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废气治理双碱法脱硫工艺的特点、原理及优势

来源:环保大气圈    时间:2020-02-25 11:03

   钙钠双碱法脱硫工艺,简称双碱法。该法主要是脱除气体中的SO2气体。适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。
  一、工艺特点
  钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫,然后再用石灰粉再生脱硫液,由于整个反应过程是液气相之间进行,避免了系统结垢问题,而且吸收速率高,液气比低,吸收剂利用率高,投资费用省,运行成本低。
  1、以NaOH(Na2CO3)脱硫,脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞,便于设备运行和维护。
  2、钠基吸收液对SO2反应速度快,故有较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般≥90%。
  3、脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了运行成本。
  4、以空塔喷淋为脱硫塔结构,运行可靠性高,事故发生率小,塔阻力低,△P≤600Pa。
  二、工艺原理
  1、反应原理
  SO2吸收反应:Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑
  吸收剂再生反应:CaO+H2O→Ca(OH) 2
  Ca(OH) 2+Na2SO3+H2O→2NaOH+CaSO3+H2O
  2、工艺流程
  采用锻钢炉的烟气经换热降温至≤200℃,经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层数十支喷嘴,喷出细微液滴雾化均布于脱硫塔溶积内,烟气与喷淋脱硫液进行充分汽液混合接触,使烟气中SO2和灰尘被脱硫液充分吸收、反应,达到脱尘除SO2的目的。经脱硫洗涤后的净烟气经塔顶除雾器脱水,经脱硫塔上部进入烟囱排入大气。脱硫循环液经塔内气液接触除SO2后,经塔底管道流入沉淀池在此将灰尘沉淀下来,清液经上部溢进入反应再生池,在池内与石灰乳液制备槽引来的石灰乳进行再生反应,再生液流入泵前循环槽补入Na2CO3,由泵打入脱硫塔顶脱除SO2循环使用。其中再生产出的CaSO3及烟气中过剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分离。
  三、工艺优势
  1、烟气系统
  来自锻钢烟气经烟道引风机直接进入脱硫塔。脱硫塔以空塔喷淋结构。设计空速小(4.0m/s),塔压力降小(≤600Pa),脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体,烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。脱硫塔制作完毕喷砂处理后,环氧树脂防腐6遍,塔内部件主要是喷嘴和防雾器,均为304不锈钢材质。当脱硫泵出现故障时,脱硫暂停反应,烟气可通过烟囱排入大气。
  2、脱硫塔SO2吸收系统
  烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤,气液充分接触吸收SO2。脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋,由于喷嘴的雾化作用,分裂成无数小直径的液滴,其总表面积增大数千倍,使气液得以充分接触,气液相接触面积越大,两相传质热反应,效率越高。因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构,起到高效、节能、造价低等优点。脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘,生成Na2SO3,同时消耗了NaOH和Na2SO3。脱硫液排出塔外进入再生池与Ca(OH) 2反应,再生出钠离子并补入Na2SO3(或NaOH),经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。
  在脱硫塔顶部装有除雾器,经除雾器折流板碰冲作用,烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。除雾器设置定期冲洗装置,防止除雾器堵塞。
  3、脱硫产物处理
  脱硫产物最终是石膏浆,具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好,经自然蒸发晾干。由于石膏浆中含有固体杂质,影响石膏的质量,所以一般以抛弃法为高。排出沉淀池浆液可经水力旋流器,稠厚器增浓提固后,再排至渣场处理。
  4、关于二次污染的解决
  以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2,其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用,因钠钙双碱法能节省碱耗,又杜绝二次污染问题。有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中,经固液分离,分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。溶液流回再生池继续使用,因此不会产生二次污染。
  5、方案的特点
  以NaOH(Na2CO3)脱硫,脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞,便于设备运行和维护。钠基吸收液对SO2反应速度快,故有较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般≥90%。
  脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了运行成本。以空塔喷淋为脱硫塔结构,运行可靠性高,事故发生率小,塔阻力低,△P≤600Pa。
  6、吸收SO2效率及主要影响因素
  PH值:PH值高,SO2吸收速率大,脱硫效率高,同时PH值高,结垢几率小,避免吸收剂表面纯化。
  温度:温度低有利于气液传质,溶解SO2,但温度低影响反应速度,所以脱硫剂的温度不是一个独立的不变因素,取决于进气的烟气温度。
  石灰粒度及纯度:要求石灰纯度≥95%,粒度控制Pc200~300目内。
  液浆浓度:控制在10~15%。

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