浅谈工业烟气双碱法脱硫技术

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术 篇1

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术

摘要：脱硫过程主要是二氧化硫与氢氧化钠发生化学反应,反应生成物亚硫酸钠溶于水,含亚硫酸钠的脱硫循环水与投加的.氢氧化钙反应可生成氢氧化钠和亚硫酸钙.通过沉淀分离可将难溶的亚硫酸钙从循环水中清除,氢氧化钠易溶于水可循环使用,脱硫过程只消耗氩氧化钙.达到脱硫效率高,运行费用低的目的.作 者：徐振魁 作者单位：大连东海热力有限公司,辽宁,大连,116600期 刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2010,(8)分类号：X7关键词：双碱法 脱硫 技术 研究

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术 篇2

据国家环保统计, 每年各种煤及各种资源冶炼产生二氧化硫 (SO2) 达2158。7万吨, 高居世界第1位, 其中工业来源排放量1800万吨, 占总排放量的83%。其中我国目前的1次能源消耗中, 煤炭占76%, 在今后若干年内还有上升的趋势。我国每年排入大气的87%的SO2来源于煤的直接燃烧。随着我国工业化进程的不断加快, SO2的排放量也日渐增多。

1 国内锅炉烟气除尘脱硫技术现状

目前除尘脱硫设备主要分两类:一是干法除尘 (多管旋风除尘器) 与湿法脱硫 (湿法脱硫器) 相结合的组合设备。二是湿法除尘脱硫一体化设备。

2 湿式脱硫

湿式脱硫是化学法脱硫, 烟气中含有的SO2与碱性循环水相互接触混合发生化学反应。使烟气中的SO2与循环水中的碱性物质进行中和反应, 生成亚硫酸盐或少量硫酸盐, 这样SO2就从烟气中脱出以盐的形式进入循环水中, 达到脱硫目的, 使烟气得到净化。

常用的碱性物质有:石灰 (氧化钙, 消化后为氢氧化钙) 、氨水 (氢氧化铵) 、氢氧化钠及锅炉炉渣中渣水、工厂中的碱性废水等。

3 湿式脱硫中脱硫剂的选择

采用湿式脱硫法治理锅炉烟气中SO2的关键主要有两个方面:

(1) 脱硫设备———保证化学反应完全, 要求烟气与循环水 (脱硫液) 能在设备中充分混合, 促使化学反应顺利进行, 反应后又可使烟气与循环水相互分离, 使排放的烟气保持合理湿度但烟气不带水。同时要求设备防腐蚀性能好, 保证设备能长期稳定运行。 (2) 脱硫剂———选择合适的脱硫剂, 水溶性好、不易挥发, 可方便操作提高脱硫效率, 无二次污染, 经济合理。

3.1 Na OH做脱硫剂。

Na OH水溶性好, 可以配制成任意浓度的脱硫液, 保证脱硫化学反应中Na OH过量, 促使反应完全, 保证脱硫效率高, 在运行管理中易于操作, 由于Na OH价格较高而造成运行费用高。采用Na OH脱硫还有二次污染问题。特别是进入农田可破坏土壤结构, 造成土地板结, 使农作物减产。燃烧1万吨含硫量1.5的煤如果采用Na OH脱硫 (脱硫效率按80计) 需消耗Na OH150吨, 产生的无机盐按硫酸钠计将有266吨。由于运行费用高及二次污染问题, 在实际中很少使用。

3.2 氨水做脱硫剂。

氨水与烟气中的SO2很容易发生化学反应生成亚硫酸铵, 采用氨水脱硫效率高, 易操作。由于氨水的特性在与烟气混合接触中, 除与SO2发生反应外还能与CO2发生反应生成碳酸氢氨, 在高温烟气的作用下, 易挥发的碳酸氢氨可随烟气排放, 并放出氨气对空气造成污染。

在脱硫过程中, 为保证化学反应趋于完全, 一般情况要控制氨过量, 否则脱硫效率会降低, 因为有过量的氨水, 就会有易挥发的氨气从循环水中脱出而随烟气排放, 造成二次污染, 在实际中也很少应用。

