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文檔簡(jiǎn)介

1、大氣污染控制工程第五章 吸收法凈化氣態(tài)污染物第五章 吸收法凈化氣態(tài)污染物根據(jù)氣體混合物中各組分在液體溶劑中物理溶解度或化學(xué)反響活性不同而將混合物分別的一種方法優(yōu)點(diǎn):效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、一次投資費(fèi)用相 對(duì)較低缺陷:需求對(duì)吸收后的液體進(jìn)展處置、設(shè)備 易受腐蝕第五章 吸收法凈化氣態(tài)污染物物理吸收:利用氣體混合物在所選擇的溶劑中溶解 度的差別而使其分別的吸收過程化學(xué)吸收:伴有顯著化學(xué)反響的吸收過程。該法使 吸收過程推進(jìn)力增大,阻力減少,吸收 效率提高,可處置低濃度氣態(tài)污染物 針對(duì)實(shí)踐工程問題常具有廢氣量大、污染物濃度低、氣體成分復(fù)雜和排放規(guī)范要求高等特點(diǎn),大多采用化學(xué)吸收法。第五章 吸收法凈化氣態(tài)污染物

2、本章學(xué)習(xí)內(nèi)容: 吸收平衡 吸收速率 吸收設(shè)備與設(shè)計(jì) 吸收工藝的配置 吸收凈化法的運(yùn)用 第一節(jié) 吸收平衡物理吸收平衡化學(xué)吸收平衡一、物理吸收平衡1.氣體組分在液體中的溶解度 吸收過程:當(dāng)混合氣體與吸收劑接觸時(shí),氣相中的可吸收組分向液相進(jìn)展質(zhì)量傳送的過程。解吸過程:伴隨吸收過程發(fā)生的液相中吸收組分反過來向氣相逸出的質(zhì)量傳送過程。一、物理吸收平衡幾種常見氣體污染物水中溶解度曲線 氣體的溶解度在同一系統(tǒng)中普通隨溫度的升高而減小,隨壓力的增大而增大。增大氣相中該氣體的濃度也能使其溶解度增大。2.亨利定律一、物理吸收平衡pA*:氣相組分A的分壓,Pa;cA:液相中組分A的濃度,mol/m3xA:組分A溶于

3、溶劑中的濃度,摩爾分率;HA、EA:均為亨利系數(shù),單位分別為mol/(m3.Pa)和Pa二、化學(xué)吸收平衡 為了加快凈化速率、提高凈化效率,實(shí)踐氣態(tài)污染物凈化過程通常采用化學(xué)吸收法。此時(shí),氣體溶于液體中,且與液體中某組分發(fā)生化學(xué)反響,被吸收組分既服從相平衡關(guān)系又服從化學(xué)平衡的關(guān)系。二、化學(xué)吸收平衡 那么氣態(tài)污染物A在溶液中的轉(zhuǎn)化過程可表示為:設(shè)氣態(tài)污染物A與吸收液中所含組分B發(fā)生如下反響:二、化學(xué)吸收平衡 氣態(tài)污染物的總凈化量由液相物理吸收量和化學(xué)反響耗費(fèi)量?jī)刹糠纸M成:其中A物理平衡可采用前面引見的亨利定律近似計(jì)算,而A化學(xué)耗費(fèi)可根據(jù)化學(xué)平衡進(jìn)展計(jì)算。由亨利定律有:由化學(xué)平衡有:二、化學(xué)吸收平衡

4、二、化學(xué)吸收平衡 由于吸收組分既服從相平衡關(guān)系又服從化學(xué)平衡的關(guān)系,式中A就是A物理平衡,在知化學(xué)平衡常數(shù)K 及反響前后反響物B的濃度變化的情況下可求出生成物M、N的濃度,再由化學(xué)反響式可求出A化學(xué)耗費(fèi)及A凈化。第二節(jié) 吸收速率物理吸收速率化學(xué)吸收速率一、物理吸收速率 吸收是氣態(tài)污染物從氣相向液相轉(zhuǎn)移的過程,對(duì)于吸收機(jī)理以雙膜實(shí)際運(yùn)用較為普遍。 雙膜實(shí)際模型一、物理吸收速率傳質(zhì)過程:被吸收組分從氣相主體經(jīng)過氣膜邊境向氣膜挪動(dòng);被吸收組分從氣膜向相界面挪動(dòng);被吸收組分在相界面處溶入液相;溶入液相的被吸收組分從氣液相界面向液膜挪動(dòng);溶入液相的被吸收組分從液膜向液相主體挪動(dòng)。一、物理吸收速率 在穩(wěn)態(tài)

