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雙堿法脫硫塔

雙堿法脫硫塔

  雙堿法脫硫塔
  雙堿法是采用鈉基脫硫劑在脫硫裝置內脫硫。配制好的碳酸鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫后反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。另一方面脫硫產物部分通過再生泵送入再生池內用生石灰進行還原再生。再生出的鈉基脫硫劑經過沉淀后,再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。
  雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫后反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。另一方面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。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用于中小型鍋爐進行除塵脫硫。
  雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑,配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的,然后脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。
  脫硫工藝主要包括5個部分:
  (1)吸收劑制備與補充;
  (2)吸收劑漿液噴淋;
  (3)塔內霧滴與煙氣接觸混合;
  (4)再生池漿液還原鈉基堿;
  (5)石膏處理。
  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理類似,主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中,然后離解成H+和HSO3—;SO2(g)= = = SO2
  SO2(aq)+H2O(l) = = =H+HSO3— = = = 2H++SO32-;
  式(1)為慢反應,是速度控制過程之一。
  然后H+與溶液中的OH—中和反應,生成鹽和水,促進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
  脫硫后的反應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  → 2 NaOH + CaSO3
  Ca(OH)2 + NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 + H2O
  ( F存在氧氣的條件下,還會發生以下反應:
  Ca(OH)2 + Na2SO3 + O2 + H2O → NaOH + CaSO4 + H2O
  脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出,然后將其用泵打入石膏脫水處理系統或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環使用。
  雙堿法脫硫工藝流程介紹
  來自鍋爐的煙氣先經過除塵器除塵,然后煙氣經煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內布置若干層(根據具體情況定)旋流板的方式,旋流板塔具有良好的氣液接觸條件,從塔頂噴下的堿液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應。經脫硫洗滌后的凈煙氣經過除霧器脫水后進入換熱器,升溫后的煙氣經引風機通過煙囪排入大氣。
  雙堿法脫硫工藝流程:
  最初的雙堿法一般只有一個循環水池,NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環池內混合。在清除循環池內的灰渣時,煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應的石灰同時被清除,清出的混合物不易綜合利用而成為廢渣。為克服傳統雙堿法的缺點,對其進行了改進。主要工藝過程是,清水池一次性加入氫氧化鈉制成脫硫液,用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水,在脫硫過程中,煙氣夾雜的飛灰同時被循環液濕潤而捕集,從吸收塔排出的循環漿液流入沉淀池。灰渣經沉淀定期清除,可回收利用,如制磚等。上清液溢流進入反應池與投加的石灰液進行反應,置換出的氫氧化鈉溶解在循環水中,同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等,通過沉淀用抓斗機清除。
  工藝流程說明
  雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補充系統,煙氣系統,SO2吸收系統,脫硫石膏脫水處理系統和電氣與控制系統五部分組成。
  吸收劑制備及補充系統
  脫硫裝置啟動時用氫氧化鈉作為吸收劑,氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中,加水配制成氫氧化鈉堿液,堿液被打入返料水池中,由泵打入脫硫塔內進行脫硫,為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產物進行再生還原,需用一個制漿罐。制漿罐中加入的是石灰粉(直徑小于10mm顆粒),加水后配成石灰漿液,將石灰漿液打到再生池內,與亞硫酸鈉、硫酸鈉發生反應。在整個運行過程中,脫硫產生的很多固體殘渣等顆粒物沉淀后經抓斗機撈出由用戶做二次處理。由于排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉,所以,在堿液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充,以保證整個脫硫系統的正常運行及煙氣的達標排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內容易造成管道及塔內發生結垢、堵塞現象,特加裝了瀑氣裝置進行強制氧化,再生后的脫硫劑溶液經二級沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。
  煙氣系統, 鍋爐煙氣經煙道進入除塵脫硫塔,除塵脫硫后的低溫煙氣經兩級進入主煙道,由煙囪排入大氣。
  SO2吸收系統
  煙氣進入吸收塔內向上流動,與向下噴淋的漿液以逆流方式洗滌,氣液充分接觸。脫硫塔采用內置若干層旋流板的方式,塔內最上層脫硫旋流板上布置一根噴管。噴淋的氫氧化鈉溶液通過噴漿層噴射到旋流板中軸的布水器上,然后堿液均勻布開,在旋流板的導流作用下,煙氣旋轉上升,與均勻布在旋流板上的堿液相切,進一步將堿液霧化,充分吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性氣體,生成NaSO3、NaHSO3,同時消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補給而添加的氫氧化鈉堿液進入返料水池與被石灰再生過的氫氧化鈉溶液一起經循環泵打入吸收塔循環吸收SO2。
  在吸收塔出口處裝有兩級旋流板(或折流板)除霧器,用來除去煙氣在洗滌過程中帶出的水霧。在此過程中,煙氣攜帶的煙塵和其它固體顆粒也被除霧器捕獲,定時對其進行沖洗,避免除霧器堵塞。
  脫硫產物處理系統
  脫硫系統的最終脫硫產物仍然是石膏漿(固體含量約20%),具體成分為CaSO3、CaSO4,還有部分被氧化后的鈉鹽NaSO4。從沉淀池底部排漿管排出,或由抓斗撈出。由于固體產物中摻雜有各種灰分及NaSO4,嚴重影響了石膏品質,所以一般以拋棄為主。
  電氣與控制系統
  脫硫裝置動力電源自鍋爐房配電盤引出,經動力電纜接入脫硫電氣控制室配電盤。在脫硫電氣控制室,低壓配電采用動力中心電動機控制中心供電式,控制除塵泵、堿液泵、石灰漿液泵均采用一用一備設計,以保證系統連續性。
  脫硫系統的脫硫劑加料溶液置備設備實現現場控制,控制盤集中控制,可實現手動或自動運行操作方式。
  正常運行時,由立式控制盤自動控制各個泵運行,控制脫硫系統石灰漿液供應量和氫氧化鈉溶液補給量,要在鍋爐負荷變動時可根據PH反饋值手動設置加液時間從而實現自動運行。具體電器原理參照電器控制原理圖紙。
  二次污染的解決問題:
  采用氫氧化鈉作為脫硫劑,在脫硫塔內吸收二氧化硫反應速率快,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污染問題。采用雙堿法煙氣脫硫工藝,用氫氧化鈉吸收二氧化硫后的產物用石灰來再生,只有少量的Na2SO4被帶入石膏漿液中。
  工藝特點
  與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比,雙堿法原則上有以下優點
  (1)用NaOH脫硫,循環水基本上是NaOH的水溶液,在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象,便于設備運行與保養
  (2)吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在塔外,這樣避免了塔內堵塞和磨損,提高了運行的可靠性,降低了操作費用;同時可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔,使系統更緊湊,且可提高脫硫效率;
  (3)鈉基吸收液吸收SO2速度快,故可用較小的液氣比,達到較高的脫硫效率,一般在90%以上;
  對脫硫除塵一體化技術而言,可提高石灰的利用率。
  缺點是:Na2SO3氧化副反應產物Na2SO4較難再生,需不斷的補充NaOH或Na2CO3而增加堿的消耗量。另外,Na2SO4的存在也將降低石膏的質量。

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