談?wù)劼槭摿虺龎m器與雙堿法工藝
從白云石—石灰粉法極易積垢的缺點出發(fā)，發(fā)展出了雙堿煙氣脫硫技術(shù)。白云石/石灰粉-熟石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑消化吸收二氧化硫后，再轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣、碳酸氫鈣等，由于其溶解度小，在脫硫塔體內(nèi)和管道中極易形成積垢、阻塞等現(xiàn)象。結(jié)垢難題比較嚴(yán)重危害脫硫系統(tǒng)軟件的全部正常運行，更嚴(yán)重危害加熱爐系統(tǒng)軟件的全部正常運行。
為使使用鈣基脫硫劑的不利條件最小化，鈣法脫硫加工工藝多數(shù)必須配置相對強制的空氣氧化系統(tǒng)軟件(水解酸化池系統(tǒng)軟件)，然后提高初期項目的投資和運行費用，使用廉價的脫硫劑容易造成積垢堵塞難題，單純采用鈣基脫硫劑操作費用過高，脫硫物質(zhì)不易解決，兩者的分歧相互突出，雙堿法煙氣脫硫加工工藝應(yīng)時而生，該工藝較好地解決了上述分歧難題。
第一，基本概念的加工過程。
由于鈣基脫硫劑偏堿強，消化吸收二氧化硫后反映出物質(zhì)溶解性大，不易造成過飽和結(jié)晶體，造成積垢堵塞的難題，因此選擇雙堿法進行塔體脫硫。另一種是脫硫物質(zhì)排入再生池用碳酸鈉進行再生再生，再生后的鈉基脫硫劑再經(jīng)脫硫塔循環(huán)利用。加工雙堿脫硫工藝的項目投資和運行費用較低，比較適合中小型蒸汽鍋爐進行脫硫改造。
雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是利用氫氧化鈉水溶液作為啟動脫硫劑，配置好的氫氧化鈉水溶液立即進入脫硫塔清洗樹脂吸附煙氣中的SO2，達到煙氣脫硫的目的，然后通過脫硫劑再生池將脫硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉后再用于脫硫塔體循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用。
脫硫劑處理工藝要點包括五部分：
(1)制備和填充吸附劑；
(2)吸附劑自噴劑；
(3)塔體細小顆粒與煙氣接觸的混合；
(4)回收鈉基堿的再生池漿液；
(5)熟石膏脫水處理。
雙堿法煙氣脫硫加工工藝與白云石/石灰粉等其它濕法脫硫工藝原理相似，關(guān)鍵體現(xiàn)在煙氣中的SO2在消化吸收液中首先溶解，然后離解成H+和HSO3—SO2(g);SO2(g)===SO2(aq)
(1)SO2(aq)+H2O(l)=H++HSO3-SO32-；
式(1)為慢反應(yīng)，是速率操縱的整個過程中的一種。然后H+與水溶液中的OH-中和反應(yīng)，生成鹽和水，促使SO2繼續(xù)被消化吸收和融解。真實的反應(yīng)式如下：
二氧+SO2→二氧+二氧+二氧+SO2+二氧+SO2+二氧→
反應(yīng)物經(jīng)脫硫后進入再生池再用另一種堿，一般以Ca(OH)2進行再生，再生過程如下：
ca(OH)2+Na2SO3+2NaOH+CaSO3Ca(OH)2+2NaHSO3+CaSO3·1/2H2O+1/2H2O。
如果存在co2標(biāo)準(zhǔn)，則還將產(chǎn)生以下反映：Ca(OH)2+Na2SO3+1/2O2+2H2O→2NaOH+CaSO4·H2O。
脫出的硫磺以亞硫酸鈣、碳酸氫鈣的形式溶解，然后被泵入熟石膏脫水處理設(shè)備或立即堆積，拋出。再生NaOH可用于?循環(huán)系統(tǒng)。
二、生產(chǎn)過程詳述。
來自加熱爐的煙氣先經(jīng)過除塵器進行除塵，然后通過排煙道由塔底進入脫硫塔。通過對脫硫塔體內(nèi)幾層旋流板的布置(根據(jù)具體情況定)，旋流板塔具有優(yōu)良的汽液接觸標(biāo)準(zhǔn)，從塔身噴出的堿液對旋流板進行噴霧促使煙氣中的SO2充分消化吸收，自噴的堿液能充分消化吸收，反映在塔身中。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫、除霧器除干、送至換熱器，加熱后的煙氣由離心式風(fēng)機按煙筒排出，再由換熱器排出。最初的雙堿法一般只有一個循環(huán)蓄水池，在整個脫硫過程中，NaOH、石灰粉和灰渣共行混和。清除循環(huán)系統(tǒng)池內(nèi)的爐渣后，又清除了香灰、反映反應(yīng)物亞硫酸鈣、碳酸氫鈣以及石灰粉渣和未反映的石灰粉，所清除的化合物不易開發(fā)利用，成為廢料。改進方法是為了克服傳統(tǒng)型雙堿法的缺點。