5、吸收操作中,從氣相主體傳送到界面吸收質(zhì)的通量等于從界面?zhèn)魉偷揭合嘀黧w的通量,在界面上無吸收質(zhì)的積累和虧損。對(duì)于氣膜:NA:被吸收組分A的傳質(zhì)速率,kmol/(m2.s);DAG:組分A在氣相中的分子分散系數(shù),kmol/m.s.Pa);ZG:氣膜厚度,m;pAG、PAi:氣相主體與界面處的分壓,Pa;kAG:氣相傳質(zhì)系數(shù),kmol/(m2.s.Pa)一、物理吸收速率對(duì)于氣膜:對(duì)于液膜:DAL:組分A在氣相中的分子分散系數(shù),m2/s;ZL:氣膜厚度,m;cAL、cAi:液相主體與界面處的濃度,kmol/m3;kAL:液相傳質(zhì)系數(shù),m/s一、物理吸收速率 組分A在界面位置處于氣液平衡形狀: 穩(wěn)定吸收

6、過程的總傳質(zhì)速率方程式: 或:一、物理吸收速率一、物理吸收速率在總傳質(zhì)阻力中,假設(shè)氣膜的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液膜阻力,那么稱為氣膜控制;假設(shè)液膜阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣膜阻力,那么稱為液膜控制。提高物理吸收速率可采取以下措施:1提高氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,以減小氣膜和液膜的厚度。2增大供液量,降低液相吸收濃度,以增大吸收推進(jìn)力。3添加氣液接觸面積。4選用對(duì)吸收質(zhì)溶解度大的吸收劑。二、化學(xué)吸收速率吸收速率方程對(duì)于典型的氣液相反響:二、化學(xué)吸收速率 液相中A的濃度變化 (a)物理吸收 (b)化學(xué)吸收二、化學(xué)吸收速率化學(xué)吸收過程:氣相反響物A從氣相本體經(jīng)過氣膜向氣-液相界面?zhèn)魉?。氣相反響物A自氣-液相界面向液相傳送。反響物

7、A在液膜或液相主體中與B發(fā)生反響(視反響速率的快慢而定)。反響生成的液相產(chǎn)物留存在液相中(如有氣相產(chǎn)物生成那么向相界面分散)。氣相產(chǎn)物自相界面經(jīng)過氣膜向氣相本體分散。二、化學(xué)吸收速率 化學(xué)吸收法凈化氣態(tài)污染物質(zhì)普通要求吸收劑在吸收條件下的蒸氣壓很低或趨于零,化學(xué)反響只在液相內(nèi)發(fā)生。在吸收過程中,當(dāng)傳送速率遠(yuǎn)大于化學(xué)反響速率時(shí),實(shí)踐的過程速率取決于后者,稱為動(dòng)力學(xué)控制;反之,假設(shè)化學(xué)反響速率很快,而傳質(zhì)速率很慢,過程速率主要取決于傳質(zhì)速率的大小,稱為分散控制。二、化學(xué)吸收速率對(duì)化學(xué)吸收而言,氣膜的傳質(zhì)速率仍可按與物理吸收一樣的公式表示。在氣液界面處,組分A仍處于平衡形狀,可用亨利定律描畫。在液膜

8、中的情況,化學(xué)吸收和物理吸收卻很不一樣。對(duì)于化學(xué)吸收,組分A按分子分散從氣膜分散至界面溶解后,在液膜內(nèi)一面進(jìn)展分散,一面與吸收劑組分B進(jìn)展化學(xué)反響,假設(shè)在液膜內(nèi)未反響完還要轉(zhuǎn)移至液相主體中進(jìn)展。 二、化學(xué)吸收速率組分B不斷地從液相主體分散到界面附近并與A相遇。A與B在什么位置進(jìn)展反響取決于反響速率與分散速率的相對(duì)大小。反響進(jìn)展得愈快,A耗費(fèi)愈快,那么A抵達(dá)氣液界面后分散不遠(yuǎn)便會(huì)耗費(fèi)干凈。反之,假設(shè)A與B反響較慢,A能夠分散到液相主體仍有大部分未能參與反響。 二、化學(xué)吸收速率化學(xué)吸收的速率不但取決于液相的物理性質(zhì)與流動(dòng)形狀,也取決于化學(xué)反響速率。但是由于液相中有化學(xué)反響的存在,組分A的濃度cA降

