石灰(石)-石膏法
概述
石灰(石)-石膏法脫硫技術(shù),是目前應用最廣泛、工藝技術(shù)最成熟的標準脫硫工藝技術(shù)。采用廉價(jià)易得的石灰(石)作為脫硫吸收劑,將石灰劑制作成粉末與水混合攪拌成漿液。在吸收塔內,吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應被脫除,最終反應產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細小液滴。
反應過(guò)程
石灰-石膏法脫硫原理
吸收SO2 : SO2+H2O→H++HS03-→H++SO32-
溶解: Ca(OH)2→Ca2++2OH-
CaSO3→Ca2++SO32-
中和: OH-+H+→H2O
OH-+HSO3-→SO32-+H2O
氧化: HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO2-+1/2O2→SO42-
結晶: Ca2+SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O
Ca2+SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O
工藝特點(diǎn)
1.采用價(jià)廉易得的石灰作為吸收劑,能夠有效地控制運行成本。
2.技術(shù)成熟,脫硫效率高。
3.對工況負荷適應性和SO2濃度的變化有很好的適用性。
4.副產(chǎn)物為純度較高的石膏,副產(chǎn)物產(chǎn)出可具有一定的價(jià)值。
系統組成
脫硫系統主要包括煙氣系統、石灰漿液制備系統、吸收氧化系統、副產(chǎn)物處理系統、公共系統、電氣控制系統等幾部分組成。
煙氣系統:包含煙道、煙道加強、煙道支架、煙道膨脹節、檢修排空口及煙道配套的保溫、防腐及爬梯平臺等。
石灰漿液制備系統:包含石灰儲倉、石灰漿液制備、石灰漿液儲備及配套的攪拌、輸送泵系統等。
吸收氧化系統:主要包括吸收塔、噴淋層、除霧器、循環(huán)泵、擾動(dòng)設備和氧化風(fēng)機等設備。
副產(chǎn)物處理系統:石膏排出設備、壓濾機系統、沖洗系統及石膏庫等。
公共系統:包含工藝水系統、壓縮空氣系統、事故漿液系統。
電氣控制系統:
電氣部分:供配電系統、電氣控制與保護、照明及檢修系統、接地系統、通訊系統、電纜和電纜構筑物、電氣設備布置等。
控制部分:DCS控制柜、工控機、UPS電源、儀表等。
我公司石灰(石)-石膏法技術(shù)特點(diǎn)
1.優(yōu)化煙道布置,合理設計煙氣流速,盡可能縮短凈煙道長(cháng)度,在煙道內設置導流板、排凝裝置等措施,減小脫硫系統煙道阻力和故障點(diǎn),為主機長(cháng)期可靠運行打下基礎。
2. 煙氣入口設計向下傾斜一定的角度,從而使得煙氣進(jìn)吸收塔漩渦區的面積減少。入口角度的合理傾斜將有利噴淋塔內煙氣流態(tài)均勻,煙氣流速均布在3.5~4.0m/s,從而提高脫硫效率。并且設計對噴噴淋,降低來(lái)脫硫塔煙氣溫度,保證煙氣溫度對脫硫塔防腐和內件沒(méi)有損壞。
3. 噴淋層優(yōu)化設計,每層噴淋層相互交叉,層與層之間噴淋母管軸線(xiàn)夾角約20°,噴淋覆蓋率達200%以上,避免煙氣竄氣。避免局部高溫,保證塔內所有位置氣體達到飽和。塔周邊采用90高效實(shí)心噴嘴,其余采用120空心噴嘴,液滴平均直徑2000微米,具有氣/液接觸充分、脫硫率更高、液氣比更低的特點(diǎn)。
4.在吸收塔內設布氣裝置,與密集型噴淋聯(lián)合使用能有效防止煙氣爬壁短路,改善靠近塔壁的氣液接觸,使氣/液分布更均勻并將壁上漿液再次引入噴淋區。
5.防止塔內結垢及堵塞是吸收塔安全運行的關(guān)鍵。
本工程采用先進(jìn)可靠的單回路噴淋空塔,逆流煙氣洗滌,吸收塔內氣液接觸區無(wú)填料構件,不設置任何隔柵、托盤(pán),可有效降低塔內運行阻力,有效杜絕塔內堵塞結垢現象,因此能保證吸收塔長(cháng)期穩定運行。
設計循環(huán)池停留時(shí)間不低于12h,降低塔內脫硫漿液濃度。如此可大大降低塔內外磨損,避免塔內結垢堵塞,且同樣的液氣比下可提高脫硫效率,確保系統安全穩定運行。
雙堿法
概述
雙堿法脫硫技術(shù)是采用鈉基脫硫劑進(jìn)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(chǎn)物溶解度大,不會(huì )造成過(guò)飽和結晶和結晶結垢堵塞問(wèn)題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內用氫氧化鈣進(jìn)行還原,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。
雙堿法脫硫原理
1、 脫硫過(guò)程:
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑ (1)
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O (2)
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 (3)
以上三式視吸收液酸堿度不同而異:(1)式為吸收啟動(dòng)反應式;堿性較高時(shí)(PH>9),(2)式為主要反應;堿性降低時(shí)到中性甚至酸性時(shí)(5<PH<9),則按(3)式發(fā)生反應。
2、 再生過(guò)程:
2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3↓+2H2O (4)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3↓ (5)
在石灰漿液(石灰達到過(guò)飽和狀況)中,中性(兩性)的NaHSO3很快跟石灰反應從而釋放出[Na+],隨后生成的[SO32-]又繼續跟石灰反應,反應生成的亞硫酸鈣以半水化合物形式慢慢沉淀下來(lái),從而使[Na+]得到再生,吸收液恢復對SO2的吸收能力,循環(huán)使用。
系統組成
主要包括煙氣系統、吸收劑制備系統、SO2吸收系統、再生系統、石膏脫水處理系統、電氣控制系統。
工藝特點(diǎn)
1.鈉基作為吸收液,避免了結垢;
2.鈉基吸收速率高,較低的液氣比,較高的脫硫效率;
3.系統占地規模較小,投資較低;
4.再生和沉淀分離在塔外進(jìn)行,大大降低塔內和管道內的結垢機會(huì );
5.石灰作為再生劑,為主要實(shí)際消耗物,鈉堿消耗較少,相比單堿法運行成本較低。