主要工藝過程為：污水井一次性加入氫氧化鈉制成脫硫液，泵入脫硫塔進行脫硫。脫硫過程中，煙氣參雜的灰渣另外通過循環(huán)系統(tǒng)液濕潤收集，并將從脫硫塔排出的循環(huán)系統(tǒng)漿液注入沉砂池。熔渣在沉定后及時清除，可以回收，如制磚等。上清液溢流進入反映池后，加石灰粉進行反映，所換置的氫氧化鈉溶于循環(huán)系統(tǒng)水中，再加難溶的亞硫酸鈣、碳酸氫鈣和碳酸氫鈣等，可隨沉定而消除。
生產(chǎn)流程說明：3。
雙堿法煙氣脫硫工藝工藝關(guān)鍵包括吸附劑的制取、填補系統(tǒng)軟件、煙氣系統(tǒng)軟件、SO2消化吸收系統(tǒng)軟件、脫硫熟石膏脫水處理裝置及電氣設(shè)備及自動控制系統(tǒng)五部分組成。
吸附劑的制備與填充系統(tǒng)軟件的開發(fā)。
煙氣脫硫裝置以氫氧化鈉為吸附劑，氫氧化鈉干粒料加入堿液罐中，放水配置為氫氧化鈉堿液，堿液被打入回料蓄水池，由泵進入脫硫塔體進行脫硫，為更好地對利用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫物質(zhì)進行再生復(fù)原，需用造紙罐進行脫硫。紙罐中加入生石灰粉，放入水中配以石灰粉漿，將石灰粉漿注入再生池，與亞硫酸氫鈉、硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉。脫硫過程中產(chǎn)生的大量固體沉渣等細顆粒物，在整個運行全過程中經(jīng)液下渣漿泵送到熟石膏脫水處理裝置。由于排放出的沉渣會損壞部分氫氧化鈉，因此在堿液罐中可以?及時進行氫氧化鈉的充填，以確保所有脫硫系統(tǒng)軟件的正常運行和煙氣符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。為了防止再制而成的亞硫酸鈣、碳酸氫鈣也極易進入脫硫塔體內(nèi)，極易造成管路和塔體產(chǎn)生積垢、堵塞等情況，可以?改裝瀑布氣設(shè)備，進行強制空氣氧化或特制蓄水池，再生脫硫劑溶液通過三級沉淀池充分沉定，確保大型細顆粒物不會挨打回塔。另外，還可以在循環(huán)泵前改裝過濾裝置，過多的化學(xué)顆粒物和液態(tài)殘渣就會被去除。煙塵排放系統(tǒng)軟件。
熱爐煙氣經(jīng)排煙道進入除塵設(shè)備進行除灰后進入脫硫塔，經(jīng)清洗脫硫后的超低溫?zé)煔饨?jīng)二次屋脊除霧器脫除細顆粒物后進入主排煙道，經(jīng)煙氣再熱后由煙筒進入空氣。在脫硫系統(tǒng)軟件出現(xiàn)常見故障或檢修停止運行時，系統(tǒng)軟件關(guān)閉進出口貿(mào)易擋板門，煙氣通過加熱爐的原排煙道通入煙筒排出。
SO2消化吸收系統(tǒng)軟件的開發(fā)。
脫硫塔內(nèi)向上煙氣量較大，與自噴白云石漿體采用倒流方式清洗，汽液充分接觸。在脫硫塔的塔體頂部，在脫硫塔上布置一個噴嘴，選擇了嵌入幾層旋流板的方法。自噴式氫氧化鈉水溶液根據(jù)錨噴層向后旋轉(zhuǎn)式噴頭噴入，然后均勻布堿液，在旋轉(zhuǎn)式引流作用下，煙氣旋轉(zhuǎn)增大，與旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)板上的堿液相交，進一步使堿液霧化，充分消化吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性氣體，轉(zhuǎn)化為NaSO3、NaHSO3，另外還消耗氫氧化鈉作為吸附劑。為補充堿液，加氫氧化鈉堿液進入返料蓄水池，再加石灰粉，再加氫氧化鈉水溶液，通過循環(huán)水泵打進脫硫塔循環(huán)系統(tǒng)，消化吸收SO2。
屋脊式除霧器配置于脫硫塔出入口處，用于清除清洗過程中產(chǎn)生的煙氣霧化物，如煙氣霧化液；整個過程中，煙氣帶上的塵土及其它固體微粒也被屋脊式除霧器捕獲，兩級屋脊式除霧器均設(shè)有水清洗噴頭，定時對其進行清洗，防止屋脊式除霧器堵塞。
脫硫物料解決系統(tǒng)軟件的開發(fā)。
