雙鹼法脫硫工藝簡介

2022-04-11 03:31:29 字數 3051 閱讀 7558

目前世界上煙氣脫硫技術(fgd)有上百種,具有實用價值的工藝僅十幾種,分別適應不同的場合和要求。以下是幾種脫硫技術的比較:

1.1乾法

乾法脫硫是在無液相介入的完全乾燥狀態下進行脫硫的,脫硫產物為幹粉狀。乾法常用的有爐內噴鈣(石灰/石灰石),金屬吸收等。乾法脫硫屬傳統工藝,脫硫率普遍不高(<50%),工業應用較少。

1.2半乾法

半乾法脫硫是利用煙氣顯熱蒸發脫硫漿液中的水份,同時在乾燥過程中,脫硫劑與煙氣中的so2發生反應,並使最終產物為幹粉狀。由於該方法加入系統的脫硫劑是溼的,而從系統出來的脫硫產物是幹的,故稱之為半乾法。半乾法使用較多的有噴霧乾燥法煙氣脫硫、迴圈流化床煙氣脫硫(cfb-fgd)和增濕灰迴圈煙氣脫硫(nid法)等。

採用半乾法脫硫時,脫硫劑的利用率低,脫硫效率也不高,故而應用也不是很多。

1.3濕法

濕法脫硫為目前使用範圍最廣的脫硫方法,佔脫硫總量的80%以上。濕法脫硫根據脫硫的原料不同又可分為石灰石/石灰法、氨法、鈉鹼法、雙鹼法、金屬氧化物法等。其中石灰石/石灰法、氨法、鈉鹼法、雙鹼法以及金屬氧化物中的氧化鎂法使用較為普遍。

(1)石灰石/石灰法

石灰石法採用200~300目大小的石灰石粉,將其製成石灰石漿液,在吸收塔內通過噴淋霧化使其與煙氣接觸,從而達到脫硫的目的。該工藝需配備石灰石粉碎系統與石灰石粉化漿系統,由於石灰石活性較低,需通過增大吸收液的噴淋量,提高液氣比,來保證足夠的脫硫效率,因此執行費用較高。石灰法是用石灰粉代替石灰石,石灰活性大大高於石灰石,可提高脫硫效率,石灰法主要存在的問題是塔內容易結垢,引起氣液接觸器(噴頭或塔板)的堵塞。

(2)鈉鹼法

鈉鹼法採用碳酸鈉或氫氧化鈉等鹼性物質吸收煙氣中的so2,並可副產高濃度so2氣體或na2so3,它具有吸收劑不揮發、溶解度大、活性高、吸收系統不堵塞等優點,適合於煙氣s02濃度比較高的廢氣s02吸收處理。但也存在副產**困難、投資較高、執行費用高等缺點。

(3)氨法

氨法採用氨水作為so2的吸收劑,so2與nh3反應可產生亞硫酸氨、亞硫酸氫氨與部分因氧化而產生的硫酸氨。根據吸收液再生方法的不同,氨法可分為氨-酸法、氨-亞硫酸氨法和氨-硫酸氨法。

氨法主要優點是脫硫效率高(與鈉鹼法相同),副產物可作為農業肥料。

由於氨易揮發,使吸收劑消耗量增加,脫硫劑利用率不高;脫硫對氨水的濃度有一定的要求,若氨水濃度太低,不僅影響脫硫效率,而且水迴圈系統龐大,使執行費用增大;濃度增大,勢必導致蒸發量的增大,對工作環境產生影響,而且氨易與淨化後煙氣中的so2反應,形成氣溶膠,使得煙氣無法達標排放。

氨法的**過程也是較為困難的,投資費用較高,需配備制酸系統或結晶**裝置(需配備中和器、結晶器、脫水機、乾燥機等),系統複雜,裝置繁多,管理維護要求高。

(4)金屬氧化物法

常用的金屬氧化物法是氧化鎂法。氧化鎂與so2反應得到亞硫酸鎂與硫酸鎂,它們通過煅燒可重新分解出氧化鎂,同時**較純淨的so2氣體,脫硫劑可迴圈使用。由於氧化鎂活性比石灰高,故而脫硫效率也較石灰法高。