9、低加快,這意味著液膜厚度薄,液膜阻力減小,從而使過程吸收速率提高。二、化學(xué)吸收速率在過程穩(wěn)定的情況下,仍可采用費(fèi)克定律來描畫液膜中的吸收情況:假設(shè)知組分A在界面處的液相濃度梯度,就可利用上式求得液膜內(nèi)的過程速率。在液膜內(nèi)對(duì)組分A作物料衡算可得到液相濃度分布規(guī)律及梯度。二、化學(xué)吸收速率在液膜內(nèi)離界面Z 處,取一厚度為dZ的微元,對(duì)氣體A在微元體內(nèi)進(jìn)展物料衡算: A分散入微元的通量-A分散出微元的通量=A在微元的反響量整理得: 二、化學(xué)吸收速率同理對(duì)B作物料衡算有:反響動(dòng)力學(xué)方程:聯(lián)解上述公式可以獲得總速率方程。 由于化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程普通比較復(fù)雜,大多數(shù)情況下只能給出數(shù)值解,但對(duì)一些特殊情況有解析解

10、。 吸收設(shè)備 吸收設(shè)備選擇 吸收設(shè)備設(shè)計(jì)第三節(jié) 吸收設(shè)備與設(shè)計(jì)對(duì)吸收設(shè)備的要求:氣液有效接觸面積大氣液湍流程度高設(shè)備的壓力降損失小構(gòu)造簡(jiǎn)單,易于操作和維修投資及操作費(fèi)用低一、 吸收設(shè)備吸收設(shè)備的分類一、 吸收設(shè)備按氣液相接觸形狀可分為:氣體以氣泡形狀分散在液相中的鼓泡反響器、攪拌鼓泡反響器和板式反響器液體以液滴狀分散在氣相中的噴霧、放射和文氏反響器等它們主要用于含塵氣流的除塵,但在某些特定場(chǎng)所,也可用于處置氣態(tài)污染物液體以膜狀運(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)展接觸的填料反響器按氣液分散方式可分為: 氣相分散、液體延續(xù),如板式塔 液相分散、氣相延續(xù),如噴淋塔、填料塔 氣液一樣為分散相,如文丘里吸收器一、吸收設(shè)備工程

11、中用于凈化氣態(tài)污染物的吸收設(shè)備最常用的是填料塔,其次是板式塔。此外還有噴淋塔和文丘里吸收器等。 氣-液反響器的方式a填料床反響器;(b)板式反響器;(c)降膜反響器;(d)噴霧反響器;(e)鼓泡反響器;f攪拌鼓泡反響器;(g)放射或文氏反響器一、吸收設(shè)備1.填料床反響器 在填料床反響器中,普通氣液逆流操作。混合氣體由塔底進(jìn)入,自下而上穿過填料層,從塔頂排出;吸收劑由塔頂經(jīng)過液體分布器均勻噴淋到填料層中,沿填料外表向下流動(dòng),直至從塔底排出塔外。它具有操作順應(yīng)性好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、能耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于帶有化學(xué)反響的氣體凈化過程。填料對(duì)塔的性能影響很大。一、吸收設(shè)備2.板式塔反響器 板式塔反響器中液體

