發布時(shí)間:2023-07-07 16:49:27 人(rén)氣:10322
雙堿法脫硫塔脫硫工藝原理
雙堿法(fǎ)是采用鈉(nà)基脫硫劑進(jìn)行塔內脫硫(liú),由於鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,不(bú)會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題(tí)。另一方麵脫硫產物被排(pái)入再生池內(nèi)用氫氧化鈣(gài)進行還原再生,再生出的鈉基脫(tuō)硫劑(jì)再被打回脫硫塔循環(huán)使用。雙堿法脫硫工藝降低了(le)投(tóu)資及運行費用。
雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰(huī)等其(qí)他濕法脫硫(liú)反應機理類似,主要反應為煙氣(qì)中的SO2先溶解於吸(xī)收液中,然後離解成(chéng)H+和HSO3-;
SO2(g)===SO2(aq)(1)
SO2(aq)+H2O(l)===H++HSO3-===2H++SO32-;(2)
式(1)為慢反應,是(shì)速度控製過程之一。
然後H+與溶液中的OH-中和(hé)反應,生成鹽和水(shuǐ),促進SO2不斷被吸收溶(róng)解。具體反(fǎn)應方程式如下:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
脫硫(liú)後的反(fǎn)應(yīng)產物進入再生池內用另一種堿,一般是Ca(OH)2進行再生,再生反應過程如下:
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,還會發生以下反(fǎn)應:
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(chū),然後將其用(yòng)泵打入(rù)石膏脫(tuō)水(shuǐ)處理係統或直接堆放、拋棄(qì)。再(zài)生的NaOH可以循環使用。
雙堿法煙氣脫硫工藝優勢(shì)
●煙氣係統
原煙氣經煙道引風機直接進入脫硫(liú)塔。脫硫塔以空塔噴淋結構。設計空速小(4.0m/s),塔壓力(lì)降小(xiǎo)(≤600Pa),脫硫集中除塵、脫硫、排煙氣於一體,煙氣(qì)升至塔頂進入煙囪排入大氣。
●脫硫塔SO2吸收係統
煙氣進入脫硫塔向上升(shēng)起與向下噴淋(lín)的脫硫塔以逆流式洗滌,氣液充分接(jiē)觸(chù)吸收SO2。脫(tuō)硫(liú)塔采用(yòng)噴嘴式空(kōng)塔噴淋,由於噴嘴的(de)霧化作用,分裂成無數小直徑的液滴,其總表麵積增(zēng)大數千倍(bèi),使氣液(yè)得以充分接觸(chù),氣液相接觸麵積越大,兩相傳質熱反應(yīng),效率越高。因(yīn)此化工生產中諸多單元操(cāo)作中多采用(yòng)噴淋塔結構,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(shēng)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(yīng),再(zài)生出鈉離子並補(bǔ)入Na2CO3(或NaOH),經循環脫硫泵打(dǎ)入脫硫循環吸收SO2。
在脫(tuō)硫塔頂部裝有除霧器,經除霧器折流板碰衝作用,煙氣攜(xié)帶的(de)煙塵和其他水滴、固體顆粒被除霧器捕(bǔ)獲分離。除霧(wù)器設置定期衝洗裝置,防止除霧(wù)器堵塞。
●脫硫產物(wù)處理
脫硫產物是石膏漿,具體為CaSO3、CaSO4還(hái)有部分被氧化的Na2SO4及粉塵。有潛(qián)水泥漿(jiāng)泵從沉澱(diàn)池排出處理好,經自然蒸發晾幹。由於石(shí)膏漿中含有固體雜質,影(yǐng)響石膏的質量,所以(yǐ)一般以拋棄(qì)法為高。排出沉澱池漿液可經水(shuǐ)力旋流器,稠厚(hòu)器增濃提固後,再排至渣場處理。
●關於二次汙染的解決
采用氫氧(yǎng)化鈉作為脫硫劑(jì),在脫硫(liú)塔內吸收二氧化(huà)硫反(fǎn)應速率快,脫硫效率高,但脫硫的產物Na2SO4很難進行處理,極易造成嚴重的二次汙染問(wèn)題。采用雙(shuāng)堿法煙氣脫硫工藝,用氫(qīng)氧化(huà)鈉吸收二氧化硫(liú)後的產物用石灰來再生(shēng),隻有少量的Na2SO4被帶(dài)入石膏漿液中,這些摻雜了少量Na2SO4的石(shí)膏漿液用泵打入旋流分離器中進行固液分離,分離的大量的含水率較低的固體殘渣被打到渣場進行堆放,溶液流回再生池繼續(xù)使用,因(yīn)此不會造成二次汙(wū)染。
雙堿法煙氣脫硫工(gōng)藝特點
●脫硫效率可達98%以(yǐ)上,除塵(chén)效率可(kě)達90%以(yǐ)上。
●可實現脫硫劑的互換(消石灰粉、生堿或電(diàn)石渣),且不影響工藝的運行,不影響脫硫效率。
●參(cān)與(yǔ)反應的是納堿,實際(jì)消(xiāo)耗為鈣堿,鈉堿循環利用,且納(nà)堿消(xiāo)耗量小於1%。
●鈉基吸收液對SO2反應速度快液氣(qì)比低且脫硫效率高:獨特的塔內設計,增加了脫硫液與煙氣的接觸(chù)麵積和接觸時間(jiān),從而提高了脫硫效率。
●具有獨特的兩極(jí)除渣係統(tǒng),保證脫硫副產物的含水(shuǐ)率≤10%。渣(zhā)處理係統自(zì)動(dòng)化程度高。減少(shǎo)了員工的勞(láo)動強度。
●脫硫液中采用獨特抗氧化措施,具有獨特(tè)的防堵塞,降低了納堿的消耗(hào)量。
●液氣(qì)比小,排煙溫度高,無(wú)需常規工藝(yì)中(zhōng)所必(bì)須的 GGH係統。
●以NaOH(Na2CO3)脫硫,脫硫液中主要為(wéi)NaOH(Na2CO3)水溶液(yè),在循環過程中(zhōng)對水泵、管道、設備緩解腐蝕、衝刷及堵塞,便於設備運行和維護。
●脫硫劑(jì)的再生及脫硫沉澱均發生於塔體避免塔內堵塞和磨損,提高了運行的可(kě)靠性,降低了運行成本。
●以空塔噴淋為脫硫塔結(jié)構,運行可靠性(xìng)高,事故(gù)發生率小,塔(tǎ)阻力低(dī),△P≤600Pa。
離(lí)子液堿法脫硫效率及主要影響因(yīn)素
●PH值:PH值高,SO2吸收速率(lǜ)大(dà),脫(tuō)硫效率高(gāo),同(tóng)時PH值高,結垢幾率小,避免吸收劑表麵純化。
●溫度:溫度低有(yǒu)利於氣液傳(chuán)質,溶解SO2,但溫度低影響反應速度,所以脫硫劑的溫(wēn)度不是一個獨立的(de)不變因素,取決於進氣的煙氣溫度。
●石灰粒度及純度:要求石灰純度≥95%,粒度控製Pc200~300目內。
●液漿濃度:控製在10~15%。