發布時(shí)間:2023-07-07 16:49:27 人氣:10322
雙堿法脫硫塔脫硫工藝原(yuán)理
雙堿法是采用鈉基脫(tuō)硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化(huà)硫後反(fǎn)應產物溶解度大,不會造成過飽(bǎo)和結(jié)晶,造成結垢堵塞問題。另一方麵脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法(fǎ)脫(tuō)硫工藝降低了投資(zī)及運行費(fèi)用。
雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機(jī)理類似,主要反應為(wéi)煙(yān)氣中(zhōng)的SO2先溶解於吸收液中,然後離(lí)解成H+和HSO3-;
SO2(g)===SO2(aq)(1)
SO2(aq)+H2O(l)===H++HSO3-===2H++SO32-;(2)
式(1)為慢反(fǎn)應,是速度控製(zhì)過程之一。
然後H+與溶液中的OH-中和反應,生成鹽(yán)和水,促進(jìn)SO2不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
脫硫後的反應產物進入再生池內用(yòng)另一種堿(jiǎn),一般是Ca(OH)2進行再(zài)生,再生反應過(guò)程如下:
Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3
Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3•1/2H2O+1/2H2O
存在氧氣的條(tiáo)件下(xià),還會發(fā)生以(yǐ)下反應(yīng):
Ca(OH)2+Na2SO3+1/2O2+2H2O→2NaOH+CaSO4•H2O
脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出,然後(hòu)將其用泵打入石(shí)膏脫(tuō)水處理(lǐ)係(xì)統或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環使用。
雙堿法煙氣脫硫工藝(yì)優勢
●煙氣係統
原煙氣經煙道引風機直接進入脫硫(liú)塔(tǎ)。脫硫塔以空塔噴淋結(jié)構(gòu)。設計空速小(4.0m/s),塔壓力降小(xiǎo)(≤600Pa),脫硫集中除塵、脫硫、排煙氣(qì)於一體,煙(yān)氣升至塔頂進入煙囪排入大氣。
●脫硫塔SO2吸收係統
煙氣進入脫硫(liú)塔向上(shàng)升起與向下噴淋的(de)脫硫塔以逆流式洗滌,氣液充分接觸吸收SO2。脫(tuō)硫塔采用噴嘴(zuǐ)式空塔噴淋,由於噴嘴的霧化作用(yòng),分(fèn)裂成無數小直徑的液滴,其總表麵積增(zēng)大數千倍,使氣液得以充分接觸,氣(qì)液相接觸麵積越大(dà),兩相傳質熱反應,效率越高。因此(cǐ)化工生產中諸多單元操作中多采用噴淋(lín)塔結構,起到效率高節能、造價低等優點。脫硫塔內堿液霧化吸收SO2及粉塵,生成Na2SO3,同時消耗了NaOH和Na2CO3。脫硫液排出塔外進入(rù)再生池與Ca(OH) 2反應,再生出鈉離子並補入Na2CO3(或NaOH),經循環脫(tuō)硫泵打入脫硫循環吸收SO2。
在脫硫塔頂部裝(zhuāng)有除霧器(qì),經除霧器折流(liú)板碰(pèng)衝(chōng)作用,煙氣攜帶的煙塵和其他水滴、固體顆粒被除霧器捕獲分離。除霧器設置(zhì)定期衝洗裝置,防止除霧器(qì)堵塞。
●脫(tuō)硫產物處理
脫硫產物是石膏漿,具體(tǐ)為CaSO3、CaSO4還有部分被氧化(huà)的Na2SO4及粉塵。有潛水(shuǐ)泥漿泵從沉澱池排出處理好,經自然蒸發晾幹(gàn)。由於石膏漿(jiāng)中含有固體雜質,影響(xiǎng)石膏的質量,所以一般(bān)以拋棄法(fǎ)為(wéi)高。排出沉澱池漿液可經水力旋流器,稠厚器(qì)增(zēng)濃提固後,再排至渣場(chǎng)處理。
●關於二(èr)次汙染的解決
采用氫氧化鈉作(zuò)為脫硫劑,在(zài)脫硫塔內吸收二(èr)氧化硫反應速率快,脫(tuō)硫效率高,但脫硫的產物(wù)Na2SO4很難進行處理(lǐ),極易造成嚴重的(de)二次(cì)汙染問題(tí)。采用雙堿法煙氣脫硫(liú)工藝,用氫氧化鈉吸收(shōu)二氧化硫後的產(chǎn)物用石灰來再生,隻有少量的Na2SO4被(bèi)帶(dài)入石膏漿液中,這些摻雜了少量Na2SO4的石膏漿液用泵打入旋流分離器中進行固液(yè)分離,分離的大(dà)量的含水率較低的固體殘渣被打到渣(zhā)場進(jìn)行堆(duī)放,溶液流回再生池繼續使(shǐ)用(yòng),因此不會造成二次汙染。
雙堿(jiǎn)法煙(yān)氣脫硫工藝特點
●脫硫(liú)效率(lǜ)可達98%以上,除塵效率可達90%以上(shàng)。
●可實現脫硫劑的互換(消石灰粉、生堿或電石渣),且不影響(xiǎng)工藝的運行,不影響脫硫效率。
●參與反應的是納(nà)堿,實際消耗為鈣(gài)堿,鈉堿循環利用,且納堿消耗量小於1%。
●鈉基吸收液對SO2反應速度快液氣比低且脫硫效率高:獨特的塔內設計,增(zēng)加了脫硫液與煙氣的接觸麵積和接觸時間,從而提高(gāo)了脫(tuō)硫效率。
●具有獨(dú)特(tè)的兩極除渣(zhā)係統,保證脫(tuō)硫副產物的含水率≤10%。渣處理係統自動化程度高。減(jiǎn)少(shǎo)了員工的勞動強度。
●脫硫液中采用獨特抗氧化措施,具有獨特的防堵塞,降低了納堿的消耗量(liàng)。
●液氣比小,排(pái)煙溫度高,無需常規工藝中所必須的 GGH係統。
●以NaOH(Na2CO3)脫硫(liú),脫硫液中主要為NaOH(Na2CO3)水溶(róng)液,在循環過程中對水泵、管道、設備緩解腐(fǔ)蝕(shí)、衝刷(shuā)及堵塞,便於設備運行和維護。
●脫硫劑的(de)再生及脫硫沉澱均發生於(yú)塔體避免塔內堵塞和磨損,提高了運行的(de)可靠性,降低了運行成本。
●以空塔噴淋為脫硫塔結構,運行可靠性高,事故發生(shēng)率(lǜ)小,塔阻(zǔ)力低,△P≤600Pa。
離子液堿法脫硫效率及(jí)主要影響因素
●PH值:PH值高,SO2吸收(shōu)速率大,脫硫效率高,同(tóng)時PH值高,結垢幾率小,避免吸收劑表麵純化。
●溫度:溫度(dù)低有利於氣(qì)液(yè)傳質,溶解SO2,但溫度低影響(xiǎng)反應速度,所以(yǐ)脫硫劑的溫度不是(shì)一個(gè)獨立的(de)不變因素,取決於進氣的(de)煙氣溫度(dù)。
●石灰粒度及(jí)純度:要求石灰純度≥95%,粒度控製(zhì)Pc200~300目內。
●液漿濃(nóng)度:控(kòng)製在10~15%。