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4、雙堿法脫硫+濕法催化脫硝工程

作者：admin 發(fā)布日期：2013/8/13 15:05:53 點擊：4206

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一、雙堿法脫硫+濕法催化脫硝簡介

雙堿法煙氣脫硫技術是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發(fā)展起來的。傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現(xiàn)象。結垢堵塞問題嚴重影響脫硫系統(tǒng)的正常運行，更甚者嚴重影響鍋爐系統(tǒng)的正常運行。為了盡量避免用鈣基脫硫劑的不利因素，鈣法脫硫工藝大都需要配備相應的強制氧化系統(tǒng)（曝氣系統(tǒng)），從而增加初投資及運行費用，用廉價的脫硫劑而易造成結垢堵塞問題，單純采用鈉基脫硫劑運行費用太高而且脫硫產(chǎn)物不易處理，二者矛盾相互凸現(xiàn)，雙堿法煙氣脫硫工藝應運而生，該工藝較好的解決了上述矛盾問題。
隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，煙氣脫硝系統(tǒng)應用也逐漸展開，目前電站煙氣脫硝系統(tǒng)主要采用的是選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction）煙氣脫硝工藝，因本工藝系統(tǒng)復雜、投資大、運行成本高，因此其應用受到了一定的限制，尤其一些中小型企業(yè)，更是沒有能力上SCR脫硝裝置，針對這種情況，我公司與知名院校共同開發(fā)出濕法脫硝凈化裝置，可有效地治理氮氧化物，并具有投資小、占地少、運行管理方便、運行費用低等特點。
二、雙堿法脫硫工藝
雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產(chǎn)物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用，雙堿法脫硫工藝大大降低了投資及運行費用。
    鈉堿雙堿法脫硫技術是以Na2CO3或NaOH溶液為其中一堿吸收煙氣中的有害氣體，然后再用石灰或石灰石作其中二堿處理吸收煙氣中有害物質后的吸收液，對吸收液進行再生,再生后的吸收液送回吸收塔循環(huán)使用。雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，具體反應方程式如下：
各步反應如下：
1、吸收反應：在吸收塔內吸收SO2
用NaOH吸收　　 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
用Na2CO3吸收　 Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2
用Na2SO3吸收　 Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
該過程中由于是用鈉堿作為吸收液，因此系統(tǒng)不會生成沉淀性結垢。此過程的主要副反應為氧化反應，生成Na2SO4。
             2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4
2、再生反應
將吸收了SO2的吸收液送至石灰反應器，用石灰料漿對吸收液進行再生和固體副產(chǎn)品的析出。以鈉鹽作為脫硫劑，用石灰或石灰石對吸收劑再生，則在反應器中會進行下面的反應。
用石灰再生：CaO+H2O ＝Ca(OH)2
Ca(OH)2+ Na2SO3+ 1/2 H2O＝2NaOH+ CaSO3•1/2 H2O
2NaHSO3+ Ca(OH)2＝Na2SO3+ CaSO3•1/2 H2O + 1/2 H2O
再生后所得的NaOH溶液送回吸收液系統(tǒng)使用，所得的半水亞硫酸鈣經(jīng)氧化，可制成石膏（CaSO4•2H2O）。
3、鈉堿雙堿法吸收、再生工藝流程：
煙氣經(jīng)脫硫塔凈化吸收后由煙囪排放，SO2與其中一堿NaOH生成Na2SO3，繼續(xù)吸收SO2時，吸收劑中的Na2SO3吸收SO2后轉化為NaHSO3，這時須在中和槽中用Ca（OH）2或CaCO3進行還原處理，生成Na2SO3和不溶性的半水亞硫酸鈣。半水亞硫酸鈣在沉降池沉積，上清液返回吸收系統(tǒng)，沉積的半水亞硫酸鈣堆積到一定程度后集中處理，也可經(jīng)氧化后制成石膏或作為無害物拋棄填埋。再生后所得到的NaOH和NaSO3都對煙氣中的有害物質有較好的吸收作用，可送回吸收系統(tǒng)循環(huán)使用。
4、、控制系統(tǒng)：
a. 水位自動控制、b.PH值自動控制、c. 石膏漿液濃度控制、d.石灰乳及堿液濃度控制等
