雙堿法脫硫技術(shù)工藝基本原理

1、雙堿法脫硫技術(shù)工藝基本原理雙堿法是米用鈉基脫硫劑進(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(huì)造成過(guò)飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問(wèn)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(dòng)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(lái)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）吸收劑漿液噴淋；（3）塔內(nèi)霧滴與

2、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HS03-使用Na2C03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)：Na2SO3+SO2-NaSO3+CO2t（1）2NaOH+SO2Na2SO3+H2O（2）Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3（3）其中：式（1）為啟動(dòng)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9時(shí)），溶液吸收SO2的主反應(yīng);式(3)為溶液pH值較低(5

3、9)時(shí)的主反應(yīng)。二、氧化過(guò)程(副反應(yīng))Na2S03+1/202Na2S04(4)NaHS03+1/202NaHS04(5)三、再生過(guò)程Ca(0H)2+Na2S032NaOH+CaS03(6)Ca(0H)2+2NaHS03Na2S03+CaS031/2H20+3/2H20(7)四、氧化過(guò)程CaS03+1/202CaS04(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(guò)程中以鈉堿為吸收液，

4、脫硫系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢等問(wèn)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。雙堿法(TFGD)脫硫工藝主要技術(shù)特點(diǎn)如下：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(huì)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象。由于鈉堿與二氧化硫的反應(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。適用范圍廣，適應(yīng)低、中、高硫煙氣。吸收塔入口采用急冷噴淋降溫裝置，通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬計(jì)算，保證了入塔的溫度降為90C以下。入口處材料經(jīng)過(guò)特殊處理，既保證耐高溫的沖擊，還耐腐蝕、耐磨損。吸收塔

5、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(duì)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(dòng)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，可保證系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到最佳脫硫效果。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(duì)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。吸收塔噴淋層采用高級(jí)的大流量實(shí)心錐噴嘴，

6、采用螺旋式緊湊型設(shè)計(jì),脫硫液通過(guò)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)間及工作量。工藝技術(shù)成熟，裝置運(yùn)行可靠性高。廣州天賜公司工程經(jīng)驗(yàn)豐富，并針對(duì)其他脫硫公司在類似工程中出現(xiàn)的問(wèn)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。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)：用NaOH脫硫，循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液，在循環(huán)過(guò)程中對(duì)水泵、管道、設(shè)備均無(wú)腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設(shè)備運(yùn)

7、行與保養(yǎng)；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替空塔，使系統(tǒng)更緊湊，且可提高脫硫效率；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；對(duì)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Na2S04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?，雙堿法脫硫技術(shù)是國(guó)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(chǎng)前景。工藝流程說(shuō)明雙堿法煙氣脫硫工藝主要

8、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(dòng)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，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(guò)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?huì)損失部分氫氧化鈉，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

9、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(jí)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(guò)濾器，過(guò)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(jí)除霧器除去霧滴后進(jìn)入主煙道，經(jīng)過(guò)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(dòng)，與向下噴淋的石灰石漿液以逆流方式洗滌，氣液充分

10、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(guò)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S02、S03、HCl和HF等酸性氣體，生成NaS03、NaHS03,同時(shí)消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補(bǔ)給而添加的氫氧化鈉堿液進(jìn)入返料水池與被石灰再生過(guò)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NaS04。從沉淀

11、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(chǎng)，溢流液回流入再生池內(nèi)。谷騰環(huán)保網(wǎng)大氣污染控制技術(shù)專題雙堿法煙氣脫硫技術(shù)雙堿法脫硫工藝系統(tǒng)說(shuō)明資料更新時(shí)間：08-8-2514:37內(nèi)容提供：廣州市天賜三和環(huán)保工程有限公司1.二氧化硫吸收塔脫硫主體設(shè)備吸收塔采用強(qiáng)化傳質(zhì)柵格噴淋塔，由承包商按設(shè)備總體供貨，包括吸收塔殼體、噴嘴及所有內(nèi)部構(gòu)件、除霧器、塔體防腐及外部鋼結(jié)構(gòu)、保溫緊固件等。塔體的預(yù)組裝在工廠內(nèi)完成，塔體的組裝、塔內(nèi)防腐及外部鋼結(jié)構(gòu)（如平臺(tái)扶梯等

12、）的施工在現(xiàn)場(chǎng)完成。吸收塔內(nèi)所有部件能承受最高入口煙氣溫度的沖擊，高溫?zé)煔獠粫?huì)對(duì)任何系統(tǒng)和設(shè)備造成損害。吸收塔選用的材料適合工藝過(guò)程的特性，并且能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均考慮腐蝕余度。吸收塔設(shè)計(jì)成氣密性結(jié)構(gòu)，防止液體泄漏。為保證殼體結(jié)構(gòu)的完整性，盡可能使用焊接連接，法蘭和螺栓連接僅在必要時(shí)使用。塔體上的人孔、通道、連接管道等需要在殼體穿孔的地方將進(jìn)行密封，防止泄漏。吸收塔殼體設(shè)計(jì)能承受各種荷載，包括吸收塔及作用在吸收塔上的設(shè)備和管道的自重、介質(zhì)重、保溫重，以及風(fēng)載、地震荷載等。吸收塔的支撐和加強(qiáng)件能充分防止塔體傾斜和晃動(dòng)。塔體的設(shè)計(jì)將盡可能避免形

