雙堿法脫硫技術(shù)方案

1、（一）脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、雙堿法脫硫技術(shù)工藝基本原理雙堿法是采用鈉基脫硫劑進(jìn)行塔內(nèi)脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強(qiáng)，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)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用，比較適用于中小型鍋爐進(jìn)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(dá)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(gè)部分：(1)吸收劑制備與補(bǔ)充；(2)吸收劑漿液

2、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(jī)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-；使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2，生成HSO32-、SO32-與SO42-，反應(yīng)方程式如下：一、脫硫反應(yīng)：Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2 （1）2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O （2）Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3 （3）其中：式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)；式（2）為再生液pH值較高時(shí)（高于

3、9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng)；式（3）為溶液pH值較低（59）時(shí)的主反應(yīng)。二、氧化過程(副反應(yīng))Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4 （4）NaHSO3 + 1/2O2 NaHSO4 （5）三、再生過程Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3 （6）Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）四、氧化過程CaSO3 + 1/2O2 CaSO4 （8）式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。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)，再生的NaOH可

4、以循環(huán)使用。本鈉鈣雙堿法脫硫工藝，以石灰漿液作為主脫硫劑，鈉堿只需少量補(bǔ)充添加。由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液，脫硫系統(tǒng)不會出現(xiàn)結(jié)垢等問題，運(yùn)行安全可靠。由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速率比鈣堿快很多，能在較小的液氣比條件下，達(dá)到較高的二氧化硫脫除率。(三)雙堿法濕法脫硫的優(yōu)缺點(diǎn) 與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比，雙堿法原則上有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）用NaOH脫硫，循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液，在循環(huán)過程中對水泵、管道、設(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設(shè)備運(yùn)行與保養(yǎng)；（2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外，這樣避免了塔內(nèi)堵塞和磨損，提高了運(yùn)行的可靠性，降低了操作費(fèi)用；同時(shí)可以用高效的板式塔或填料塔代

5、替空塔，使系統(tǒng)更緊湊，且可提高脫硫效率；（3）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達(dá)到較高的脫硫效率，一般在90%以上；（4）對脫硫除塵一體化技術(shù)而言，可提高石灰的利用率。缺點(diǎn)是：NaSO3氧化副反應(yīng)產(chǎn)物Na2SO4較難再生，需不斷的補(bǔ)充NaOH或Na2CO3而增加堿的消耗量。另外，Na2SO4的存在也將降低石膏的質(zhì)量?？傊p堿法脫硫技術(shù)是國內(nèi)外運(yùn)用的成熟技術(shù)，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術(shù)，具有廣泛的市場前景。(四)雙堿法（TFGD）脫硫工藝主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）采用鈉堿作為二氧化硫吸收劑，脫硫液在塔外用石灰再生，因此吸收塔內(nèi)不會出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象。（2）由于鈉堿與二氧化硫

6、的反應(yīng)速度要比其它吸收劑的反應(yīng)速度快很多，因此在相同脫硫率的情況下，脫硫循環(huán)液的用量只是石灰石/石膏法的1/5，節(jié)能效果顯著。（3）適用范圍廣，適應(yīng)低、中、高硫煙氣。（4）吸收塔入口采用急冷噴淋降溫裝置，通過計(jì)算機(jī)的模擬計(jì)算，保證了入塔的溫度降為90以下。入口處材料經(jīng)過特殊處理，既保證耐高溫的沖擊，還耐腐蝕、耐磨損。（5）吸收塔底層采用先進(jìn)可靠的單回路噴淋設(shè)計(jì)，吸收塔底層氣液接觸區(qū)為強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層。對設(shè)計(jì)參數(shù)采取計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)、700MW實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方式，優(yōu)化脫硫塔及塔內(nèi)構(gòu)件的布置，保證脫硫塔內(nèi)煙氣的穩(wěn)定流動和脫硫液的均勻噴淋；眾多應(yīng)用實(shí)例證明該技術(shù)塔內(nèi)傳質(zhì)穩(wěn)定、氣液接觸充分，可保證系