12、與氣體分段逆流接觸。吸收液從塔頂進(jìn)入,借重力流到下一塊板,最后從塔底排出。氣體向上經(jīng)過塔板中的各種孔眼,然后鼓泡穿過液體,分別泡沫后到上面的另一塔板,在這一過程中有害氣體分散至氣液接觸面進(jìn)入液相被除去。一、吸收設(shè)備二、吸收設(shè)備的選擇吸收設(shè)備的選擇: 強(qiáng)化吸收過程,提高處置效率,降低設(shè)備的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。 假設(shè)反響速率很快,過程屬分散控制,要求所選擇的吸收設(shè)備能產(chǎn)生高的氣液湍動(dòng)和大的氣液接觸面積,以降低氣膜的傳質(zhì)阻力,增大傳質(zhì)面積,從而提高吸收效率,如噴霧塔、填料塔、文丘里吸收器和板式塔等。 假設(shè)化學(xué)反響速率很低,過程屬動(dòng)力學(xué)控制,要求所選擇的吸收設(shè)備具有持液量大,氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),以使較慢

13、的化學(xué)反響有足夠的空間和時(shí)間進(jìn)展反響。宜選用鼓泡塔、鼓泡攪拌釜等吸收設(shè)備。幾種主要方式化學(xué)吸收設(shè)備的特性及其適用范圍 形式 相界面積 液相體積(m2.m-3) 氣液比 液相所占 體積分率 液相體積 膜體積/(m3.m-3) 適用范圍噴霧塔 1200 19 0.05 210極快反應(yīng)和快反應(yīng) 填料塔 1200 11.5 0.08 10100 板式塔 1000 5.67 0.15 40100中速反應(yīng)和慢反應(yīng), 鼓泡 攪拌釜 200 0.111 0.9 150800 鼓泡塔 20 0.0204 0.98 400010000極慢反應(yīng)二、吸收設(shè)備的選擇部分吸收過程的膜控制情況二、吸收設(shè)備的選擇 氣膜控制

14、液膜控制 氣、液膜控制1.水或氨水吸收氨2.濃硫酸吸收三氧化硫3.水或稀鹽酸吸收氯化氫4.酸吸收5%氨5.堿或氨水吸收二氧化硫6.氫氧化鈉溶液吸收硫化氫7.液體的蒸發(fā)或冷凝 1.水或弱堿吸收二氧化碳 2.水吸收氧氣 3.水吸收氯氣1.水吸收二氧化碳2.水吸收丙酮3.濃硫酸吸收二氧化氮4.堿吸收硫化氫三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 吸收劑用量 塔徑的計(jì)算 填料層高度的計(jì)算1.吸收劑用量 吸收劑用量取決于適宜的液氣比,而適宜的液氣比是由設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)兩個(gè)要素決議的。工程中,普通取最小液氣比的1.12.0倍,即:三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì)2.塔徑計(jì)算 處置氣量qV根據(jù)實(shí)踐的工業(yè)過程而定,空塔氣速 普通由填料塔的液泛速率 確

15、定。 通常?。?=0.600.75 。三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 3.填料層高度計(jì)算 對(duì)于如下化學(xué)計(jì)量方程式進(jìn)展的化學(xué)吸收過程:Ag+b Bl r Rl每吸收1mol組分A要耗費(fèi)bmol的反響組分B,對(duì)填料塔進(jìn)展物料恒算:三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 填料塔物料衡算圖三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 設(shè) Ls、Gs分別是除吸收組分B以外的液相惰性組分流量和除被吸收組分A以外的氣相惰性組分流量mol/(m2s);YA1、YA2分別是塔頂和塔底組分A的氣相濃度mol(組分A)/mol(氣相惰性組分);XB1、XB2分別是塔頂和塔底組分B的液相濃度mol(組分B)/mol(液相惰性組分);L、G分別是液相和氣相的總流量mol/(m2.s

16、) ;cI、cT分別是液相中惰性組分濃度和液相總濃度(mol /m3 ) ;pI、p分別是氣相中惰性組分分壓和氣相總壓(Pa) 。那么有:積分上式,得任一截面處組分YA與XB的關(guān)系: 三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì)填料層高度H為:三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 通常,氣態(tài)污染物的濃度很低,化學(xué)吸附劑的濃度也不高,即pIp , cIcT ,故將其帶入上式得:三、吸收設(shè)備設(shè)計(jì) 吸收劑的選擇 工藝流程設(shè)置中的其它問題第四節(jié) 吸收工藝的配置吸收劑的選擇原那么:對(duì)污染有良好的吸收才干與選擇性在吸收污染物后構(gòu)成的富液應(yīng)成為副產(chǎn)品或無污染液體,或易處置和可再生利用的物質(zhì)吸收劑蒸氣壓要低,不易起泡,熱化學(xué)穩(wěn)定性好,黏度低,腐蝕性小價(jià)廉易

