雙鹼法脫硫技術方案

2021-12-23 00:31:00 字數 4263 閱讀 7288

(一)脫硫系統設計

1、雙鹼法脫硫技術工藝基本原理

雙鹼法是採用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑鹼性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,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迴圈使用。雙鹼法脫硫工藝降低了投資及執行費用,比較適用於中小型鍋爐進行脫硫改造。

雙鹼法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑,配製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,然後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迴圈使用。脫硫工藝主要包括5個部分:(1)吸收劑製備與補充;(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鹼;(5)石膏脫水處理。

雙鹼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先溶解於吸收液中,然後離解成h+和hso3-;使用na2co3或naoh液吸收煙氣中的so2,生成hso32-、so32-與so42-,反應方程式如下:

一、脫硫反應:

na2co3 + so2 → na2so3 + co2↑ (1)

2naoh + so2 → na2so3 + h2o (2)

na2so3 + so2 + h2o → 2nahso3 (3)

其中:式(1)為啟動階段na2co3溶液吸收so2的反應;

式(2)為再生液ph值較高時(高於9時),溶液吸收so2的主反應;

式(3)為溶液ph值較低(5~9)時的主反應。

二、氧化過程(副反應)

na2so3 + 1/2o2 → na2so4 (4)

nahso3 + 1/2o2 → nahso4 (5)

三、再生過程

ca(oh)2 + na2so3 → 2 naoh + caso3 (6)

ca(oh)2 + 2nahso3 → na2so3 + caso31/2h2o +3/2h2o (7)

四、氧化過程

caso3 + 1/2o2 → caso4 (8)

式(6)為第一步反應再生反應,式(7)為再生至ph>9以後繼續發生的主反應。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出,然後將其用幫浦打入石膏脫水處理系統,再生的naoh可以迴圈使用。

本鈉鈣雙鹼法脫硫工藝,以石灰漿液作為主脫硫劑,鈉鹼只需少量補充新增。由於在吸收過程中以鈉鹼為吸收液,脫硫系統不會出現結垢等問題,執行安全可靠。由於鈉鹼吸收液和二氧化硫反應的速率比鈣鹼快很多,能在較小的液氣比條件下,達到較高的二氧化硫脫除率。

(三)雙鹼法濕法脫硫的優缺點

與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比,雙鹼法原則上有以下優點:

(1)用naoh脫硫,迴圈水基本上是naoh的水溶液,在迴圈過程中對水幫浦、管道、裝置均無腐蝕與堵塞現象,便於裝置執行與保養;

(2)吸收劑的再生和脫硫渣的沉澱發生在塔外,這樣避免了塔內堵塞和磨損,提高了執行的可靠性,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;

(4)對脫硫除塵一體化技術而言,可提高石灰的利用率。

缺點是:

naso3氧化副反應產物na2so4較難再生,需不斷的補充naoh或na2co3而增加鹼的消耗量。另外,na2so4的存在也將降低石膏的質量。

總之,雙鹼法脫硫技術是國內外運用的成熟技術,是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術,具有廣泛的市場前景。

(四)雙鹼法(tfgd)脫硫工藝主要技術特點如下:

(1)採用鈉鹼作為二氧化硫吸收劑,脫硫液在塔外用石灰再生,因此吸收塔內不會出現結垢的現象。

(2)由於鈉鹼與二氧化硫的反應速度要比其它吸收劑的反應速度快很多,因此在相同脫硫率的情況下,脫硫迴圈液的用量只是石灰石/石膏法的1/5,節能效果顯著。

(3)適用範圍廣,適應低、中、高硫煙氣。

(4)吸收塔入口採用急冷噴淋降溫裝置,通過計算機的模擬計算,保證了入塔的溫度降為90℃以下。入口處材料經過特殊處理,既保證耐高溫的衝擊,還耐腐蝕、耐磨損。

(5)吸收塔底層採用先進可靠的單迴路噴淋設計,吸收塔底層氣液接觸區為強化傳質柵格層。對設計引數採取計算機模擬設計、700mw實際工程經驗相結合的方式,優化脫硫塔及塔內構件的布置,保證脫硫塔內煙氣的穩定流動和脫硫液的均勻噴淋;眾多應用例項證明該技術塔內傳質穩定、氣液接觸充分,可保證系統的高效、穩定執行,達到最佳脫硫效果。

(6)採用獨有的噴嘴布置形式,其中120°噴嘴布置在噴淋層內圈,90°噴嘴布置在噴淋層外圍。如此布置可對整個塔體有效橫截面(煙氣分布橫截面)進行充分合理地覆蓋,橫截面噴淋量均勻,氣液接觸面積與接觸機率大,有效提高了脫硫效率。同時亦盡可能減少噴淋到塔壁上的漿液量。

(7)吸收塔噴淋層採用高階的大流量實心錐噴嘴,採用螺旋式緊湊型設計,脫硫液通過螺旋體中心形成實心錐形噴射,覆蓋均勻,噴射速率高,噴射角度精確,霧化效果好。同時,暢通的通道設計可最大程度避免阻塞現象。噴嘴採用先進的快開介面,可實現其快速拆卸,便於安裝、更換,有效減少維護檢修的工作時間及工作量。

