雙氧水脫硫技術(shù)介紹

1、雙氧水脫硫技術(shù)介紹1 工藝原理雙氧水脫硫技術(shù)是采用27.5%雙氧水（過氧化氫溶液）經(jīng)稀釋到8.5%左右的安全濃度后進行塔內(nèi)脫硫。 過氧化氫在酸性溶液中將二氧化硫氧化，生成硫酸。 硫酸可以和水以任一比例混溶，不會造成過飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問題，因此，采用雙氧水法脫硫工藝提高了系統(tǒng)的可靠性， 降低了投資及運行費用。同時稀硫酸可直接用于制酸系統(tǒng)干吸段使用，也可作為化工原料出售，不會產(chǎn)生二次污染問題。雙氧水脫硫技術(shù)的吸收液（稀雙氧水）通過輸送泵進入脫硫塔，洗滌脫除煙氣中SO2 來達到煙氣脫硫的目的，副產(chǎn)物為稀硫酸溶液，可進行銷售或生產(chǎn)回用。脫硫工藝主要包括4個部分：（ 1）吸收劑存儲與輸送； （ 2

2、）吸收液噴淋并離心分散； （ 3）塔內(nèi)霧滴與煙氣逆流接觸反應(yīng)；（ 4）副產(chǎn)物外排； （ 5）應(yīng)急與回收。反應(yīng)原理：煙氣中 SO2 的脫除過程是分兩部完成的：第一步，氣液傳質(zhì)和水合過程，即煙氣中 SO2 分子與水接觸時，溶解在水中，并與水分子結(jié)合為亞硫酸：SO2+H2O H2SO3（ 1）第二步，氧化吸收H2O2+H2SO3 H2SO4+H2O （ 2）副反應(yīng)，雙氧水分解：2H2O2 2H2O+O2 （ 3）1 摩爾的雙氧水脫除 1 摩爾的 SO2。雙氧水的分解會降低其利用率，應(yīng)盡量減少副反應(yīng)的進行。副產(chǎn)物為 H2SO4，對 SO2 無吸收能力，在溶液中達到一定濃度后（ 30% ），用泵取出部分

3、外排。另外，硫酸還可與過氧化氫反應(yīng)生成具有強氧化性的過二硫酸(H2S2O8 )。由于上述兩方面的原因，硫酸的加入，會顯著提高體系的酸性、氧化性和氧化脫硫率。當硫酸用量繼續(xù)加大，脫硫率開始下降。當體系酸性過強時，過氧化氫不太穩(wěn)定，會快速分解而損失，從而導致脫硫率反而下降：因此，為了達到較好的脫硫效果，體系只需要加入少量的硫酸。2 工藝流程雙氧水脫硫工藝流程簡圖（附錄2）本脫硫系統(tǒng)包括 5 部分，分別為：尾氣系統(tǒng)、吸收劑存儲與輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、稀硫酸外排系統(tǒng)、應(yīng)急回收系統(tǒng)。同時包含系統(tǒng)運行必備的電氣系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)等。含 SO2 尾氣由原煙道進入脫硫塔，在脫硫系統(tǒng)正常運行時，尾氣由脫硫塔的尾

4、氣入口進入，在脫硫塔內(nèi)與脫硫液逆流接觸，氣液兩相發(fā)生快速傳質(zhì)反應(yīng)，尾氣中SO2 被充分吸收，再往上經(jīng)過脫硫塔上部的絲網(wǎng)除霧器，截留煙氣中的微小液滴后經(jīng)塔頂直排煙囪排放。吸收試劑溶液的輸送和循環(huán)如下：將購入的27.5%濃度工業(yè)級雙氧水加水添加穩(wěn)定劑并稀釋到 8.5%濃度（稀釋的目的是提高雙氧水的使用安全性）在儲罐中臨時存儲，再由雙氧水泵連續(xù)補充至脫硫塔，以維持脫硫液中足夠的有效脫硫成分。雙氧水的補充量按照入口尾氣中SO2 摩爾流量進行調(diào)節(jié)。循環(huán)吸收液通過重力降落到塔底循環(huán)槽，循環(huán)槽內(nèi)的循環(huán)吸收液再通過循環(huán)泵送至脫硫塔噴淋吸收層循環(huán)吸收，循環(huán)吸收液在吸收SO2 后，密度逐步增大，當達到設(shè)定值時（對

5、應(yīng)30% 濃度），由稀硫酸泵排至干吸循環(huán)槽。2.1 脫硫系統(tǒng)脫硫塔采用尾氣和噴淋吸收液逆流模式操作，脫硫效率高。 塔內(nèi)根據(jù)工藝設(shè)計采用空塔或高效散堆填料，全塔阻力約1000Pa。整塔操作彈性大，在保證工藝穩(wěn)定運行的前提下盡可能降低了液氣比，使運行成本更為經(jīng)濟。煙道留有適當?shù)娜咏涌?、試驗接口和人孔。煙道Q235 材質(zhì)，脫硫塔進口處做局部防腐處理，與低溫濕煙氣接觸的煙道均采用玻璃鋼FRP 材質(zhì)制作。脫硫塔系統(tǒng)設(shè)置 1 個煙氣擋板門，為脫硫塔進口擋板門。進口擋板門不與低溫濕煙氣接觸，采用碳鋼材質(zhì)。脫硫系統(tǒng)運行時打開入口擋板。不脫硫時，脫硫塔僅作為煙氣通道。在脫硫塔入口尾氣管道上設(shè)置 SO2 測點，

