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雙堿法煙氣脫硫原理

   脫硫塔是對工業廢氣進行脫硫處理的塔式設備。所謂的脫硫就是將廢氣中的含硫氣體(如SO2)通過各種脫硫劑除去。脫硫的目的在于減少含硫氣體的排放,保護環境。脫硫簡單說就是用堿中和酸的過程,脫硫就是脫去鍋爐煙氣中所含的二氧化硫脫硫的過程就是將堿性脫硫劑(如石灰石,CaO,氫氧化鈉等)制成漿液,與鍋爐煙氣混合,二氧化硫遇水成酸,與堿性脫硫劑反應生成CaSO4(硫酸鈣)等脫硫終產物得過程,脫硝與脫硫的原理類似,就是脫硝劑換為 氨水或尿素。

玻璃鋼脫硫除塵設備具有凈化效率高、耐腐蝕、耐老化性強,結構緊湊、高強度、低噪聲、耗電省、體積小,拆裝維修方便,便于運輸、輕巧耐用,造型美觀大方氣液兩相接觸反應好等特點,是國內目前較為理想的煙氣脫硫設備

本產品采用玻璃鋼和聚氯乙烯材料分段制作。塔體外表面采用耐水、耐老化膠衣樹脂作防老化面層,膠衣層厚不小于0.5mm。在強度與內外表面間采用無堿無蠟無捻的方格細布作為耐老化的渡層,其樹脂含量不低于75%,層數按大型及技術標準要求敷設,樹脂含量達60-70%,使塔體強度絕對可靠。 玻璃鋼脫硫除塵器作為一種高效脫硫除塵設備,具有非常優質的工業除塵效果。

工作原理                                            

脫硫塔的脫硫工作原理是利用脫硫吸收劑,通過化學反應的方式,來達到脫硫的效果。脫硫劑具有表面活性,催化氧化,促進二氧化硫SO2的直接反應,加速碳酸鈣CaCO3的溶解,促進亞硫酸鈣CaSO3迅速氧化成硫酸鈣CaSO4,強化硫酸鈣CaSO4的沉淀,降低液氣比,減少鈣硫比,減少水分的蒸發,脫硫塔就是利用這個工作原理來達到脫硫的效果。當脫硫塔煙氣入口二氧化硫SO2濃度增加,高于設計值時,吸收塔反應池內PH值降低,需要更大的鈣硫比Ca/S比時,在吸收塔反應池容積不需擴大的情況下,碳酸鈣CaCO3能夠快速溶解,增加鈣離子濃度,保持漿液PH值在正常范圍,對PH值有一定的緩沖作用。

1、雙堿法煙氣脫硫工藝
  雙堿法脫硫工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點,既解決了石灰法的塔內易結垢的問題,同時又具備鈉堿法吸收效率高的優點。
  雙堿法脫硫工藝(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰石/石膏法基礎上結合鈉堿法發展起來的工藝,它克服了石灰石/石膏法容易結垢、鈉堿法運行費用高的缺點。它利用鈉鹽易溶于水,在脫硫除塵塔內部采用鈉堿吸收SO2,吸收后的脫硫液在再生池內利用廉價的石灰進行再生,從而使得鈉離子循環吸收利用。
  該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點,既解決了石灰法的塔內易結垢的問題,同時又具備鈉堿法吸收效率高的優點。

2、雙堿法脫硫工藝流程介紹
  鍋爐產生的煙氣首先由引風機正壓沿切線送入旋流板脫硫除塵塔內(煙氣進口設置在脫硫除塵塔中下部),在脫硫除塵塔的入口處設置了予降溫脫硫系統,經過降溫后的煙氣進入脫硫除塵塔。在脫硫除塵塔內首先設置一層吸收旋流板--煙氣與脫硫劑混合反應層,煙氣由下而上與噴淋漿液逆流接觸,兩者充分混合;在吸收旋流板上下設置二層高效霧化系統,在該區段空間充滿著由霧化器噴出的粒徑為100~300μm的霧化液滴,煙氣中SO2與吸收堿液再次反應,脫除80%以上的二氧化硫。噴霧系統的合理選型及科學布置,使該霧化區形成無死角、重疊少的霧狀液體均勻分布的霧化區段,煙氣較長時間內在霧化區中穿行,煙氣中SO2有了充足的機會與脫硫液接觸,并不斷與霧滴相碰,其中SO2與吸收液進行反應,從而被脫除,同時殘留煙塵被帶上“水珠”,質量增大,落入脫硫除塵塔底部。在二層高效霧化噴淋層上方設置一層除塵旋流板及水膜溢流槽,用以提升除塵效果。
  脫硫除塵后的液體由脫硫除塵塔底部流入反應池與石灰漿液進行再生反應,反應后的漿液流入沉淀池進行沉淀再生,再生后的上清液(鈉堿)溢流入清液池,在清液池內適當補充一定量的堿液后經循環泵再次送入噴淋系統中。
經脫硫后的煙氣通過塔頂旋流板除霧器時,利用其導向作用產生強大的離心力,將煙氣中的液滴分離出來,達到同時除塵除霧的效果。潔凈煙氣最終達標排放。
3、雙堿法脫硫工藝原理
  鈉鈣雙堿法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用純堿啟動,鈉鈣吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化學原理可分脫硫過程和再生過程:

