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。

    2、双碱法脱硫工艺原理

    主要工艺过程是:清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水),用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3种生成物均溶于水。在脱硫过程中,烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水,从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。一起流入沉淀池,烟道灰经沉淀定期清除,回收利用,如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应,置换出的氢氧化钠溶解在循环水中,同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等,可通过沉淀清除;可以回收,是制水泥的良好原料。

      因此可做到废物综合利用,降低运行费用。

      用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养。

      为保证脱硫除尘器正常运行,烟气排放稳定达标,确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下:

      脱硫反应中,NaOH的消耗量是SO2和CO2与其反应的消耗量。用量需要过量5%以上(按5%计算)。

      前面计算的10t/h锅炉烟气中SO2排放量为42 kg/h,CO2排放是为2 161 kg/h。

      SO2和CO2中和反应用氢氧化钠量为:

      (80×42÷64+80×2 161÷44)×105%

      =4 180 kg

      脱硫过程由于NaOH的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量56×4 180÷80=2 926 kg

      生石灰日消耗量为70 224 kg

      综上所述,脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率,就必须要保证碱的用量,通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高,运行费用相对比较低,操作方便,无二次污染,废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。

    3、优势

    钠钙双碱法(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰法基础上结合钠碱法,利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用较廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。

    该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法的塔内易结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。

    脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后)。亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成石膏;或者直接将其与粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。与氧化镁法相比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣二次污染。

    双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行,更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素,钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统(曝气系统),从而增加初投资及运行费用,用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题,单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理,二者矛盾相互凸现,双碱法烟气脱硫工艺应运而生,该工艺较好的解决了上述矛盾问题。

    双碱法脱硫除尘基本概述:

    玻璃窑炉烟气经风机加压后由换热器降温进入吸收塔,吸收塔中循环吸收液经循环泵加压后喷入烟气,烟气中SO2被吸收液吸收并与Na2SO3反应,生成NaHSO3;烟气经过吸收塔的喷淋层时,烟气中的粉尘也会被吸收液洗涤下来,从而在吸收塔内同时达到脱硫和除尘的目的。净化后的烟气返回换热器加热,升温后由烟囱排入大气。

    为保证吸收塔稳定脱硫,必须循环再生吸收塔内的吸收液,吸收液被输送到再生反应池与石灰浆液发生反应,再经沉淀池沉淀后返回吸收塔,实现吸收液的循环再生,沉淀池底部含有大量CaSO3固体的浓浆液通过渣浆泵输送到脱水机进行脱水处理,滤液输送回脱硫系统。为保证脱硫效率,必须持续向吸收液中补充钠碱溶液。

    双碱法脱硫除尘工艺特点:

    吸收塔设计独特,脱硫效率可超过95%。

    吸收塔内增加格栅层,不仅能增加脱硫效率,还可提高除尘效率,降低液气比。

    吸收塔内脱硫、除尘净化一体化,SO2、粉尘均能达标排放。

    工况适应范围广,任何烟气温度均可用湿法脱硫系统。

    配置耐腐蚀、防粘结的换热器具有在线清洗功能,换热效果好、连续工作时间长。

    排烟温度在露点温度以上,烟气腐蚀性小,对烟囱安全运行无影响。

    烟囱排放视觉效果好。

    对玻璃窑炉运行无任何影响:系统运行对窑压影响小,当系统出现故障解列时,烟囱所产生的负压可保证玻璃窑炉正常排烟。

    脱硫副产物为CaSO3或CaSO4,易于处理。

    系统设计可靠性高,防腐蚀能力强。

    采用石灰再生吸收剂,平常仅需添加少量的钠碱,总体运行费用低。

    

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