13、成死角。吸收塔底面設(shè)計(jì)能保證完全排空漿液。吸收塔內(nèi)配有足夠的噴咀。吸收塔上部安裝有除霧器，用以分離煙氣夾帶的霧滴。除霧器上部加設(shè)一層沖洗噴嘴，在異常情況或檢修時(shí)對(duì)除霧器進(jìn)行人工沖洗，以確保除霧器的高可靠性。塔的整體設(shè)計(jì)將方便塔內(nèi)部件的檢修和維護(hù)，吸收塔內(nèi)部的導(dǎo)流板、噴淋系統(tǒng)和支撐等盡可能不堆積污物和結(jié)垢，并且設(shè)有通道以便于清潔。吸收塔煙道入口段能防止煙氣、液體倒流和固體物堆積。吸收塔配備有足夠數(shù)量和大小合適的人孔門和觀察孔，人孔門和觀察孔沒有泄漏，而且在附近設(shè)置走道或平臺(tái)。吸收塔內(nèi)不設(shè)置固定的平臺(tái)樓梯。吸收塔將進(jìn)行合理的保溫設(shè)計(jì)。TFGD吸收塔吸收塔采用先進(jìn)成熟的吸收塔技術(shù)，吸收塔漿池與塔體為

14、一體結(jié)構(gòu)，天賜公司通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其滿足所有的性能保證值。為了提高吸收率，使煙氣入塔后分布均勻，在吸收塔煙氣入口上方設(shè)置了兩層強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層。強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層上方是三層霧化噴淋層，交錯(cuò)的布置方式布置霧化噴嘴。文丘里結(jié)構(gòu)的吸收塔的主要特點(diǎn)為：1）有噴淋空塔壓降低和填料塔氣液分布好的優(yōu)點(diǎn)，且傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力大,脫硫效率咼。2）設(shè)置文丘里后，錯(cuò)位布置的兩排強(qiáng)化傳質(zhì)柵格形成無(wú)數(shù)個(gè)文丘里，漿液與逆流而上的熱煙氣形成強(qiáng)烈湍流，打碎含鈉堿的漿液，極大地增加了氣液相之間的傳質(zhì)、傳熱表面，另一方面，煙氣通過(guò)文丘里層時(shí)，以“液體包圍氣體”的鼓泡傳質(zhì)過(guò)程，提高了傳質(zhì)效率。3）在吸收塔內(nèi)設(shè)置強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層，對(duì)進(jìn)塔的煙氣進(jìn)

15、一步分布，使煙氣在吸收區(qū)的分布更均勻，通過(guò)強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層后，煙氣以接近“平推流”的方式通過(guò)吸收區(qū)，更能保障咼的脫硫效率。4）采用文丘里結(jié)構(gòu)，由于提高了吸收過(guò)程的效率，可以在更低的液氣比下達(dá)到較高的脫硫效率，降低了循環(huán)液的循環(huán)量，降低了電的總消耗。5）噴淋層+文丘里結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)煤含硫量的波動(dòng)。當(dāng)預(yù)計(jì)燃燒的煤的硫含量會(huì)長(zhǎng)期增加時(shí)，可以調(diào)整強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層的間距，即增加強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層上湍流層的高度，當(dāng)煤的硫含量降低時(shí)，可以去除部分的強(qiáng)化傳質(zhì)柵格，增加強(qiáng)化傳質(zhì)柵格層的“開孔面積”，這樣可以減少增壓風(fēng)機(jī)的壓頭，減少FGD的電耗。6）強(qiáng)化傳質(zhì)柵格在發(fā)明初期是作為除灰器使用的，有相對(duì)較高的塵去除率,可以減少進(jìn)

16、入除霧器的灰塵含量，提高除霧器的工作可靠性。7）工藝技術(shù)成熟，裝置運(yùn)行可靠性高。文丘里結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。1.2塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)吸收塔內(nèi)設(shè)有塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)，由分配管網(wǎng)和噴嘴組成。噴淋區(qū)域電腦設(shè)計(jì)示意圖噴淋區(qū)域安裝示意圖天賜公司所提供的噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠合理分布要求的噴淋量，使煙氣流向均勻，并確保漿液與煙氣充分接觸和反應(yīng)。通過(guò)對(duì)噴嘴進(jìn)行優(yōu)化布置，使吸收塔斷面上幾乎完全均勻地進(jìn)行噴淋。在吸收塔內(nèi)圈布置120。噴嘴，靠近吸收塔外圍布置90。噴嘴。如此布置可盡可能減少噴淋到塔壁上的液體量，同時(shí)提高有效的脫硫液傳質(zhì)表面積。噴淋層上安裝實(shí)心錐型螺旋噴嘴，噴嘴采用低壓噴嘴，并配備卡式快開連接，便于迅速分離、拆卸。