17、得一、吸收劑的選擇常見氣態(tài)污染物與適宜的吸收劑一、吸收劑的選擇污染物適宜的吸收劑污染物適宜的吸收劑氯化氫水、氫氧化鈣氨水、硫酸、硝酸氟化氫水、碳酸鈉苯酚氫氧化鈉二氧化硫氫氧化鈉、亞硫酸鈉、氫氧化鈣有機(jī)酸氫氧化鈉硫化氫二乙醇胺、氨水、碳酸鈉硫醇次氯酸鈉氯氣氫氧化鈉、亞硫酸鈉二、工藝流程設(shè)置中的其它問題1. 除塵 有時(shí)采取在吸收塔前增設(shè)預(yù)洗滌塔,采取將吸收置于預(yù)洗滌塔之上,兩塔合為一體,下段為預(yù)洗段,上段為吸收段;有時(shí)采用文丘里類型的洗滌器,既除塵,又吸收氣態(tài)污染物。 2.煙氣的預(yù)冷卻冷卻煙氣的方法有: 1直接增濕冷卻,即采用水直接噴入煙氣管道中增濕降溫 2用預(yù)洗滌塔(或預(yù)洗滌段)除塵增濕降溫?zé)煖?/p>

18、過高,不利于吸收操作過程;煙溫過低,將帶來熱交換器面積、冷卻負(fù)荷太大等問題。普通只將高溫?zé)煔饫鋮s到333K左右較為適宜。二、工藝流程設(shè)置中的其它問題3.結(jié)垢和堵塞弄清結(jié)垢的機(jī)理、影響結(jié)垢和呵斥堵塞的要素,然后有針對(duì)性地從工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備構(gòu)造、操作控制等方面著手處理。工藝操作上,控制溶液或料漿中水分的蒸發(fā)量,控制溶液pH,控制溶液中易于結(jié)晶物質(zhì)不要過飽和,嚴(yán)厲除塵,控制進(jìn)入吸收系統(tǒng)的塵量。 設(shè)備構(gòu)造上設(shè)計(jì)或選擇不易結(jié)垢和堵塞的吸收器。 二、工藝流程設(shè)置中的其它問題4.除霧 在吸收塔內(nèi)易存在生成“霧的問題,霧不僅是水分,它還是一種溶有氣態(tài)污染物的鹽溶液。任何漏到煙囪部分的霧,實(shí)踐上就是把污染物排入到

19、大氣,霧氣中所含液滴的直徑主要在1060m之間,普通小于10m的液滴不會(huì)產(chǎn)生,因此工藝上要對(duì)吸收設(shè)備提出除霧的要求。二、工藝流程設(shè)置中的其它問題二、工藝流程設(shè)置中的其它問題5.氣體再加熱在處置高溫?zé)煔獾臐袷絻艋?,煙氣在洗滌中被冷卻增濕,假設(shè)排入大氣后,在一定的氣候條件下,將發(fā)生“白煙。白煙沒有充分稀釋之前假設(shè)回到地面,容易出現(xiàn)較高濃度的污染。防止白煙發(fā)生的措施:吸收凈化后的煙氣與一部分未凈化的高溫?zé)煔饣旌?,以降低混合氣的濕度和升高混合氣的溫度?設(shè)置尾部熄滅爐,在爐內(nèi)熄滅天然氣或重油,產(chǎn)生12733K的高溫熄滅氣,再與凈化氣混合。 吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 吸收法凈化含氮氧化物廢氣 吸收法凈

20、化含氟廢氣第五節(jié) 吸收凈化法的運(yùn)用一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 1.石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫 最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化運(yùn)用 目前適用業(yè)績(jī)最多的單項(xiàng)技術(shù) 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)情況穩(wěn)定、原資料石灰石分布極廣、本錢低廉 在世界上運(yùn)用煙氣脫硫安裝最多的美、德、 日三國(guó)中,石灰石/石灰-石膏法安裝分別占80%、90%、75%以上。反響原理:吸收: Ca(OH)2+SO2 CaSO31/2H2O+ 1/2H2O CaCO3+SO2+1/2H2O CaSO31/2H2O+CO2 CaSO31/2H2O+SO2+1/2H2O Ca(HSO3)2氧化: 2CaSO31/2H2O+O2+3H2O 2CaSO42H2O

