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4.1双碱法脱硫工艺方案

    1、工艺方案

    钙钠双碱法脱硫工艺,简称双碱法。该法主要是脱除气体中的SO2气体。适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。

钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫,然后再用石灰粉再生脱硫液,吸收速率高,液气比低,吸收剂利用率高,投资费用省,运行成本低。

    1)以NaOHNa2CO3)脱硫,脱硫液中主要为NaOHNa2CO3)水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞,便于设备运行和维护。

    2)钠基吸收液对SO2反应速度快,故有较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般≥90%

    3)脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了运行成本。

    4)以空塔喷淋为脱硫塔结构,运行可靠性高,事故发生率小,塔阻力低,△P≤600Pa

    2、工艺优势

    1)烟气系统

    来自锅炉烟气经烟道引风机直接进入脱硫塔。脱硫塔以空塔喷淋结构。设计空速小(4.0m/s),塔压力降小(≤600Pa),脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体,烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。脱硫塔制作完毕喷砂处理后,环氧树脂防腐6遍,塔内部件主要是喷嘴和防雾器,均为304不锈钢材质。当脱硫泵出现故障时,脱硫暂停反应,烟气可通过烟囱排入大气。

    2)脱硫塔SO2吸收系统

    烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤,气液充分接触吸收SO2。脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋,由于喷嘴的雾化作用,分裂成无数小直径的液滴,其总表面积增大数千倍,使气液得以充分接触,气液相接触面积越大,两相传质热反应,效率越高。因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构,起到高效、节能、造价低等优点。脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘,生成Na2SO3,同时消耗了NaOHNa2CO3。脱硫液排出塔外进入再生池与CaOH2反应,再生出钠离子并补入Na2SO3(或NaOH),经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2

    在脱硫塔顶部装有除雾器,经除雾器折流板碰冲作用,烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。除雾器设置定期冲洗装置,防止除雾器堵塞。

    3)脱硫产物处理

    脱硫产物最终是石膏浆,具体为CaSO3CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好,经自然蒸发晾干。由于石膏浆中含有固体杂质,影响石膏的质量,所以一般以抛弃法为主。排出沉淀池浆液可经水力旋流器,稠厚器增浓提固后,再排至渣场处理。

    4)关于二次污染的解决

以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2,其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用,因钠钙双碱法能节省碱耗,又杜绝二次污染问题。有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中,经固液分离,分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。溶液流回再生池继续使用,因此不会产生二次污染。

3、缺点

    易造成管道堵塞,且副产物纯度不高,不易回收处理。

    4.2石灰石-石膏湿法脱硫工艺方案

    石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广泛、技术最为成熟的SO2脱除技术,约占全部安装FGD容量的70%。它是以石灰石为脱硫吸收剂,通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液,使之与烟气充分接触、混合,并对烟气进行洗涤,使得烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应,最后生成石膏,从而达到脱除SO2的目的。

    1、工艺流程

    石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂。将石灰石块破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成石灰石浆液,石灰石浆液经泵打入吸收塔与烟气充分接触,使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙进行反应生成亚硫酸钙,从吸收塔下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。从吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏堆放库堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后,由烟囱或冷却塔排入大气。

该工艺焦炉烟气脱硫效率可达到95%以上。

    脱硫副产物石膏的处置一般有抛弃和回收利用两种方法。脱硫石膏处置方式的选择主要取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。

    石灰石石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。世界上有多家公司开发研究这种工艺,如德国的Bischoff公司、Steimuller公司,日本的三菱重工、川畸重工、石川岛播磨,美国的B&W公司等等,应用此脱硫工艺最多的国家是美国、日本及德国,该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的90%,单塔容量已达1000MW

    2、工艺特点

    该工艺具有脱硫率高、技术成熟,运行可靠性高、吸收剂利用率高、对煤种变化的适应性强,能适应大容量机组和高浓度SO2烟气条件、吸收剂价廉易得且利用率高、副产品具有综合利用的商业价值等特点。

最近十年,随着对FGD工艺化学反应过程和工程实践的进一步理解以及设计和运行经验的积累和改善,石灰石石膏湿法工艺得到了进一步发展,如单塔的使用、塔型的设计和总体布置的改进等,使得脱硫率提高到95%以上、运行可靠性和经济性有了很大改进,对电厂运行的影响已降到最低,设备可靠性提高,系统可用率达到95%。而且,随着技术进步的不断加快,系统逐步简化,不但运行、维护更为方便,而且造价也有所下降。

    目前,应用此法进行烟气脱硫最多的国家是美国、德国、日本,单机容量最大达1000MW。我国华能重庆珞璜发电厂2×360MW燃煤发电机组,在80年代末、90年代初首次从日本三菱引进了二套石灰石-石膏湿法脱硫工艺。