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湿法除尘-双碱法脱硫

双碱法是采用钠基脱硫剂在脱硫装置内脱硫。配制好的碳酸钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2,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。另一方面脱硫产物部分通过再生泵送入再生池内用生石灰进行还原再生。再生出的钠基脱硫剂经过沉淀后,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。

湿式除尘-双碱法脱硫设备

脱硫工艺主要包括5个部分:

(1)吸收剂制备与补充;

(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—;SO2(g)= = = SO2
SO2(aq)+H2O(l) = = =H+HSO3— = = = 2H++SO32-;
式(1)为慢反应,是速度控制过程之一。
然后H+与溶液中的OH—中和反应,生成盐和水,促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下:
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3

脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱,一般是Ca(OH)2进行再生,再生反应过程如下:
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3
Ca(OH)2 + NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 + H2O
( F存在氧气的条件下,还会发生以下反应:
Ca(OH)2 + Na2SO3 + O2 + H2O → NaOH + CaSO4 + H2O

双碱法工艺流程说明

双碱工艺说明

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,以及电气和控制系统。

它由五部分组成。

吸收剂制备和补充系统

当脱硫装置启动时,使用氢氧化钠作为吸收剂,将干燥的氢氧化钠粉末加入碱液罐中,加入水制备氢氧化钠碱溶液,将碱液打入返料水池。在此过程中,此液体由泵打入脱硫塔进行脱硫。为了在用钠基脱硫剂脱硫后再生脱硫产物再生还原,需要制浆罐。添加到制浆罐中的石灰粉(直径小于10mm的颗粒),加入水形成石灰浆,将石灰浆泵入再生池并与亚硫酸钠、硫酸钠反应。 在整个运行过程中,许多固体残余物如脱硫沉淀,由抓取机器除去并由使用者处理。去除的残留物中会损失一些氢氧化钠。因此,可以在碱液罐中定期补充氢氧化钠,以确保整个脱硫系统的正常运行和烟道气的排放。避免亚硫酸的再生钙、硫酸钙也被打入脱硫塔,很容易导致管道和塔内结垢、阻塞现象,科学添加了气体装置强制氧化,以便再生后脱硫 。
液经二级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。

液体通过二级沉淀池充分沉淀,以确保大颗粒不会返回塔中。

烟气系统,锅炉烟气通过烟道进入除尘脱硫塔,除尘脱硫后的低温烟气经两级进入主烟道,由烟囱排入大气。

SO2吸收系统

烟气流入吸收塔并向上流动,向下喷射的浆料以逆流方式洗涤,气体和液体完全接触。脱硫塔采用多层旋流板的内置方法。

喷管布置在塔中最上面的脱硫旋风板上。喷淋的氢氧化钠溶液通过喷雾层喷射到旋流板轴上的水分配器上,然后碱液均匀分布。

在旋转板的分流下,烟气向上旋转,与均匀分布在旋转板上的碱液液体进行切割,进一步雾化碱液,充分吸收SO2,、 SO3、 HCl和HF酸性气体形成NaSO3、 NaHSO3,同时消耗氢氧化钠作为吸收剂。加入用于补充的氢氧化钠碱液进入返料水池与被通过循环泵将灰分再生的氢氧化钠溶液泵入吸收塔中以吸收SO2。

在吸收塔的出口处安装两级旋流板(或折流板)除雾器,以在洗涤过程中除去由烟道气产生的雾。在这个过程中,烟雾携带的烟尘和其他固体颗粒也被除雾器捕获,定期冲洗以避免除雾器堵塞。

脱硫产品处理系统
脱硫系统的最终脱硫产物仍为石膏浆(固含量约20%),具体成分为CaSO3、 CaSO4,以及部分氧化后的钠盐NaSO4。

从沉淀池底部或通过抓斗排出。由于固体产物掺杂了各种灰分和硫酸钠,这严重影响了石膏的质量,因此通常会被废弃为主。

电气和控制系统

脱硫装置的电源从锅炉房的配电盘引出,通过电缆连接到脱硫电控室的配电盘。在脱硫电气控制室中,低压配电使用电力

中央电机控制中心电源,控制粉尘泵、碱液泵、石灰渣浆泵采用一用一备设计旨在确保系统的连续性。

脱硫系统的脱硫剂进料溶液配备有实现现场控制,控制面板集中控制的设备,可实现手动或自动操作模式。

在正常操作中,垂直控制面板自动控制每个泵的操作,以控制石灰浆的供应和在脱硫系统中补充氢氧化钠溶液。

可根据PH反馈值手动设定运行时间,实现自动操作。具体的电气原理参照电气控制原理图。

二次污染的解决方案:

使用氢氧化钠作为脱硫剂,脱硫塔中二氧化硫吸收的反应速度快,脱硫效率高,但脱硫产物Na2SO4难以处理,非常容易造成严重的二次污染问题。使用双碱法烟气脱硫工艺,用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰再生,只有少量的Na2SO4是带入石膏浆料中。

工艺特点

与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比,双碱法原则上具有以下优点。

(1)用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶液。在循环过程中,泵、管道、无腐蚀和堵塞,便于设备运行和维护。

(2)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,从而避免了塔内的堵塞和磨损,提高了操作的可靠性,降低了运行成本;

同时可以用高效的板式塔或填料塔可替代空塔,使系统更紧凑,提高脱硫效率;

(3)钠基吸收液高速吸收SO2,因此可以使用较小的液气比来实现更高的脱硫效率,一般在90%以上;

对于脱硫除尘一体化技术来说,可以提高石灰的利用率。

缺点是:Na2SO3氧化反应产物Na2SO4难以再生,需要连续补充NaOH或Na2CO3以增加碱的消耗。此外,Na2SO4的存在也会降低石膏的质量。

湿式除尘案例

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