濕法脫硫工藝

【資料簡介】

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，單塔處理煙氣量對應(yīng)的機組容量已達到1000MW。

二、石灰石/石灰－石膏濕法脫硫反應(yīng)機理：

　　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：

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

2、塔內(nèi)部件少，易于吸收塔維護。

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

4、煙氣處理量大，單塔煙氣量對應(yīng)的機組容量高達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)物的分布強度與氧化空氣量的對應(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行塔內(nèi)脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大，不會造成過飽和結(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行費用，比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。 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個部分：(1)吸收劑制備與補充；(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)物進入再生池內(nèi)用另一種堿，一般是Ca(OH)2進行再生，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)過除霧器脫水后進入換熱器，升溫后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機通過煙囪排入大氣。

雙堿法脫硫工藝流程圖: zui初的雙堿法一般只有一個循環(huán)水池，NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環(huán)池內(nèi)混合。在清除循環(huán)池內(nèi)的灰渣時，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，對其進行了改進。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被循環(huán)液濕潤而捕集，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。上清液溢流進入反應(yīng)池與投加的石灰進行反應(yīng)，置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中，同時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。 吸收劑制備及補充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動時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)進行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產(chǎn)物進行再生還原，需用一個制漿罐。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)。在整個運行過程中，脫硫產(chǎn)生的很多固體殘渣等顆粒物經(jīng)渣漿泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)。由于排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉，所以，在堿液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充，以包管整個脫硫系統(tǒng)的正常運行及煙氣的達標排放。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行強制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)三級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)煙道進入除塵器進行除塵后進入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級除霧器除去霧滴后進入主煙道，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)故障或檢修停運時，系統(tǒng)關(guān)閉進出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。 SO2吸收系統(tǒng) 煙氣進入吸收塔內(nèi)向上流動，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，同時消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補給而添加的氫氧化鈉堿液進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，兩級除霧器都設(shè)有水沖洗噴嘴，定時對其進行沖洗，避免除霧器堵塞。