7、統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到最佳脫硫效果。（6）采用獨(dú)有的噴嘴布置形式，其中120°噴嘴布置在噴淋層內(nèi)圈，90°噴嘴布置在噴淋層外圍。如此布置可對整個(gè)塔體有效橫截面（煙氣分布橫截面）進(jìn)行充分合理地覆蓋，橫截面噴淋量均勻，氣液接觸面積與接觸幾率大，有效提高了脫硫效率。同時(shí)亦盡可能減少噴淋到塔壁上的漿液量。（7）吸收塔噴淋層采用高級的大流量實(shí)心錐噴嘴，采用螺旋式緊湊型設(shè)計(jì)，脫硫液通過螺旋體中心形成實(shí)心錐形噴射，覆蓋均勻，噴射速率高，噴射角度精確，霧化效果好。同時(shí)，暢通的通道設(shè)計(jì)可最大程度避免阻塞現(xiàn)象。噴嘴采用先進(jìn)的快開接口，可實(shí)現(xiàn)其快速拆卸，便于安裝、更換，有效減少維護(hù)檢修的工作時(shí)

8、間及工作量。（8）工藝技術(shù)成熟，裝置運(yùn)行可靠性高。并針對脫硫工程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析、改進(jìn)，豐富、完善了自身的脫硫工藝，使得技術(shù)的成熟性和運(yùn)行可靠性得到進(jìn)一步的提高。(五)雙堿法脫硫工藝及流程圖 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(bǔ)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。A、 吸收劑制備及補(bǔ)充系統(tǒng)脫硫裝置啟動時(shí)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(jìn)行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產(chǎn)物進(jìn)行再生還原，需用一個(gè)制漿罐。制漿罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰漿液

9、，將石灰漿液打到再生池內(nèi)，與亞硫酸鈉、硫酸鈉發(fā)生反應(yīng)。在整個(gè)運(yùn)行過程中，脫硫產(chǎn)生的很多固體殘?jiān)阮w粒物經(jīng)渣漿泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)。由于排走的殘?jiān)袝p失部分氫氧化鈉，所以，在堿液罐中可以定期進(jìn)行氫氧化鈉的補(bǔ)充，以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行及煙氣的達(dá)標(biāo)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)容易造成管道及塔內(nèi)發(fā)生結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象，可以加裝瀑氣裝置進(jìn)行強(qiáng)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保證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)。B、 煙氣系統(tǒng)鍋爐煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵后進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫?zé)煔饨?jīng)兩級

10、除霧器除去霧滴后進(jìn)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(yùn)時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出口擋板門，煙氣經(jīng)鍋爐原煙道旁路進(jìn)入煙囪排放。C、 SO2吸收系統(tǒng)煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)向上流動，與向下噴淋的氫氧化鈉溶液以逆流方式洗滌，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)最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(jìn)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(shí)消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補(bǔ)給而添加的

11、氫氧化鈉堿液進(jìn)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。D、 脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)的最終脫硫產(chǎn)物仍然是石膏漿(固體含量約20)，具體成分為CaSO3、CaSO4，還有部分被氧化后的鈉鹽NaSO4。從沉淀池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及NaSO4，嚴(yán)重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內(nèi)，石膏漿被濃縮(固體含量約40)之后用泵打到渣處理場，溢流液回流入再生池內(nèi)。E、 電氣與控制系統(tǒng)B.雙堿法脫硫工藝 工藝說明：雙堿法脫硫工藝技術(shù)吸收國內(nèi)外類型工藝技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)我國國情研發(fā)改進(jìn)的一種更為先進(jìn)、合理的工

12、藝技術(shù)，該工藝解決了類似工藝技術(shù)常見的堵塞、運(yùn)行費(fèi)用高、排煙溫度低、動力消耗大、灰渣處理困難等難題。工藝技術(shù)特點(diǎn)：1.脫硫效率可達(dá)98%以上，除塵效率可達(dá)90%以上。2.可實(shí)現(xiàn)脫硫劑的互換（消石灰粉、生堿或電石渣），且不影響工藝的運(yùn)行，不影響脫硫效率。3.參與反應(yīng)的是納堿，實(shí)際消耗為鈣堿，鈉堿循環(huán)利用，且納堿消耗量小于1%。4.液氣比低且脫硫效率高：獨(dú)特的塔內(nèi)設(shè)計(jì)，增加了脫硫液與煙氣的接觸面積和接觸時(shí)間，從而提高了脫硫效率。5.具有獨(dú)特的兩極除渣系統(tǒng)，保證脫硫副產(chǎn)物的含水率10%。渣處理系統(tǒng)自動化程度高，減少了員工的勞動強(qiáng)度。6.脫硫液中采用獨(dú)特抗氧化措施，具有獨(dú)特的防堵塞，降低了納堿的消耗量。7.液氣