Ⅰ、脫硫過程

(1) SO2被液滴吸收;

SO2(氣)+H2O→H2SO3(液)

(2) 吸收的SO2同溶液的吸收劑反應生成亞硫酸鈣;

Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

(3) 液滴中CaSO3達到飽和后,即開始結晶析出;

CaSO3(液)→CaSO3(固)

(4) 部分溶液中的CaSO3與溶于液滴中的氧反應,氧化成硫酸鈣;

CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)

(5) CaSO4(液)溶解度低,從而結晶析出

CaSO4(液)→CaSO4(固)

(6) 部分溶液中的CaSO3與亞硫酸反應生成亞硫酸氫鈣控制溶液中的PH值

CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2  

(7) SO2與剩余的Ca(OH)2 及循環灰的反應

Ca(OH)2 (固) →Ca(OH)2 (液)

SO2(氣)+H2O→H2SO3(液)

Ca(OH)2 (液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O

CaSO3(液)→CaSO3(固)

CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)

CaSO4(液)→CaSO4(固)

Ⅱ、再生過程

  2NaHSO3 + Ca(OH)2  → Na2SO3 + CaSO3↓ 2H2O
  NaSO3 + Ca(OH)2  → 2NaOH + CaSO3 + 1/2 H2O

在石灰漿液(石灰達到飽和狀況)中,中性(兩性)的NaHSO3很快跟石灰反應從而釋放出[Na],隨后生成的[NaSO3]又繼續跟石灰反應,反應生成的亞硫酸鈣以半水化合物形式慢慢沉淀下來,從而使[Na]得到再生,吸收液恢復對SO2的吸收能力,循環使用。

由于氧化副反應(NaSO3 + 1/2O2→NaSO4)生產的NaSO4難予再生,使堿(NaOH)的消耗量有所增加,需每天補充0.5kg燒堿(NaOH)。脫硫除塵副產物為亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化后),用戶可以根據自己的需要,采用不同的方法對副產品進行處理。

玻璃鋼脫硫塔又稱逆流噴淋塔,是比較常用的濕法脫硫吸收塔。煙氣從吸收塔下部進入,脫硫劑通過上部的噴嘴噴淋成霧滴,煙氣逆向與霧滴接觸,塔內煙氣流速一般為2.5-4.0m/s,可以使大部分液滴保持在懸浮狀態,大液滴一般停留時間為3-5s,小液滴在一定條件下處于懸浮狀態。在吸收塔出口設置兩級除霧器,以除去煙氣中攜帶的霧滴,煙氣流速為3m/s左右。噴淋塔優點在于塔內部件少,結構可能性小,壓力損失小。逆流運行有利于煙氣與吸收液充分接觸。
吸收區內設置3-6個噴淋層,每個噴淋層都裝有多個霧化噴頭,交叉布置,覆蓋率高達200%-300%,可以更高效的處理煙氣中的二氧化硫。

在脫硫塔和脫硫除塵器中,應含SO2的煙氣,對煙氣中的SO2進行化學吸收。為了強化吸收過程,提高脫硫效率,降低設備的投資和運行費用,脫硫塔和脫硫除塵器應滿足以下的基本要求

1)氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時間;

2)氣液間擾動強烈,吸收阻力小,對SO2的吸收效率高;

3)操作穩定,要有合適的操作彈性;

4)氣流通過時的壓降要小;

5)結構簡單,制造及維修方便,造價低廉,使用壽命長;

6)不結垢,不堵塞,耐磨損,耐腐蝕;

7)能耗低,不產生二次污染。

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