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双碱法脱硫工艺
湿式石灰/石灰石法技术工艺成熟,脱硫率高,但其主要缺点之一是容易结垢造成吸收系统的堵塞,而双碱法则是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生,由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法。双碱法的明显优点是,由于采用液相吸收,从而不存在结垢和浆料堵塞等问题。
钠、钙双碱法是以Na2CO3或NaOH溶液为第一碱吸收废气中的SO2,然后再用石灰作为第二碱,对吸收液进行再生。再生后的吸收液可循环使用。其反应原理是:
(1)吸收反应
(1)
(2)
(3)
该过程中由于使用钠碱作为吸收液,因此吸收系统中不会生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应,生成Na2SO4:
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2)再生过程(用石灰浆液)
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(7)
再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏(CaSO4﹒2H2O)。
此外,在运行过程中,由于废气中还有部分的氧气,所以还有副反应──氧化反应发生:
(8)
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锅炉烟气
锅炉烟气
补充循环水
脱硫除尘系统工艺流程图
2
1
4
10
11
5
6
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9
8
NaCO3
补充水
主塔 2.副塔 3.引风机 4.烟囱 5.沉灰池 6.再生反应池 7.澄清池
8.泵前池 9.水泵 10.石灰化灰池 11.石灰浆槽
喷雾旋流脱硫除尘技术概述
烟气通过电除尘器后进入吸收塔,进气采取中心进气,在吸收塔内烟气向上旋转且被向下喷淋的吸收液滴以逆流方式所洗涤。喷嘴为特制的防腐、耐磨、防堵喷嘴,吸收液通过喷嘴后雾化良好、具有很大表面积的细水液滴,可使气体和液体得以充分接触,通过喷淋层,脱硫效率可达50%以上,该喷淋技术已在30万机组的脱硫系统中应用。随后烟气向上进入旋流板。
旋流板是一种高效通用型传质设备,具有气液通量大、压降低、操作弹性宽、除尘效率高、不易堵、效率稳定等优点,其综合性能优于目前国内外普遍使用的其它脱硫塔。
从70年代后期开始,旋流板开始用于烟气的脱硫除尘研究,在实验室和小型锅炉的工业化试验中,重点对脱硫、除尘、除雾和脱硫剂及工程放大问题进行了深入研究。旋流板塔石灰/石灰石法、双碱法、电石渣和废碱液脱硫技术作为实用可靠的脱硫除尘技术,具有投资和运行费用低、占地面积小、管理和维护方便等特点,现已逐渐推广应用于热电、化工、矿冶等行业的烟气脱硫除尘和其它工业废气治理。
图2.1 旋流板示意图旋流板塔为圆柱形塔体,塔内根据需要装设各种不同类型的旋流塔板。工作时,烟气由塔底切向进塔,在塔板叶片的导向作用下使烟气旋转上升,并在塔板上将逐板下流的液体喷成雾滴,增大气液间的接触面积;液滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液接触,最后甩到塔壁上沿塔壁流下,通过溢流装置到下一层塔板上,再次被气流雾化而进行气液接触。所以,即使在同等液气比的状态下,随着塔内塔板数的增加,其脱硫除尘效率将不断提高;同时,液体在与气体充分接触后又能有效地利用离心力作用进行气液分离——避免了雾沫夹带现象。由于塔板上液层薄、开孔率大而使压降较低,其气液负荷比常用塔板大一倍以上。
图2.1 旋流板示意图
由于塔内提供了良好的气液接触条件,气体中的SO2被碱性液体吸收(脱硫)的效果好;气体中的尘粒也易被水雾粘附而除去,此外,尘粒及雾滴受离心力作用甩到塔壁后,亦使之被粘附而除去,从而使气流带出塔的尘粒和雾滴很少。根据烟气中SO2浓度的大小,旋流板塔的液气比一般取1.0~2.0L/Nm3。根据实验和工程经验塔内风速一般取3-4m
图2.2 塔内风速对脱硫效率的影响
图2.2 塔内风速对脱硫效率的影响
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