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脫硫工藝技術(shù)

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產(chǎn)品簡介

通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進(jìn)脫硫工藝試點(diǎn)單位情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為干法、半干法、濕式脫硫等

詳細(xì)介紹

　　通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進(jìn)脫硫工藝試點(diǎn)單位情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為干法、半干法、濕式脫硫等。

　　其中煤燃燒后脫硫，又稱煙氣脫硫，簡稱FGD。在FGD技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分，可主要分為以下幾種方法：鈉堿法、鈉/鈣雙堿法、石灰石-石膏法、氨法、半干法等。

　　濕法煙氣脫硫是采用堿性溶液吸收劑洗滌煙氣以除去煙氣中的SO₂，濕法脫硫是目前實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)用，工藝應(yīng)用最多的脫硫方法，約占世界上現(xiàn)有煙氣脫硫裝置的90%。由于該反應(yīng)為氣液反應(yīng)，故具有脫硫反應(yīng)速度快，效率高，脫硫劑利用率高等特點(diǎn)。

　　一、鈉堿法脫硫工藝介紹

　　鈉堿法脫硫工藝相對其他脫硫工藝簡單，投資少。主要適合于小型的燃煤鍋爐(或煙氣量較小)的項(xiàng)目，由于鈉基脫硫效率高，所以小型脫硫項(xiàng)目比較容易接受。

　　鈉堿法是以Na₂CO₃或NaOH溶液為吸收劑吸收煙氣中的SO₂和NO_X，處理吸收反應(yīng)的吸收液將被再生還原后送回吸收塔循環(huán)使用。

　　帶有雜質(zhì)、廢碴的溶液在循環(huán)池達(dá)到一定濃度后，應(yīng)更換沉降池

　　內(nèi)溶液并進(jìn)行清池或排渣。

　　鈉堿法原理如下:

　　吸收反應(yīng)SO₂溶解 SO₂(氣)→SO₂(液)
SO₂(液)+H2O==HSO₃-+H⁺
HSO₃- ==H+ SO₃^2-
2NaOH+SO₂==Na₂SO₃+H₂O
Na₂CO₃+SO₂==Na₂SO₃+CO₂
Na₂CO₃+SO₂+H₂O==2NaHSO₃

　　該過程中由于采用鈉堿作為吸收液，因此吸收系統(tǒng)中不會產(chǎn)生結(jié)垢和沉淀物。

　　二、雙堿法脫硫工藝技術(shù)介紹

　　1.概述雙堿法（NaOH/Ca(OH)₂）是利用鈉鹽易溶于水，在吸收塔內(nèi)部采用鈉堿吸收SO₂。吸收后的脫硫液在再生池內(nèi)利用廉價的石灰進(jìn)行再生，從而使得鈉離子循環(huán)吸收利用。該工藝綜合石灰法和鈉堿法的特點(diǎn)，解決了石灰法塔內(nèi)易結(jié)垢的問題，又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點(diǎn)。

　　脫硫副產(chǎn)物為業(yè)硫酸鈣或硫酸鈣（氧化后），亞硫酸鈣配以合成樹脂可生產(chǎn)一種稱為鈣塑的新型復(fù)合材料；或?qū)⑵溲趸笾瞥墒啵换蛘咧苯訉⑵渑c粉煤灰混合，可增加粉煤灰的塑性，增加粉煤灰作為鋪路底層墊層材料的強(qiáng)度。與氧化鎂法相比，鈣鹽不具污染性，因此不產(chǎn)生廢渣二次污染。

　　目前濕法脫硫技犬應(yīng)用廠泛，占有FGD裝置總量的90%以上。其中雙堿法由于脫硫工藝簡單，運(yùn)行穩(wěn)定性好，脫硫效率高，脫硫成本低，適合我國國情，因而在我國應(yīng)用較為廣泛。

　　2.工藝流程

　　3.工藝說明

　　雙堿法是中小型鍋爐應(yīng)用較廣的煙氣脫硫技術(shù)，是為了克服石灰石-石膏法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)而發(fā)展起來的。雙堿法種類較多，的是鈉鈣雙堿法。

　　鈉-鈣雙堿法【Na₂CO₃一Ca(OH)₂】采用純堿吸收SO₂，石灰還原再生，再生后吸收劑循環(huán)使用，無廢水排放。

　　脫硫液采用外循環(huán)吸收方式。吸收了SO₂的脫硫液流入再生池，與新來的石灰水進(jìn)行再生反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液流入沉淀池，當(dāng)一個沉淀池沉淀物集到一定程度時，然后由污泥泵提出進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行有效壓濾，廢渣晾干后外運(yùn)處理。循環(huán)池內(nèi)經(jīng)再生和沉淀后的上清液由循環(huán)泵打入脫硫塔循環(huán)使用。

　　另外，由于渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子，故需在清液池內(nèi)補(bǔ)充少量純堿。

　　基本化學(xué)原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。

　　在塔內(nèi)吸收SO₂

　　（1）Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂

　　（2）2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O

　　（3）Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃

　　以上三式視吸收液酸堿度不同而異，堿性較高時（PH>9）以（2）式為主要反應(yīng)；堿性稍微降低時以（1）式為主要反應(yīng)；堿性到中性

　　甚至酸性時（5

　　用消石灰再生

　　Ca(OH)₂+Na₂SO₃=2NaOH+CaSO₃

　　Ca(OH)₂+2NaHSO₃=Na₂SO₃+CaSO₃+2H2O

　　在石灰漿液(石灰達(dá)到達(dá)飽和狀況)中，NaHSO₃很快與Ca(OH)₂反應(yīng)從而釋放出【Na⁺】，【SO₃^2-】與【Ca²⁺】反應(yīng)，反應(yīng)生成的CaSO₃以半水化合物形式沉淀下來從而使【Na⁺】得到再生。Na₂CO₃只是一種啟動堿，啟動后實(shí)際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿（只是清渣時會帶走一些，因而有少量損耗）再生的NaOH和Na₂SO₃等脫硫劑循環(huán)使用。

