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雙堿法脫硫塔脫硫工藝原理

發(fā)布時(shí)間:2023-07-07 16:49:27 人氣:10322

雙堿法脫硫塔脫硫工藝原理

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(guò)飽和結(jié)晶,造成結(jié)垢堵塞問(wèn)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。

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(lèi)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(aq)(1)

SO2(aq)+H2O(l)===H++HSO3-===2H++SO32-;(2)

式(1)為慢反應(yīng),是速度控制過(guò)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(guò)程如下:

Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3

Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3?1/2H2O+1/2H2O

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+2H2O→2NaOH+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。

雙堿法煙氣脫硫工藝優(yōu)勢(shì)

●煙氣系統(tǒng)

原煙氣經(jīng)煙道引風(fēng)機(jī)直接進(jìn)入脫硫塔。脫硫塔以空塔噴淋結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)空速?。?.0m/s),塔壓力降小(≤600Pa),脫硫集中除塵、脫硫、排煙氣于一體,煙氣升至塔頂進(jìn)入煙囪排入大氣。

●脫硫塔SO2吸收系統(tǒng)

煙氣進(jìn)入脫硫塔向上升起與向下噴淋的脫硫塔以逆流式洗滌,氣液充分接觸吸收SO2。脫硫塔采用噴嘴式空塔噴淋,由于噴嘴的霧化作用,分裂成無(wú)數(shù)小直徑的液滴,其總表面積增大數(shù)千倍,使氣液得以充分接觸,氣液相接觸面積越大,兩相傳質(zhì)熱反應(yīng),效率越高。因此化工生產(chǎn)中諸多單元操作中多采用噴淋塔結(jié)構(gòu),起到效率高節(jié)能、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。脫硫塔內(nèi)堿液霧化吸收SO2及粉塵,生成Na2SO3,同時(shí)消耗了NaOH和Na2CO3。脫硫液排出塔外進(jìn)入再生池與Ca(OH) 2反應(yīng),再生出鈉離子并補(bǔ)入Na2CO3(或NaOH),經(jīng)循環(huán)脫硫泵打入脫硫循環(huán)吸收SO2。

在脫硫塔頂部裝有除霧器,經(jīng)除霧器折流板碰沖作用,煙氣攜帶的煙塵和其他水滴、固體顆粒被除霧器捕獲分離。除霧器設(shè)置定期沖洗裝置,防止除霧器堵塞。

●脫硫產(chǎn)物處理

脫硫產(chǎn)物是石膏漿,具體為CaSO3、CaSO4還有部分被氧化的Na2SO4及粉塵。有潛水泥漿泵從沉淀池排出處理好,經(jīng)自然蒸發(fā)晾干。由于石膏漿中含有固體雜質(zhì),影響石膏的質(zhì)量,所以一般以?huà)仐壏楦?。排出沉淀池漿液可經(jīng)水力旋流器,稠厚器增濃提固后,再排至渣場(chǎng)處理。

●關(guān)于二次污染的解決

采用氫氧化鈉作為脫硫劑,在脫硫塔內(nèi)吸收二氧化硫反應(yīng)速率快,脫硫效率高,但脫硫的產(chǎn)物Na2SO4很難進(jìn)行處理,極易造成嚴(yán)重的二次污染問(wèn)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(chǎn)物用石灰來(lái)再生,只有少量的Na2SO4被帶入石膏漿液中,這些摻雜了少量Na2SO4的石膏漿液用泵打入旋流分離器中進(jìn)行固液分離,分離的大量的含水率較低的固體殘?jiān)淮虻皆鼒?chǎng)進(jìn)行堆放,溶液流回再生池繼續(xù)使用,因此不會(huì)造成二次污染。雙堿法脫硫塔脫硫工藝原理

雙堿法煙氣脫硫工藝特點(diǎn)

●脫硫效率可達(dá)98%以上,除塵效率可達(dá)90%以上。

●可實(shí)現(xiàn)脫硫劑的互換(消石灰粉、生堿或電石渣),且不影響工藝的運(yùn)行,不影響脫硫效率。

●參與反應(yīng)的是納堿,實(shí)際消耗為鈣堿,鈉堿循環(huán)利用,且納堿消耗量小于1%。

●鈉基吸收液對(duì)SO2反應(yīng)速度快液氣比低且脫硫效率高:獨(dú)特的塔內(nèi)設(shè)計(jì),增加了脫硫液與煙氣的接觸面積和接觸時(shí)間,從而提高了脫硫效率。

●具有獨(dú)特的兩極除渣系統(tǒng),保證脫硫副產(chǎn)物的含水率≤10%。渣處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度高。減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

●脫硫液中采用獨(dú)特抗氧化措施,具有獨(dú)特的防堵塞,降低了納堿的消耗量。

●液氣比小,排煙溫度高,無(wú)需常規(guī)工藝中所必須的 GGH系統(tǒng)。

●以NaOH(Na2CO3)脫硫,脫硫液中主要為NaOH(Na2CO3)水溶液,在循環(huán)過(guò)程中對(duì)水泵、管道、設(shè)備緩解腐蝕、沖刷及堵塞,便于設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)。

●脫硫劑的再生及脫硫沉淀均發(fā)生于塔體避免塔內(nèi)堵塞和磨損,提高了運(yùn)行的可靠性,降低了運(yùn)行成本。

●以空塔噴淋為脫硫塔結(jié)構(gòu),運(yùn)行可靠性高,事故發(fā)生率小,塔阻力低,△P≤600Pa。

離子液堿法脫硫效率及主要影響因素

●PH值:PH值高,SO2吸收速率大,脫硫效率高,同時(shí)PH值高,結(jié)垢幾率小,避免吸收劑表面純化。

●溫度:溫度低有利于氣液傳質(zhì),溶解SO2,但溫度低影響反應(yīng)速度,所以脫硫劑的溫度不是一個(gè)獨(dú)立的不變因素,取決于進(jìn)氣的煙氣溫度。

●石灰粒度及純度:要求石灰純度≥95%,粒度控制Pc200~300目?jī)?nèi)。

●液漿濃度:控制在10~15%。