3.3 石灰做脱硫剂。

石灰用水化浆变成石灰乳, 在静置情况下由石灰经水消化生成的氢氧化钙很快就会沉淀, 上清液含氢氧化钙浓度很低。

在脱硫过程中是SO2和氢氧化钙的反应, 反应生成物是亚硫酸钙和硫酸钙。这两种钙盐属难溶于水的无机盐易于沉淀分离, 所以基本不产生二次污染。而且石灰价格便宜, 运行费用低。但由于氢氧化钙难溶于水的特点, 用石灰乳脱硫, 给脱硫运行操作带来不便。一般情况脱硫液 (循环水) 池不设搅拌器, 只是向循环池内定期投加石灰, 这样不能形成石灰乳, 在操作中也只是氢氧化钙含量很小的清水在循环, 造成脱硫剂缺量, 脱硫效率低。

在脱硫反应中生成的亚硫酸钙、硫酸钙及碳酸钙均难溶于水, 形成沉淀物将从脱硫液 (循环水) 中分离出去, 所以造成氢氧化钙消耗量多, 排渣量大。实际运行中, 往往是缺碱 (石灰补加不及时) 。所以脱硫效率低, 设备腐蚀损坏严重, 给运行管理带来很多困难。

4 双碱法脱硫工艺基本原理

双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫, 由于钠基脱硫剂碱性强, 吸收二氧化硫后反应产物溶解度大, 不会造成过饱和结晶, 造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生, 再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用, 比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。

双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂, 配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的, 然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括五个部分: (1) 吸收剂制备与补充; (2) 吸收剂浆液喷淋; (3) 塔内雾滴与烟气接触混合; (4) 再生池浆液还原钠基碱; (5) 石膏脱水处理。

工艺流程介绍:来自锅炉的烟气先经过除尘器除尘, 然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层 (根据具体情况定) 旋流板的方式, 旋流板塔具有良好的气液接触条件, 从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的SO2与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器, 升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。

最初的双碱法一般只有一个循环水池, Na OH、石灰和脱硫过程中捕集的飞灰同在一个循环池内混合。在清除循环池内的灰渣时, 烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未反应的石灰同时被清除, 清出的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点, 对其进行了改进。主要工艺过程是, 清水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液, 用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水, 在脱硫过程中, 烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集, 从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除, 可回收利用, 如制砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应, 置换出的氢氧化钠溶解在循环水中, 同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等, 可通过沉淀清除。

用Na OH脱硫, 循环水基本上是Na OH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。

5 工艺特点

与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比, 双碱法原则上有以下优点: (1) 用Na OH脱硫, 循环水基本上是Na OH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; (2) 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;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔, 使系统更紧凑, 且可提高脱硫效率; (3) 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90%以上; (4) 对脱硫除尘一体化技术而言, 可提高石灰的利用率。

缺点是:Na SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生, 需不断的补充Na OH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外, Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。

综上所述, 脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率, 就必须要保证碱的用量, 通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高, 运行费用相对比较低, 操作方便, 无二次污染, 废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。

摘要：脱硫过程主要是二氧化硫与氢氧化钠发生化学反应, 反应生成物亚硫酸钠溶于水, 含亚硫酸钠的脱硫循环水与投加的氢氧化钙反应可生成氢氧化钠和亚硫酸钙。通过沉淀分离可将难溶的亚硫酸钙从循环水中清除, 氢氧化钠易溶于水可循环使用, 脱硫过程只消耗氢氧化钙。达到脱硫效率高, 运行费用低的目的。

关键词：双碱法,脱硫,技术,研究前言

参考文献

[1]脱硫技术[M].北京:中国环境科学出版社, 1995.

[2]燃煤烟气脱硫技术[A].中国环境科学学会论文集[C].1998.

[3]环境保护综合利用技术[M].北京:中国环境科学出版社, 1994.