　　工程示范

　　三、石灰石膏法脫硫工藝技術(shù)介紹

　　1.工藝說明

　　燃煤煙氣經(jīng)布袋或靜電除塵后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO₂、S0₃、HCL和HF，與此同時在氧化風(fēng)機(jī)及氧化噴槍的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO₄?2H₂O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。

　　在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器(作為一級脫水設(shè)備)和真空皮帶脫水機(jī)。

　　經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。

　　在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46-55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過GGH(可選)將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。

　　最后潔凈的煙氣通過煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。

　　2.工藝流程圖

　　四、氨法脫硫工藝技術(shù)介紹

　　1、工作原理

　　氨水洗滌法脫硫工藝（簡稱：氨法脫硫）與石灰-石膏法脫硫工藝類似，它是以液氨或氨水作為脫硫劑的一種*、高效、經(jīng)濟(jì)的脫硫系統(tǒng)。在吸收塔內(nèi)，吸收溶液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與溶液中的(NH₄)₂SO₃和NH₄HSO₃進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為硫酸銨晶體。

　　2、反應(yīng)過程

　　（1）吸收

　　SO₂+(NH₄)2SO₃+H₂O→2NH₄HSO₃

　　（2）中和

　　NH₃+NH₄HSO₃→(NH₄)2SO₃

　　（3）氧化

　　2(NH₄)SO₃+O2→2(NH₄)2SO₄

　　3、系統(tǒng)組成

　　脫硫系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、濃縮塔系統(tǒng)、副產(chǎn)品處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、公用系統(tǒng)(工藝水、壓縮空氣、事故漿液罐系統(tǒng)等)、電氣控制系統(tǒng)等幾部分組成。

　　4、工藝流程

　　五、工藝說明

　　來自于鍋爐或窯爐的煙氣經(jīng)過布袋或靜電除塵后在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入濃縮塔、吸收塔。吸收塔為逆流噴淋空塔結(jié)構(gòu)，集吸收、氧化功能于一體，上部為吸收區(qū)，下部為氧化區(qū)，煙氣與吸收塔內(nèi)的循環(huán)漿液逆向接觸。系統(tǒng)一般裝2—3臺漿液循環(huán)泵，每臺循環(huán)泵對應(yīng)一層霧化噴淋層。當(dāng)只有一臺機(jī)組運(yùn)行時或負(fù)荷較小時，可以停運(yùn)1層噴淋層，此時系統(tǒng)仍保持較高的液氣比，從而可達(dá)到所需的脫硫效果。吸收區(qū)上部裝二級除霧器，除霧器出口煙氣中的游離水份不超過75mgNm3。吸收SO₂后的漿液進(jìn)入循環(huán)氧化區(qū)，在循環(huán)氧化區(qū)中，亞硫酸銨被鼓入的空氣氧化成硫酸氨晶體。同時，由吸收劑制備系統(tǒng)向吸收氧化系統(tǒng)供給新鮮的氨水或液氨(利用液氨蒸發(fā)通過氧化風(fēng)管進(jìn)入吸收塔），用于補(bǔ)充被消耗掉的氨水，使吸收溶液保持一定的PH值。反應(yīng)生成物溶液達(dá)到一定密度時先排至吸收塔前的濃縮塔，經(jīng)濃縮后進(jìn)入脫硫副產(chǎn)品系統(tǒng)，經(jīng)過脫水形成硫酸氨晶體，進(jìn)一步干燥、包裝成袋后商業(yè)化利用。

　　1、脫硫效率高，可保證98%以上；

　　2、系統(tǒng)能耗低；

　　3、對煤種變化、負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)，適用于高硫煤；

　　4、副產(chǎn)品回收的經(jīng)濟(jì)效益高；

　　5、具有一定的脫硝功能。

　　六、半干法脫硫工藝技術(shù)介紹

　　循環(huán)流化床煙氣半干法脫硫工藝是八十年代末德國魯奇(LURGI)公司開發(fā)的一種新的脫硫工藝，這種工藝以循環(huán)流化床

　　原理為基礎(chǔ)以干態(tài)消石灰粉Ca（OH）₄作為吸收劑，通過吸收劑的多次再循環(huán)，在脫硫塔內(nèi)延長吸收劑與煙氣的接觸時間，以

　　達(dá)到高效脫硫的目的，同時大大提高了吸收劑的利用率。通過化學(xué)反應(yīng)，可有效除去煙氣中的SO₂、SO₃、HF與HCL等酸性氣體，脫硫終產(chǎn)物脫硫渣是一種自由流動的干粉混合物，無二次污染，同時還可以進(jìn)一步綜合利用。該工藝主要應(yīng)用于電站鍋爐煙氣脫硫，單塔處理煙氣量可適用于蒸發(fā)量75t/h~1025t/h之間的鍋爐，SO₂脫除率可達(dá)到90—98%，是目前干法、半干法等脫硫技本中單塔處理能力、脫硫綜合效益的一種方法

　　工藝流程圖