6、對其中 SO2 的摩爾流量進行在線測定，并用測得的 SO2 流量值對雙氧水的補充量進行調(diào)節(jié)。2.2 脫硫劑儲存稀釋輸送系統(tǒng)脫硫劑采用外購的27.5%濃度的工業(yè)雙氧水，用罐車運到現(xiàn)場后，先在儲罐中添加穩(wěn)定劑儲存。再用濃雙氧水泵送到稀釋槽內(nèi)加水稀釋到8.5%，再由稀雙氧水泵連續(xù)補充至脫硫塔內(nèi)。由于雙氧水具有熱不穩(wěn)定性，可發(fā)生分解產(chǎn)生氧氣并放熱，導致儲罐壓力增大，溫度上升，有一定的安全隱患，因此雙氧水儲罐設(shè)置壓力安全閥，保護儲罐安全。2.3 工藝水系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)水消耗主要為脫硫反應(yīng)熱蒸發(fā)水、 尾氣增濕降溫蒸發(fā)水、 副產(chǎn)物外排帶水。 消耗的水主要以定量的方式進行補充。工藝水水源由建設(shè)方提供，管道恒壓供應(yīng)

7、。工藝水輸送到各用水點，包括尾氣降溫增濕水、和除霧器沖洗用水。工藝水的補充以定量方式補充。 由流量計對補水電動調(diào)節(jié)閥進行控制， 以確保稀硫酸濃度在工藝設(shè)計范圍之內(nèi)。2.4 稀硫酸排出系統(tǒng)硫酸生產(chǎn)是采用濃硫酸吸收煙氣中 SO2 氣體，實質(zhì)是 SO3+H2O=H2SO4 。隨著反應(yīng)的進行硫酸的濃度不斷提高， 需補充水分將其稀釋到最佳吸收酸濃。 硫酸生產(chǎn)需要補充加水為過氧化氫尾氣脫硫工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)稀硫酸提供了出路， 但是硫酸生產(chǎn)的干燥和吸收有一個很重要的水平衡問題，即進入干燥吸收工序的水分過多，超出理論水量將使生產(chǎn)無法正常進行。要實現(xiàn)副產(chǎn)稀硫酸全部回收， 首要問題是保證硫酸生產(chǎn)水平衡、 尾氣吸收水平

8、衡。 采用市售（ H2O2 ）=27.5 的過氧化氫溶液（俗稱雙氧水）作為吸收劑時，理論上可獲得稀硫酸的w（ H2SO4）最高可達到 55，即本工藝技術(shù)副產(chǎn)的稀硫酸 w（H2SO4 ）可在 055 內(nèi)調(diào)節(jié)。為保證硫酸生產(chǎn)的水平衡， 允許返回稀硫酸 w(H2SO4)應(yīng)控制不低于 2.90 ，否則產(chǎn)生稀酸量過多，返回到硫酸系統(tǒng)后會破壞干燥和吸收循環(huán)系統(tǒng)的水平衡，嚴重時會惡化硫酸生產(chǎn)，甚至導致停產(chǎn)， 并且稀酸量過大同時也會造成吸收劑的損失。 另外還需考慮吸收過程中循環(huán)吸收液的水平衡問題，以及吸收液中水蒸氣蒸發(fā)所致的水分消減的補充問題。在生產(chǎn)控制上， 采取連續(xù)添加精確計量的吸收劑、 連續(xù)補水、 連續(xù)排

9、稀酸等穩(wěn)定操作的控制技術(shù)，保持副產(chǎn)稀硫酸的 w(H2SO4)穩(wěn)定在 20 30 。在稀硫酸外排管線上安裝流量計和電動調(diào)節(jié)閥，對稀硫酸外排流量進行定量調(diào)節(jié)。2.5 應(yīng)急回收系統(tǒng)在脫硫界區(qū)內(nèi)建設(shè)一座應(yīng)急漿液池， 用于收集脫硫塔檢修時外排的全部脫硫液， 檢修結(jié)束后，用泵將脫硫液返送到塔內(nèi)使用。平時可收集泄漏溶液和沖洗水。3 主要工藝設(shè)計特點1流程簡短，投資省采用單塔設(shè)計， 吸收反應(yīng)和副產(chǎn)品的回收均在個塔內(nèi)，配套設(shè)備少而精，流程簡短，控制簡便，可操作性強，無需額外增加操作人員，有效節(jié)約投資成本、運行成本和占地空間。2脫硫效率高脫硫裝置高效、方便，過氧化氫尾氣脫硫活性強、反應(yīng)速率快，二氧化硫的排放限值P(SO2)<20mg m3，遠低于國家標準 GB26132 2010 規(guī)定的限值： 2013 年 10 月 1 日后執(zhí)行P(SO2)<400mg m3，對氮氧化物亦有較高的脫除率，脫硫脫硝同時進行。3精確控制根據(jù)吸收前后二氧化硫濃度，采用計量控制系統(tǒng)精確的控制過氧化氫吸收劑的加入量，證脫硫效果的同時，降低了運行成本。4不堵塔、阻力小在保脫硫副產(chǎn)品為稀硫酸，不存在結(jié)晶堵塔等問題，吸收