[4]国家环境保护最佳实用技术汇编[M].北京:中国环境科学出版社, 1995-1998.

[5]实用化学手册[M].国际工业出版社, 1986.

双碱法脱硫在砖瓦行业中的应用 篇3

关键词：砖瓦材料,环保,二氧化硫,双碱法

随着我国环保要求的提高和民众对于空气污染认识的日益提高,我国对于大气污染排放要求日益提高。砖瓦行业作为传统的用煤行业,其烧制过程中所产生的烟气、二氧化硫以及氮的氧化物成为主要污染物。

对于砖瓦厂,目前的当务之急为解决二氧化硫的排放问题。烟气脱硫的方法中,目前唯一大规模商业化的方法为燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD)。FGD技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2,并使其转化为较稳定的硫的化合物。FGD技术种类繁多,但是真正工业化的只有十几种。FGD技术按脱硫后产物的含水量大小可分为湿法、半干法和干法。针对我国砖瓦行业目前的实际情况,采用湿法中的双碱法脱硫最为经济可行。双碱法克服了石灰/石灰石法容易结垢和堵塞的缺点。首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。双碱法的明显优点是,由于主塔内采用液相吸收,吸收剂在塔外的再生池中进行再生,从而不存在塔内结垢和浆料堵塞问题。

1砖瓦行业脱硫现行状况

对于新的国家标准,我国采取了有史以来最为严厉的环保措施:24 h实施监测。国家要求2016年完成对烟气排放的实时并网监测,西部一些贫困地区暂缓。对各烟气排放企业在烟道出口处安装气体监测仪器,并实时分析排放结果,并将结果通过网络直接反馈给环保部门。我国早期建造的脱硫工程项目,因新的标准或者本身设计的问题,而无法达到新的国家标准排放要求。

目前东部地区和中部地区主要完成了脱硫塔的粗略改造,设计主要有一个单层喷淋的脱硫塔。这种脱硫系统投资在30万元~50万元左右,现场情况如图1所示。

这种简易的脱硫装置并不能有效地完成脱硫任务,由于系统不完善,当进行脱硫工作时,脱硫副产物—难溶物:亚硫酸钙+石膏的混合物会将整个塔体堵塞,从而造成脱硫工作无法正常进行。

对于工业脱硫,为了能够达到新的环保水平需从浆液制备、脱硫塔设计、副产物处理、热工控制及在线检测系统4个方面进行设计建造。其实物如图2所示。

2双碱法脱硫的理论

双碱法种类较多,有钠钙双碱法、碱性硫酸铝法-石膏法和氨-石膏法等,钠钙双碱法以其较低的运营成本以及较高的二氧化硫吸收率,使其成为最适合砖瓦行业的脱硫方式。它采用纯碱吸收SO2,吸收液再用石灰进行再生,生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物,再生后的溶液返回吸收器,如此循环使用。循环吸收过程中发生的反应如下。

2.1吸收反应

其中,式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程;式(2)是运行过程的主要反应式;式(3)是再生液p H较高时的主要反应式。

2.2再生反应

式(4)是再生反应的主要反应式;式(5)是再生液高p H值时的再生反应。

2.3氧化反应

吸收液中还含有Na2SO4,系吸收液中Na2SO3被烟气中的O2氧化所生成,反应式如下:

将再生过程生成的亚硫酸钙(Ca SO3·1/2H2O)氧化,可制成石膏(Ca SO4·2H20),反应式如下:

钙-钙双碱法即用亚硫酸钙悬浮液在塔内脱硫,生成溶解度很大的亚硫酸氢钙,再用氢氧化钙在循环池内与亚硫酸氢钙反应,再生出亚硫酸钙循环脱硫。其反应机理如下:

3烟气治理方案

以隧道窑为例,首先安装烟气湿法脱硫除尘装置,脱硫采用石灰和烧碱,为双碱法脱硫除尘工艺。烟气经过湿式脱硫除尘设施处理后,通过高烟囱升空排放,工艺流程如图3所示。

4结论