它的缺點是氧化鎂**過程需煅燒,工藝較複雜,但若直接採用拋棄法,鎂鹽會導致二次汙染,總體執行費用也較高。

(5)雙鹼法

雙鹼法(na2co3/ca(oh)2)是在石灰法基礎上結合鈉鹼法,利用鈉鹽易溶於水,在吸收塔內部採用鈉鹼吸收so2,吸收後的脫硫液在再生池內利用廉價的石灰進行再生,從而使得鈉離子迴圈吸收利用。該工藝綜合石灰法與鈉鹼法的特點,解決了石灰法的塔內易結垢的問題,又具備鈉鹼法吸收效率高的優點。

脫硫副產物為亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化後),亞硫酸鈣配以合成樹脂可生產一種稱為鈣塑的新型複合材料;或將其氧化後製成石膏;或者直接將其與粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作為鋪路底層墊層材料的強度。與氧化鎂法相比,鈣鹽不具汙染性,因此不產生廢渣二次汙染。

目前濕法脫硫技術應用廣泛,占有全世界fgd裝置總量的85%以上。其中雙鹼法由於脫硫工藝簡單,執行穩定性好,脫硫效率高,脫硫成本低,適合我國國情,因而在我國應用較為廣泛。結合玻璃窯煙氣治理的的具體情況,從工藝成熟性、系統穩定性、工程投資、執行費用等方面綜合考慮,選擇採用雙鹼法脫硫工藝。

雙鹼法脫硫工藝簡介

雙鹼法是中小型鍋爐應用較廣的煙氣脫硫技術,是為了克服石灰石一石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。雙鹼法種類較多,最常用的是鈉鈣雙鹼法。

鈉-鈣雙鹼法【na2co3--ca(oh)2】採用純鹼吸收so2,石灰還原再生,再生後吸收劑迴圈使用,無廢水排放。

在工藝先進、執行可靠和經濟合理的原則下,為了最大限度的減小一次性投資、節能降耗和系統維護方便,設計工藝流程。

煙氣經布袋除塵器除塵,再進入脫硫塔。煙氣在導向板作用向上螺旋,並與脫硫液接觸,將脫硫液霧化成直徑0.1-1.

0mm的液滴,形成良好的霧化吸收區。煙氣與脫硫液中的鹼性脫硫劑在霧化區內充分接觸反應,完成煙氣的脫硫吸收和進一步除塵。經脫硫後的煙氣向上通過塔側的出風口直接進入風機並由煙囪排放。

脫硫液採用外迴圈吸收方式。吸收了so2的脫硫液流入再生池,與新來的石灰水進行再生反應,反應後的漿液流入沉澱再生池沉澱,當乙個沉澱再生池沉澱物集滿時,漿液切換流入到另乙個沉澱再生池,然後由人工清理這個再生池沉澱的沉渣,廢渣晾乾後外運處理。迴圈池內經再生和沉澱後的上液體由迴圈幫浦打入脫硫塔迴圈使用。

另外,由於渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子,故需在迴圈池內補充少量純鹼或廢鹼液。

化學反應原理

基本化學原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。

在塔內吸收so2

na2co3+so2=na2so3+co2 (1)

2naoh+so2=na2so3+h2o  (2)

na2so3+so2+h2o=2nahso3  (3)

以上三式視吸收液酸鹼度不同而異,鹼性較高時(ph>9)以(2)式為主要反應;鹼性稍為降低時以(1)式為主要反應;鹼性到中性甚至酸性時(5<ph<9),則按(3)式反應。

用消石灰再生

ca(oh)2 +na2so3=2naoh+caso3

ca(oh)2 +2nahso3=na2so3+caso3 h2o+1 h2o

在石灰漿液(石灰達到達飽和狀況)中,nahso3很快與ca(oh)2 反應從而釋放出[na+],[so32-]與[ca2+]反應,反應生成的caso3以半水化合物形式沉澱下來從而使[na+]得到再生。na2co3只是一種啟動鹼,起動後實際上消耗的是石灰,理論上不消耗純鹼(只是清渣時會帶也一些,因而有少量損耗)

再生的naoh和na2so3等脫硫劑迴圈使用。

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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...

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