17、脫硫液噴淋分配管采用FRP。所有噴嘴能避免快速磨損、結(jié)垢和堵塞，噴嘴材料采用碳化硅或相當(dāng)?shù)牟牧现谱鳌娮炫c管道的設(shè)計(jì)特別考慮到便于檢修，沖洗和更換。采用美國(guó)著名噴霧公司螺旋噴嘴，螺旋噴嘴是眾多噴嘴中最具特色的一種。液體通過(guò)與連續(xù)變小的螺旋線體相切和碰撞后，變成小液滴噴出，并且噴嘴腔體內(nèi)從進(jìn)口至出口的暢通的通道設(shè)計(jì)最大程度的減少了阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。螺旋噴嘴的主要使用特點(diǎn)如下:1）使用效率高。在3公斤使用壓力下，單個(gè)噴嘴的流量可以達(dá)到25噸/小時(shí)。2）霧化效果好。3）防堵塞。4）噴霧速度高。5）物理尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。在噴淋段上部，安裝吸收塔內(nèi)件、塔內(nèi)件清洗裝置和塔頂部安裝組合除霧裝置等，塔內(nèi)設(shè)有溫度

18、監(jiān)控儀，塔體壓降監(jiān)測(cè)儀，塔體上設(shè)有檢修人孔，操作平臺(tái)等附屬設(shè)施。1.3除霧器除霧器安裝在吸收塔上部，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴。除霧器的設(shè)計(jì)保證具有較高的可利用性和良好的去除霧滴效果。除霧器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別注意到FGD裝置入口的飛灰濃度的影響。該系統(tǒng)還包括去除除霧器沉積物的沖洗和排水系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)根據(jù)給定或可變化的程序，既可進(jìn)行自動(dòng)沖洗，也可進(jìn)行人工沖洗。天賜公司根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)在吸收塔除霧器上部增加設(shè)置一層沖洗噴嘴，該層噴嘴可以提供在異常情況或檢修時(shí)對(duì)除霧器進(jìn)行人工沖洗，以確保除霧器的高可靠性。除霧器沖洗系統(tǒng)能夠?qū)ΤF器進(jìn)行全面沖洗，不存在任何未沖洗到的表面。沖洗水的壓力通過(guò)DCS進(jìn)行監(jiān)視和控制，

19、沖洗水母管的布置能使每個(gè)噴嘴基本運(yùn)行在平均水壓。除霧器沖洗用水為FGD工藝水，由單獨(dú)設(shè)置的除霧器沖洗水泵提供。1.4吸收塔脫硫液循環(huán)泵吸收塔循環(huán)泵滿足如下特殊要求：吸收塔循環(huán)泵將吸收塔塔釜內(nèi)的吸收劑脫硫液循環(huán)送至噴嘴，循環(huán)泵按照單元制設(shè)置，每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層噴嘴。循環(huán)泵為離心泵，葉輪由防腐耐磨高分子材料制成。循環(huán)泵配有油位指示器、機(jī)械密封、聯(lián)軸器罩設(shè)備。循環(huán)泵設(shè)計(jì)便于拆換和維修。設(shè)計(jì)選用的材料適于輸送的介質(zhì)，并且至少按20g/l的氯離子濃度進(jìn)行選材。泵吸入口配備濾網(wǎng)及其壓力控制。循環(huán)泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)適應(yīng)戶外露天布置的要求。1.5吸收塔防腐材料為確保防腐、耐磨的需要，新建脫硫塔體采用碳鋼內(nèi)襯玻璃鱗片。2、脫硫劑制備系統(tǒng)本工程脫硫劑采用石灰和燒堿，脫硫劑制備系統(tǒng)包括：石灰貯槽、石灰制漿機(jī)、石灰漿液池、燒堿槽、燒堿泵等。脫硫劑制備系統(tǒng)的主要功能是制備合格的石灰漿液，并根據(jù)吸收塔系統(tǒng)的需要為其提供足夠的流量，達(dá)到合適的脫硫效率。由卡車運(yùn)來(lái)的石灰粉/漿由其自帶管線氣動(dòng)輸送到石灰貯倉(cāng)中，使用時(shí)，開啟下料閥，定量給料至石灰乳化機(jī)進(jìn)行乳化制漿，制備好的漿液儲(chǔ)存在石灰漿液池中待用。當(dāng)使用電石渣時(shí)，電石渣被運(yùn)來(lái)，儲(chǔ)存在電石渣儲(chǔ)槽中，由螺旋給料機(jī)送到電石渣制漿機(jī)，其間可實(shí)行定