双碱法脱硫技术介绍

1、(一 双碱法烟气脱硫技术介绍双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石 石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的 石灰石 /石灰 石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、 硫 酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问 题严重影响脱硫系统的正常运行,更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免 用钙基脱硫剂的不利因素, 钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统 (曝气系统 , 从而增加初投资及运行费用,用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题,单纯采用钠基脱 硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理,二者矛盾相互凸现,双碱法烟气脱硫工艺应 运而生,该工

2、艺较好的解决了上述矛盾问题。(二 双碱法脱硫技术工艺基本原理双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应 产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再 生池内用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱 法脱硫工艺降低了投资及运行费用,比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂, 配制好的氢氧化钠溶液直接 打入脱硫塔洗涤脱除烟气中 SO2来达到烟气脱硫的目的, 然后脱硫产物经脱硫剂再生池 还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。 脱硫工艺主要包括 5个部分:(1吸收

3、剂制备 与补充; (2吸收剂浆液喷淋; (3塔内雾滴与烟气接触混合; (4再生池浆液还原钠基碱; (5石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石 /石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中 的 SO2先溶解于吸收液中,然后离解成 H+和 HSO3-;使用 Na2CO3或 NaOH 液吸收烟气 中的 SO2,生成 HSO32-、 SO32-与 SO42-,反应方程式如下:一、脱硫反应:Na2SO3 + SO2 NaSO3 + CO2 (12NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O (2Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 (3其中:式(1为启动阶段 Na2CO3溶液吸

4、收 SO2的反应;式(2为再生液 pH 值较高时(高于 9时 ,溶液吸收 SO2的主反应;式(3为溶液 pH 值较低(59时的主反应。二、氧化过程 (副反应 Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 (4NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO4 (5三、再生过程Ca(OH2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 (6Ca(OH2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O (7四、氧化过程CaSO3 + 1/2O2 CaSO4(8式(6为第一步反应再生反应,式(7为再生至 pH >9以后继续发生的主反应。脱下 的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析

5、出,然后将其用泵打入石膏脱水处理系统,再生的NaOH 可以循环使用。本钠钙双碱法脱硫工艺,以石灰浆液作为主脱硫剂,钠碱只需少量补充添加。由于在吸 收过程中以钠碱为吸收液,脱硫系统不会出现结垢等问题,运行安全可靠。由于钠碱吸 收液和二氧化硫反应的速率比钙碱快很多,能在较小的液气比条件下,达到较高的二氧 化硫脱除率。(三 双碱法湿法脱硫的优缺点与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比,双碱法原则上有以下优点:(1用 NaOH 脱硫,循环水基本上是 NaOH 的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、 设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养;(2吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,这样避免了塔内堵塞和磨损,提

6、高了 运行的可靠性,降低了操作费用;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔,使系统 更紧凑,且可提高脱硫效率;(3钠基吸收液吸收 SO2速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般 在 90%以上;(4对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。缺点是:NaSO3氧化副反应产物 Na2SO4较难再生,需不断的补充 NaOH 或 Na2CO3而增加碱的 消耗量。另外, Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。总之,双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术,是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫 技术,具有广泛的市场前景。(四 双碱法(TFGD 脱硫工艺主要技术特点内容提供:广州市天赐三和环保工程有

7、限公 司双碱法(TFGD 脱硫工艺主要技术特点如下:(1采用钠碱作为二氧化硫吸收剂,脱硫液在塔外用石灰再生,因此吸收塔内不会出 现结垢的现象。(2由于钠碱与二氧化硫的反应速度要比其它吸收剂的反应速度快很多,因此在相同 脱硫率的情况下,脱硫循环液的用量只是石灰石 /石膏法的 1/5,节能效果显著。(3适用范围广,适应低、中、高硫烟气。(4吸收塔入口采用急冷喷淋降温装置,通过计算机的模拟计算,保证了入塔的温度 降为 90以下。入口处材料经过特殊处理,既保证耐高温的冲击,还耐腐蚀、耐磨损。 (5吸收塔底层采用先进可靠的单回路喷淋设计,吸收塔底层气液接触区为强化传质 栅格层。对设计参数采取计算机模拟设

8、计、 700MW 实际工程经验相结合的方式,优化 脱硫塔及塔内构件的布置,保证脱硫塔内烟气的稳定流动和脱硫液的均匀喷淋;众多应 用实例证明该技术塔内传质稳定、气液接触充分,可保证系统的高效、稳定运行,达到 最佳脱硫效果。(6采用独有的喷嘴布置形式,其中 120°喷嘴布置在喷淋层内圈, 90°喷嘴布置在喷淋 层外围。如此布置可对整个塔体有效横截面(烟气分布横截面进行充分合理地覆盖, 横截面喷淋量均匀,气液接触面积与接触几率大,有效提高了脱硫效率。同时亦尽可能 减少喷淋到塔壁上的浆液量。(7吸收塔喷淋层采用高级的大流量实心锥喷嘴,采用螺旋式紧凑型设计,脱硫液通过螺旋体中心形成实

