濕法脫硫工藝

【資料簡(jiǎn)介】

一、概況：

　　在濕法煙氣脫硫工藝中，石灰石/石灰－石膏濕法脫硫技術(shù)是在煙氣脫硫領(lǐng)域應(yīng)用zui廣泛，技術(shù)zui成熟，運(yùn)行zui可靠和裝置zui穩(wěn)定的一種脫硫工藝。世界上80％以上的煙氣脫硫裝置均采用石灰石/石灰－石膏濕法脫硫工藝，單塔處理煙氣量對(duì)應(yīng)的機(jī)組容量已達(dá)到1000MW。

二、石灰石/石灰－石膏濕法脫硫反應(yīng)機(jī)理：

　　石灰石/石灰-石膏濕法脫硫是利用噴淋吸收塔噴射的石灰石漿液，吸收煙氣中硫氧化物（SOx）及其它酸性物質(zhì)，液相中的硫氧化物（SOx）與碳酸鈣反應(yīng)，形成硫酸氫鈣和亞硫酸鈣。在吸收塔底部的漿液池中充入強(qiáng)制氧化空氣，吸收漿液中的亞硫酸鈣幾乎全部被漿液池底部充入的空氣強(qiáng)制氧化成硫酸鈣，脫硫產(chǎn)物主要為石膏。脫硫過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

CaO＋H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2＋SO2=CaSO3＋H2O

CaSO3＋H2O+SO2=Ca(HSO3)2

CaSO3＋1/2O2=CaSO4

MgSO4＋H2O→MgSO4·2H2O

三、石灰石/石灰-石膏濕法脫硫工藝流程：

　　主要包括：煙氣系統(tǒng)；循環(huán)水、工藝水系統(tǒng)；脫硫劑制備系統(tǒng)；副產(chǎn)品回收系統(tǒng)；控制系統(tǒng)等。詳見工藝流程圖。

四、石灰石/石灰-石膏濕法脫硫技術(shù)特點(diǎn)：

1、采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的吸收塔程序化設(shè)計(jì)，優(yōu)化吸收塔結(jié)構(gòu)，確保采用工藝參數(shù)使FGD裝置達(dá)到要求的脫硫效率。

2、塔內(nèi)部件少，易于吸收塔維護(hù)。

3、根據(jù)一定濃度范圍的循環(huán)漿液的zui大SOX吸收負(fù)荷理論，可根據(jù)要求設(shè)計(jì)脫硫效率大于95％的FGD裝置。

4、煙氣處理量大，單塔煙氣量對(duì)應(yīng)的機(jī)組容量高達(dá)1000Mw。

5、煤種適應(yīng)性好，可適應(yīng)不同煤種的煙氣脫硫。

6、根據(jù)吸收塔漿池截面上反應(yīng)產(chǎn)物的分布強(qiáng)度與氧化空氣量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，優(yōu)化脫硫副產(chǎn)物氧化系統(tǒng)，降低裝置電耗，提高氧化空氣利用率。

雙堿法工藝

雙堿法是采用鈉基脫硫劑進(jìn)行塔內(nèi)脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強(qiáng)，吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大，不會(huì)造成過飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞難題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進(jìn)行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用，比較適用于中小型鍋爐進(jìn)行脫硫改造。 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是利用氫氧化鈉溶液作為啟動(dòng)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(dá)到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產(chǎn)物經(jīng)脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用。

脫硫工藝主要包括5個(gè)部分：(1)吸收劑制備與補(bǔ)充；(2)吸收劑漿液噴淋；(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合；(4)再生池漿液還原鈉基堿；(5)石膏脫水處理。

雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應(yīng)機(jī)理類似，主要反應(yīng)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(yīng)，是速度控制過程之一。然后H 與溶液中的OH—中和反應(yīng)，生成鹽和水，促進(jìn)SO2不斷被吸收溶解。具體反應(yīng)方程式如下：2NaOH SO2 → Na2SO3 H2O Na2SO3 SO2 H2O → 2NaHSO3 脫硫后的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入再生池內(nèi)用另一種堿，一般是Ca(OH)2進(jìn)行再生，再生反應(yīng)過程如下：Ca(OH)2 Na2SO3 → 2 NaOH CaSO3$ U- Ca(OH)2 2NaHSO3 → Na2SO3 CaSO3·1/2H2O 1/2H2O( F存在氧氣的條件下，還會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：Ca(OH)2 Na2SO3 1/2O2 2 H2O → 2 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(tǒng)或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環(huán)使用。 工藝流程介紹 來自鍋爐的煙氣先經(jīng)過除塵器除塵，然后煙氣經(jīng)煙道從塔底進(jìn)入脫硫塔。在脫硫塔內(nèi)布置若干層（根據(jù)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(jìn)行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應(yīng)。經(jīng)脫硫洗滌后的凈煙氣經(jīng)過除霧器脫水后進(jìn)入換熱器，升溫后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)通過煙囪排入大氣。

雙堿法脫硫工藝流程圖: zui初的雙堿法一般只有一個(gè)循環(huán)水池，NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個(gè)循環(huán)池內(nèi)混合。在清除循環(huán)池內(nèi)的灰渣時(shí)，煙灰、反應(yīng)生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應(yīng)的石灰同時(shí)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(tǒng)雙堿法的缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。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(jìn)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(shí)被循環(huán)液濕潤(rùn)而捕集，從吸收塔排出的循環(huán)漿液流入沉淀池。灰渣經(jīng)沉淀定期清除，可回收利用，如制磚等。上清液溢流進(jìn)入反應(yīng)池與投加的石灰進(jìn)行反應(yīng)，置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中，同時(shí)生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉淀清除。

 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(bǔ)充系統(tǒng)，煙氣系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，脫硫石膏脫水處理系統(tǒng)和電氣與控制系統(tǒng)五部分組成。 吸收劑制備及補(bǔ)充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動(dòng)時(shí)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(nèi)進(jìn)行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產(chǎn)物進(jìn)行再生還原，需用一個(gè)制漿罐。制漿罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰漿液，將石灰漿液打到再生池內(nèi)，發(fā)生反應(yīng)。在整個(gè)運(yùn)行過程中，脫硫產(chǎn)生的很多固體殘?jiān)阮w粒物經(jīng)渣漿泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)。由于排走的殘?jiān)袝?huì)損失部分氫氧化鈉，所以，在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充，以包管整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)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(nèi)輕易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級(jí)沉淀池充分沉淀包管大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環(huán)泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質(zhì)和液體雜質(zhì)。 煙氣系統(tǒng), 鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級(jí)除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道，經(jīng)過煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當(dāng)脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障或檢修停運(yùn)時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。 SO2吸收系統(tǒng) 煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)向上流動(dòng)，與向下噴淋的石灰石漿液以逆流方式洗滌，氣液充分接觸。脫硫塔采用內(nèi)置若干層旋流板的方式，塔內(nèi)zui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(dǎo)流作用下，煙氣旋轉(zhuǎn)上升，與均勻布在旋流板上的堿液相切，進(jìn)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(shí)消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補(bǔ)給而添加的氫氧化鈉堿液進(jìn)入返料水池與被石灰再生過的氫氧化鈉溶液一起經(jīng)循環(huán)泵打入吸收塔循環(huán)吸收SO2。 在吸收塔出口處裝有兩級(jí)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捉，兩級(jí)除霧器都設(shè)有水沖洗噴嘴，定時(shí)對(duì)其進(jìn)行沖洗，避免除霧器堵塞。