上述配置的目的是為了達到既優(yōu)化生產(chǎn)工藝,又保證鍋爐的正常運行，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動運行，同時也可有效的達到煙氣凈化的效果和目的。
三、雙堿法脫硫工藝特點
雙堿法煙氣脫硫技術克服了石灰石—石膏法容易結垢的缺點。傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現(xiàn)象。結垢堵塞問題嚴重影響脫硫系統(tǒng)的正常運行，更甚者嚴重影響鍋爐系統(tǒng)的正常運行。為了盡量避免用鈣基脫硫劑的不利因素，鈣法脫硫工藝大都需要配備相應的強制氧化系統(tǒng)（曝氣系統(tǒng)），從而增加初投資及運行費用，用廉價的脫硫劑而易造成結垢堵塞問題，單純采用鈉基脫硫劑運行費用太高而且脫硫產(chǎn)物不易處理，二者矛盾相互凸現(xiàn)，雙堿法煙氣脫硫工藝應運而生，該工藝較好的解決了上述矛盾問題。
與石灰石或石灰－石膏法濕法脫硫工藝相比，雙堿法具有以下優(yōu)點：
（1）用NaOH脫硫，循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液，在循環(huán)過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設備運行與保養(yǎng)；
（2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外，這樣避免了塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；同時可以選擇用板式塔、填料塔或空塔均可，使系統(tǒng)更緊湊，且可提高脫硫效率；
（3）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率；
（4）濕式雙堿法脫硫是一種低成本的脫硫方法。本工藝由于消耗的是石灰，與使用氧化鎂、氨水相比，運行成本較低
（5）解決二次污染的問題
    采用氫氧化鈉作為脫硫劑，在脫硫塔內吸收二氧化硫反應速率快，脫硫效率高，但脫硫的產(chǎn)物Na2SO4很難進行處理，易造成嚴重的二次污染問題。采用雙堿法煙氣脫硫工藝，用氫氧化鈉吸收二氧化硫后的產(chǎn)物用石灰來再生，只有少量的Na2SO4被帶入石膏漿液中，這些摻雜了少量Na2SO4的石膏漿液用泵打入旋流分離器中進行固液分離，分離的大量的含水率較低的固體殘渣被打到渣場進行堆放，溶液流回再生池繼續(xù)使用，因此不會造成二次污染。
雙堿法脫硫技術是國內外運用的成熟技術，是一種特別適合中小型鍋爐煙氣脫硫技術，具有廣泛的市場前景。
四、濕法催化脫硝凈化工藝說明
濕法脫硝凈化工藝是由俄羅斯門捷列夫化學工藝學院等單位聯(lián)合開發(fā)，可以采用濕法去除NOX，該工藝操作采用的吸收液PH值為中性.對設備無腐蝕作用， NOX的脫除率與煙氣濃度無關。
該工藝采用一定比例的次氯酸鈉、雙氧水、高錳酸鉀、硝酸等強氧化劑作為催化劑,將一氧化氮催化成為二氧化氮,并采用還原劑將氮氧化物轉換為對環(huán)境無毒無害的產(chǎn)物,可以直接排放到大氣中。
反應如下：
2NO+ O 2→ 2N O2
實踐表明，該工藝具有脫硝效率高，投資低，操作簡單等優(yōu)點,具體如下:
①此脫硝工藝不像SCR選擇性催化還原法一樣設備龐大、運行費用高；具有簡便易行、效果顯著的特點。
② 投資和運行費用低,方便管理。
③無二次污染產(chǎn)生。
④結構緊湊，占地少，操作簡便，造型美觀；
⑤塔體獨特的結構設計及工藝控制，使塔內件和管線不會產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。
⑥適用于各種鍋爐煙氣脫硝。
五、雙堿法脫硫+濕法催化脫硝工藝組成
雙堿法脫硫+濕法催化脫硝工藝，整套系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成：
石灰石漿液制備系統(tǒng)
石膏脫水系統(tǒng)
SO2吸收系統(tǒng)
脫硫劑氧化再生循環(huán)系統(tǒng)
脫硫石膏提取與利用
煙氣系統(tǒng)
余熱回收裝置
濕法催化脫硝系統(tǒng)
防腐及保溫

七、雙堿法脫硫+濕法催化脫硝工藝選型說明

為了使工程設計人員精確合理設計選型工程各項配置，請用戶方提供鍋爐及燃料的相關數(shù)據(jù)。我方設計人員將根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)做科學而精確設計。

八、雙堿法脫硫+濕法催化脫硝工藝使用領域

燃料燃燒是大氣環(huán)境中二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物的主要來源。從煤的消耗量來看：煤炭在我國能源消費中的比例保持在70%左右，從煤的使用方式上看：煤炭消費量的80%直接用于燃燒，其中鍋爐燃煤的燃煤量占煤炭消耗量的80%以上,本工藝主要應用于燃煤、燃油的鍋爐煙氣處理工程,特別對于中小型鍋爐,采用此工藝居多。