9、心锥形喷射, 覆盖均匀, 喷射速率高, 喷射角度精确, 雾化效果好。 同时,畅通的通道设计可最大程度避免阻塞现象。喷嘴采用先进的快开接口,可实现其 快速拆卸,便于安装、更换,有效减少维护检修的工作时间及工作量。(8工艺技术成熟,装置运行可靠性高。广州天赐公司工程经验丰富,并针对其他脱 硫公司在类似工程中出现的问题进行了分析、改进,丰富、完善了自身的脱硫工艺,使 得技术的成熟性和运行可靠性得到进一步的提高。(五 工程案例公司A. 天赐三和双碱法脱硫工艺及流程图工艺流程说明双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统,烟气系统, SO2吸收系统,脱硫 石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。

10、A 、吸收剂制备及补充系统脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂,氢氧化钠干粉料加入碱液罐中,加水配制成氢 氧化钠碱液,碱液被打入返料水池中,由泵打入脱硫塔内进行脱硫,为了将用钠基脱硫 剂脱硫后的脱硫产物进行再生还原,需用一个制浆罐。制浆罐中加入的是石灰粉,加水 后配成石灰浆液,将石灰浆液打到再生池内,与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。在整个运 行过程中,脱硫产生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入石膏脱水处理系统。由于排 走的残渣中会损失部分氢氧化钠,所以,在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充,以 保证整个脱硫系统的正常运行及烟气的达标排放。为避免再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙 也被打入脱硫塔内容易造成管道

11、及塔内发生结垢、堵塞现象,可以加装瀑气装置进行强 制氧化或特将水池做大, 再生后的脱硫剂溶液经三级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不 被打回塔体。另外,还可在循环泵前加装过滤器,过滤掉大颗粒物质和液体杂质。 B 、烟气系统锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔, 洗涤脱硫后的低温烟气经两级除雾 器除去雾滴后进入主烟道,经过烟气再热后由烟囱排入大气。当脱硫系统出现故障或检 修停运时,系统关闭进出口挡板门,烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。C 、 SO2吸收系统烟气进入吸收塔内向上流动, 与向下喷淋的石灰石浆液以逆流方式洗涤, 气液充分接触。 脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式,塔内最上层脱硫旋流

12、板上布置一根喷管。喷淋的 氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上,然后碱液均匀布开,在旋流板 的导流作用下,烟气旋转上升,与均匀布在旋流板上的碱液相切,进一步将碱液雾化, 充分吸收 SO2、 SO3、 HCl 和 HF 等酸性气体,生成 NaSO3、 NaHSO3,同时消耗了作为吸 收剂的氢氧化钠。 用作补给而添加的氢氧化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧 化钠溶液一起经循环泵打入吸收塔循环吸收 SO2。D 、脱硫产物处理系统脱硫系统的最终脱硫产物仍然是石膏浆 (固体含量约 20% , 具体成分为 CaSO3、 CaSO4, 还有部分被氧化后的钠盐 NaSO4。 从沉淀池底部排浆

13、管排出, 由排浆泵送入水力旋流器。 由于固体产物中掺杂有各种灰分及 NaSO4, 严重影响了石膏品质, 所以一般以抛弃为主。 在水力旋流器内,石膏浆被浓缩 (固体含量约 40% 之后用泵打到渣处理场,溢流液回流 入再生池内。E 、电气与控制系统B. 天誉环保 TY-型双碱法脱硫工艺工艺说明:TY-型纳 -钙双碱法脱硫工艺技术是天誉环保公司吸收国内外类型工艺技术的经验教训, 根据我国国情研发改进的一种更为先进、合理的工艺技术,该工艺解决了类似工艺技术 常见的堵塞、运行费用高、排烟温度低、动力消耗大、灰渣处理困难等难题。该工艺获得了 “ 河南省高新技术产品 ” 称号,是河南省环保产业协会推荐产品,

14、该工艺技 术适用于任何工况条件下的烟气治理工程。工艺技术特点:1. 脱硫效率可达 98%以上,除尘效率可达 90%以上。2. 可实现脱硫剂的互换(消石灰粉、生碱或电石渣 , 且不影响工艺的运行,不影响脱硫 效率。3. 参与反应的是纳碱,实际消耗为钙碱,钠碱循环利用,且纳碱消耗量小于 1%。4. 液气比低且脱硫效率高:独特的塔内设计,增加了脱硫液与烟气的接触面积和接触时 间,从而提高了脱硫效率。5. 具有独特的两极除渣系统, 保证脱硫副产物的含水率 10%。 渣处理系统自动化程度高, 减少了员工的劳动强度。6. 脱硫液中采用独特抗氧化措施,具有独特的防堵塞,降低了纳碱的消耗量。7. 液气比小,排烟温度高,无需常规工艺中所必须的 GGH 系统。主要技术参数:指标名称 设计要求SO2脱除效率 90%SO3脱除效率 95%粉尘脱触效率 95%系统阻力 <1500Pa适用范围:适用于任何锅炉任何工况烟气的脱硫治理工程。工程实例:1、中钢集团耐火材料有限公司脱硫项目2、清河县京都合金发展有限公司脱硫项目3、云南马关华晟矿业有限公司 2×130t/h循环流化床锅炉脱硫项目4、河南金山化工有限公司 35t/h+75t/h循环流化床锅炉脱硫项目C. 浙大蓝