21、Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O CaSO42H2O+SO2 一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 石灰石灰石-石膏法的工藝流程 煙氣在冷卻塔內(nèi)用水洗滌降低溫度并增濕,同時(shí)除去大部分的煙塵。冷卻后的煙氣進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)的吸收塔用石灰漿液洗滌脫硫,然后經(jīng)過除沫、升溫由煙囪排放。吸收后的含亞硫酸鈣和硫酸鈣的混合漿液經(jīng)過氧化,得到的石膏漿料經(jīng)離心過濾和洗滌得廢品石膏。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程簡(jiǎn)圖一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 1-鍋爐; 2-電除塵器;3-待凈化煙氣;4-凈化煙氣;5-氣-氣換熱器;6-吸收塔;7-持液槽;8-除霧器;9-氧化用空氣;10-工藝過程用水;11

22、-粉狀石灰石; 12-工藝過程用水;13-粉狀石灰石貯倉;14-石灰石中和劑貯箱;15-水力漩流分別器;16-皮帶過濾機(jī);17-中間貯箱; 18-溢流貯箱;19-維修用塔槽貯箱;20-石膏貯倉; 21-溢流廢水; 22-石膏石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng) 系統(tǒng)組成:石灰石制備系統(tǒng)、吸收塔、煙氣再熱系統(tǒng)、脫硫風(fēng)機(jī)、石膏脫水安裝、石膏儲(chǔ)存安裝、廢水處置系統(tǒng) 吸收劑:石灰石貯藏量豐富,廉價(jià),是最常用的吸收劑。普通要求石灰石粉90經(jīng)過325目篩(44m)或250目篩(63m),并且CaCO3含量大于90。 吸收塔:系統(tǒng)的中心安裝,要求氣液接觸面積大,氣體的吸收反響良好,壓力損失小,并且適用于大容量煙氣處置。

23、一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用煙氣脫硫吸收塔類型 a噴霧塔;b填料塔;c氣泡放射反響器;d雙回路塔一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用煙氣再加熱: 煙氣經(jīng)過濕法FGD系統(tǒng)洗滌后,溫度降至5060,已低于露點(diǎn),為了添加煙囪排出煙氣的分散才干,減少可見煙團(tuán)的出現(xiàn),許多國(guó)家規(guī)定了煙囪出口的最低排煙溫度。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 2. 海水煙氣脫硫工藝 利用海水的天然堿度來脫除煙氣中SO2的一種濕法煙氣脫硫法。 該技術(shù)根本不產(chǎn)生廢棄物,具有技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、脫硫效率高和投資運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等特點(diǎn)。煙氣中的SO2與海水接觸主要發(fā)生以下反響: SO2(g)+H2O H2SO

24、3 H+HSO3- HSO3- H+SO32- SO32-+ 1/2O2 SO42-H+與海水中的碳酸鹽發(fā)生以下反響: CO32-+ H+ HCO3- HCO3-+H+ H2CO3 CO2 +H2O一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用Flakt-Hydro海水脫硫工藝流程表示圖 1-煙囪; 2-BUF風(fēng)機(jī); 3-吸收塔; 4-泵; 5-氧化空氣吹入安裝 6-氧化反響槽; 7-中和反響槽主要由煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)等組成。 從鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵器除塵后,經(jīng)過GGH冷卻降溫,以提高吸收塔內(nèi)的SO2吸收效率,并防止塔的內(nèi)體遭到熱破壞,塔的內(nèi)體最大限制地采用較廉價(jià)的

25、防腐資料和輕質(zhì)填料。冷卻后的煙氣從塔底送入吸收塔,在吸收塔中與由塔頂均勻噴灑的純海水(利用電廠循環(huán)冷卻水)逆向充分接觸混合,海水將煙氣中SO2吸收生成亞硫酸根離子。凈化后的煙氣,經(jīng)過GGH升溫后,經(jīng)高煙囪排入大氣。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 吸收SO2后的海水進(jìn)入曝氣池,在曝氣池注入大量的海水和空氣將SO2氧化成硫酸根離子,至其水質(zhì)恢復(fù)后又流入大海。經(jīng)脫硫而流回海洋的海水,其硫酸鹽成分只略微提高,當(dāng)分開排放口一定間隔后,這種濃度的差別就會(huì)消逝。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 3.氨法煙氣脫硫 氨是一種良好的堿性吸收劑,其堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑。用氨吸收煙氣中的SO2是氣液或氣氣相反響,反響速率快,

