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砖瓦煤窑用煤企业除尘脱硫处理技术方案 发布时间:2016-10-12 17:05  浏览次数:

据世界卫生组织和联合国环境规划署统计,目前每年含硫燃料燃烧排放到大气中的二氧化硫超过2亿吨,已成为大气环境的首要污染物。

 目前国内外的烟气脱硫方法种类繁多,主要分为干法(或半干法)和湿法两大类。湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂,技术比较成熟,是目前使用最广泛的尾气脱硫技术,根据吸收剂种类的不同又可分为石灰石—石膏法(钙法)、氨法、海水法等。其中钙法因其成熟的工艺技术,在大型电厂和工业锅炉的脱硫工程中得到广泛的应用,在世界脱硫市场上占有的份额超过80%。    

 海水法脱硫、双碱法脱硫、钠碱法脱硫等受到地理位置、脱硫副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素影响,常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。而氨法脱硫技术,由于工艺日趋成熟、占地面积小、投资省、脱硫效率高、系统运行的可靠性高,不增加碳排放,适合各种煤种,且副产品硫酸铵利用价值相对较高,经济效益明显,近些年来在国内外得到广泛重视,在国内已经有几十项工程业绩;

现着重介绍双碱法脱硫、氨法脱硫

一、双碱法脱硫

   双碱法(NaOH/Ca(OH)2)是利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法塔内易结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。

脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成石膏;或者直接将其与粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。与氧化镁法相比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣二次污染。

工艺流程图 

工作原理:

1、脱硫过程

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2    (1)

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O    (2)

Na2SO3 + SO2 + H2O → NaHSO3    (3)

(1)式为吸收启动反应式;

(2)式为碱性较高时的吸收反应式(pH>9);

(3)式为脱硫主反应式(5<pH<9)。

2、再生过程

2NaHSO3 + Ca(OH)2  → Na2SO3 +  CaSO3↓ + 2H2O(4)

Na2SO3  + Ca(OH)2  → 2NaOH +  CaSO3↓    (5)

(4)式为再生主反应式;

(5)式为石灰过量时的再生反应式。

通过再生后脱硫液的pH值可判断再生的进行程度。

工艺流程

来自锅炉的烟气经预除尘后,进入脱硫塔与碱液逆流接触,气流两相进行充分的传质和传热,烟气中的SO2被吸收并与碱液反应生成亚硫酸钠。脱硫后烟气经除雾器除雾后进入烟囱排放。

采用氢氧化钠作为辅助吸收剂,在循环池中一次加入氢氧化钠碱液和工艺水调制成脱硫液,通过循环泵将碱液送至吸收塔。脱硫后的吸收液从循环槽自流到地沟,沿地沟自流入碱液反应池中,在反应池中加入外购石灰粉,开搅拌机使脱硫后的吸收液和石灰粉充分反应,再生出NaOH,并生成脱硫石膏,反应浆液流入沉淀池,再生产生的石膏沉淀下来,再生碱液通过循环泵送入吸收塔循环使用。定期捞出脱硫渣,并补充工艺水和氢氧化钠。

工艺特点

 用钠碱脱硫,循环水基本上是[Na+]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,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,提高了运行的可靠性,降低了操作费用,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95%以上对除尘脱硫一体化技术而言,可提高石灰的利用率。

工艺简单,价格低廉,比较适用于75t/h以下的工业锅炉和炉窑配套使用。

 

二、氨法脱硫

  湿法氨-硫酸铵回收法脱硫是一种烟气脱硫新技术,该脱硫技术脱硫效率高、无二次污染。脱硫副产物硫酸铵符合国家农用化肥标准,真正实现了化害为利、变废为宝,具有显著的经济、社会和环保效益。氨法脱硫以氨水为脱硫剂,锅炉烟气经冷却器冷却后进入除尘器除尘再进入脱硫塔经氨水循环吸收生成亚硫酸铵,脱硫后的烟气经除雾净化后进入烟囱排放。吸收剂氨水与吸收液混合进入吸收塔,吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵,经蒸发结晶、固液分离、干燥、包装后得成品硫氨。

氨法脱硫原料来自化工企业,主要副产品是氨肥。氨的载体可以是液氨、氨水、碳铵等。  

氨法脱硫氨肥法技术以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础:

SO2+H2O+xNH3 = (NH4)xH2-XSO3       

得到亚硫酸铵中间产品,亚硫铵再被压缩空气氧化成硫酸铵:

(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4

同时利用烟气的热量浓缩结晶生产硫铵,投资低,能耗低。

特点:

1、适用范围广,不受燃煤含硫量、锅炉容量的限制。

2、脱硫效率很高,很容易达到95%以上。脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低,而且烟气含尘量也大大减少。

3、吸收剂易采购,可有三种形式:液氨、氨水、碳铵。 

4、氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强的适应性,能适应快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式;适应机组负荷35%BMCR~100%BMCR状态下运行。

5、工艺设备可靠、使用寿命长。

6、氨是良好的碱性吸收剂,吸收剂利用率很高。

7、液气比低,转动设备运行功率低。

8、亚硫酸铵氧化率高,硫酸铵产品回收率高且品质纯。

9、烟气脱硫系统阻力较小,运行成本低。

10、烟气脱硫及硫酸铵回收效率高得到广泛运用。

以上所用设备有降温设备、除尘器、喷淋塔、水泵等,可根据现场情况设计方案,选择相应的处理设备。

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