(8)工藝技術成熟,裝置執行可靠性高。並針對脫硫工程**現的問題進行了分析、改進,豐富、完善了自身的脫硫工藝,使得技術的成熟性和執行可靠性得到進一步的提高。

(五)雙鹼法脫硫工藝及流程圖

工藝流程說明

雙鹼法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑製備和補充系統,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。

a、 吸收劑製備及補充系統

脫硫裝置啟動時用氫氧化鈉作為吸收劑,氫氧化鈉幹粉料加入鹼液罐中,加水配製成氫氧化鈉鹼液,鹼液被打入返料水池中,由幫浦打入脫硫塔內進行脫硫,為了將用鈉基脫硫劑脫硫後的脫硫產物進行再生還原,需用乙個製漿罐。製漿罐中加入的是石灰粉,加水後配成石灰漿液,將石灰漿液打到再生池內,與亞硫酸鈉、硫酸鈉發生反應。在整個執行過程中,脫硫產生的很多固體殘渣等顆粒物經渣漿幫浦打入石膏脫水處理系統。

由於排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉,所以,在鹼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執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,可以加裝瀑氣裝置進行強制氧化或特將水池做大,再生後的脫硫劑溶液經**沉澱池充分沉澱保證大的顆粒物不被打回塔體。另外,還可在迴圈幫浦前加裝過濾器,過濾掉大顆粒物質和液體雜質。

b、 煙氣系統

鍋爐煙氣經煙道進入除塵器進行除塵後進入脫硫塔,洗滌脫硫後的低溫煙氣經兩級除霧器除去霧滴後進入主煙道,經過煙氣再熱後由煙囪排入大氣。當脫硫系統出現故障或檢修停運時,系統關閉進出口擋板門,煙氣經鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。

c、 so2吸收系統

煙氣進入吸收塔內向上流動,與向下噴淋的氫氧化鈉溶液以逆流方式洗滌,氣液充分接觸。脫硫塔採用內建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,然後鹼液均勻布開,在旋流板的導流作用下,煙氣旋轉上公升,與均勻布在旋流板上的鹼液相切,進一步將鹼液霧化,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。。

d、 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,還有部分被氧化後的鈉鹽naso4。從沉澱池底部排漿管排出,由排漿幫浦送入水力旋流器。由於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。

在水力旋流器內,石膏漿被濃縮(固體含量約40%)之後用幫浦打到渣處理場,溢流液回流入再生池內。

e、 電氣與控制系統

b.雙鹼法脫硫工藝

工藝說明:

雙鹼法脫硫工藝技術吸收國內外型別工藝技術的經驗教訓,根據我國國情研發改進的一種更為先進、合理的工藝技術,該工藝解決了類似工藝技術常見的堵塞、執行費用高、排煙溫度低、動力消耗大、灰渣處理困難等難題。

工藝技術特點:

1.脫硫效率可達98%以上,除塵效率可達90%以上。

2.可實現脫硫劑的互換(消石灰粉、生鹼或電石渣),且不影響工藝的執行,不影響脫硫效率。

3.參與反應的是納鹼,實際消耗為鈣鹼,鈉鹼迴圈利用,且納鹼消耗量小於1%。

4.液氣比低且脫硫效率高:獨特的塔內設計,增加了脫硫液與煙氣的接觸面積和接觸時間,從而提高了脫硫效率。

5.具有獨特的兩極除渣系統,保證脫硫副產物的含水率≤10%。渣處理系統自動化程度高,減少了員工的勞動強度。

6.脫硫液中採用獨特抗氧化措施,具有獨特的防堵塞,降低了納鹼的消耗量。

7.液氣比小,排煙溫度高,無需常規工藝中所必須的ggh系統。

主要技術引數:

指標名稱設計要求

so2脫除效率 ≥90%

so3脫除效率 ≥95%

粉塵脫觸效率 ≥95%

系統阻力 <1500pa

適用範圍:

適用於任何鍋爐任何工況煙氣的脫硫治理工程。

雙鹼法脫硫除塵技術方案

德謙杭重鍛造 煙氣脫硫除塵 技術方案 附表裝置清冊 附一雙鹼法工藝流程圖 附二總平面布置圖 附三布袋除塵器方案圖 1.1設計依據 1 gb 9078 1996 工業窯爐大氣汙染物排放標準 2 hj462 2009 工業鍋爐及窯爐濕法煙氣脫硫工程技術規範 3 環評報告中的有關引數要求 4 浙江省地方環...

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1臺75噸鍋爐雙鹼法脫硫技術方案

1 75t h cfb鍋爐煙氣脫硫系統技術 方案目錄1 建設方概況 2 2 設計依據及設計原則 2 2.1 設計依據和標準 2 2.2 工程主要原始資料 3 2.3 設計原則 4 3 設計範圍及要求 5 3.1設計範圍 5 3.2 主要技術要求 5 4 工藝選擇 5 4.1脫硫技術簡介 5 5 雙鹼...