26、吸收劑利用率高,吸收設(shè)備體積可大大減小。另外,其脫硫副產(chǎn)品硫酸銨在某些地域可作為農(nóng)用肥料。該法脫硫效率高,對(duì)煙氣條件變化順應(yīng)性強(qiáng),整個(gè)系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水或廢渣,能耗低,對(duì)平安運(yùn)轉(zhuǎn)有高可靠性和適用性,因此其運(yùn)用呈上升趨勢(shì)。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 氨法煙氣脫硫工藝主要由吸收過程和結(jié)晶過程組成。在吸收塔中,煙氣與氨水吸收劑逆向接觸,SO2與氨反響生成亞硫酸銨和硫酸氫銨:SO22NH3H2O (NH4)2SO3(NH4)2SO3SO2+H2O2NH4HSO3 在吸收塔底槽,亞硫酸銨被充入的強(qiáng)迫氧化空氣氧化為硫酸銨:(NH4)2SO3 + 1/2O2 = (NH4)2SO4一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用

27、氨法煙氣脫硫工藝流程圖1-煙囪; 2-BUF風(fēng)機(jī); 3-吸收塔; 4-放射器; 5-脫水機(jī); 6-枯燥機(jī); 7-過濾器; 8-硫酸銨結(jié)晶器一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用4. 噴霧枯燥法脫硫 噴霧枯燥脫硫是20世紀(jì)70年代中期在美國(guó)和歐洲開展起來的。該技術(shù)在美國(guó)的燃煤電站上得到商業(yè)運(yùn)用始于1980年,如今在FGD市場(chǎng)中列第二位。在燃低、中硫煤的地域,有逐漸取代濕法煙氣脫硫的趨勢(shì)。 一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 化學(xué)過程 當(dāng)霧化的石灰漿液在吸收塔中與煙氣接觸后,漿液中的水分開場(chǎng)蒸發(fā),煙氣降溫并增濕,在石灰消化槽中產(chǎn)生的Ca(OH)2與SO2反響生成干粉產(chǎn)物。 生石灰制漿:CaO + H2O Ca(O

28、H)2 SO2被液滴吸收:SO2 + H2O H2SO3 吸收劑與SO2反響: Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2O 液滴中CaSO3過飽和沉淀析出: CaSO3 (aq) CaSO3 (s)一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 被溶于液滴中的氧氣所氧化生成硫酸鈣: CaSO3 (aq) + 1/2O2 CaSO4(aq) CaSO4難溶于水,便會(huì)迅速沉淀析出固態(tài)CaSO4:CaSO4 (aq) CaSO4 (s) 在噴霧枯燥工藝中,煙氣中的其它酸性氣體SO3、HCl等也會(huì)同時(shí)與Ca(OH)2反響,而且SO3和HCl的脫除率高達(dá)95,遠(yuǎn)大于濕法脫硫工藝中SO3和HCl的脫除率。一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 工藝流程: 噴霧枯燥煙氣脫硫工藝是利用噴霧枯燥的原理,在吸收劑噴入吸收塔后,一方面吸收劑與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反響,生成固體產(chǎn)物;另一方面煙氣將熱量傳送給吸收劑,使之不斷枯燥,在塔內(nèi)脫硫反響后構(gòu)成的產(chǎn)物為干粉,其部分在塔內(nèi)分別,由錐體出口排出,另一部分隨脫硫后煙氣進(jìn)入電除塵器搜集。 一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用一、吸收法在煙氣脫硫中的運(yùn)用 工藝過程:1吸收劑制備2吸收劑漿液霧化3霧粒與煙氣的接 觸混合4液滴蒸發(fā)與SO2吸 收5灰渣排出6灰渣再循環(huán)噴霧枯燥煙氣脫硫工藝流程圖二、吸收

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