在脫硫系統(tǒng)軟件中，最終脫硫的物質(zhì)仍然是熟石膏漿(固態(tài)成分約20%)，實際成分為CaSO3,CaSO4，還有一部分醋酸酸鹽酸鈣。由沉砂池底端排漿管路排出，由排漿泵送入旋流器。由于固體材料中摻雜的各種灰分和氮氧化物等，對熟石膏的質(zhì)量造成了較大的危害，因此一般以拋落為主。旋流后的熟石膏漿(固態(tài)成分約40%)在水力旋流器內(nèi)抽提后，泵入渣渣場，溢流后的液回流到再生池。
電氣設(shè)備及控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。
脫硫機驅(qū)動開關(guān)電源由電廠配電盤引出，與脫硫機控制室配電盤通過高電壓動力電纜連接。煙氣脫硫電氣設(shè)備控制室，開關(guān)電源分為兩路，一回路通過配電盤，控制高壓開關(guān)柜立即與高壓電機(漿液循環(huán)泵)相連。另外還回接脫硫變電器，其輸出端通過配電盤，控制高壓開關(guān)柜和低壓電器相互連接，具有底壓作用。
配電網(wǎng)設(shè)備選擇電機控制驅(qū)動管理中心供電系統(tǒng)方式。系統(tǒng)軟件配置有底壓直流穩(wěn)壓電源為電動控制部分，提供開關(guān)電源。
在脫硫系統(tǒng)軟件中，脫硫劑投料機設(shè)備和旋流分離器設(shè)備實行現(xiàn)場控制，其他實行集中控制的脫硫控制室內(nèi)脫硫控制盤，也可以完成現(xiàn)場手動的實際操作。
所有設(shè)備正常運行時，各調(diào)節(jié)閥均由立柱式控制盤全自動控制，對脫硫系統(tǒng)軟件石灰粉供給量和氫氧化鈉溶液供給量的控制，要在加熱爐負荷變化時全自動進行調(diào)整。粉塵量的控制是以加熱爐排煙系統(tǒng)的容量為基礎(chǔ)，由離心風(fēng)機通道隔板根據(jù)加熱爐負荷的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為粉塵量和具體引進脫硫設(shè)備的粉塵量反饋數(shù)據(jù)信號進行控制。吸收劑漿液總流量的控制是根據(jù)進入脫硫裝置的SO2量以及循環(huán)系統(tǒng)漿池中漿液PH值來進行的。副產(chǎn)品漿液用量由吸收劑漿液總流量控制。除霧器除霧水總流量，吸收室通道除霧水壓力，除霧器出水總流量獨立控制。此外，脫硫塔底端的液位計也屬于獨立控制，即根據(jù)補充水量進行控制。吸收劑漿池濃度值的控制通過調(diào)節(jié)補水流量給料機的轉(zhuǎn)速比來控制石灰粉的加入量，從而達到控制濃度值的目的。吸收室入口和出口屋脊式除霧器的清潔是按照一定的間隔時間進行電源開關(guān)灑水閥填充給排水清潔。
解決二次污染的難點；
選擇氫氧化鈉溶液作為脫硫劑，在脫硫塔中，吸收二氧化硫化學(xué)反應(yīng)速度快，脫硫效率高，而脫硫過程中產(chǎn)生的Na2SO4難處理，極易造成較嚴(yán)重的二次污染問題。采用雙堿法煙塵脫硫處理工藝，利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫后的物質(zhì)，利用石灰粉再造，將少量Na2SO4加入到熟石膏漿液中，這是將熟石膏漿液與少量Na2SO4混合，用泵打入旋流分離設(shè)備中進行固液分離，分離出大量含水率低的固體沉渣挨打到棄渣進行堆積，溶解。
再造池再用流液，因此不易造成二次污染。
五是加工過程的特點。
對比白云石或石灰粉濕式脫硫工藝，通常采用雙堿法具有以下優(yōu)點：
用NaOH脫硫，冷卻大部分循環(huán)水為NaOH溶液，使離心泵、管道、機械設(shè)備在整個循環(huán)系統(tǒng)的防腐、防堵狀態(tài)下運行，有利于機械設(shè)備的操作和維修；
(2)吸附劑再造和脫硫渣沉淀都是在塔外進行的，這樣可以防止塔體堵塞和損壞，提高運行的可靠性，減少實際運行費用；此外，可以用高效板式塔或填料塔代替空塔，使系統(tǒng)軟件更加緊湊，并能提高脫硫效率；
(3)鈣基吸收液對SO2的吸收率較高，故能用較小的液氣比，達到高效率脫硫，一般在90%以上；
(4)脫硫除灰一體化技術(shù)方面，可以提高石灰粉的使用率。其不足之處在于：NaSO3空氣氧化性不良反應(yīng)物質(zhì)Na2SO4的再造比較困難，需要不斷地補充NaOH或Na2CO3以提高堿的用量。另外Na2SO4的存在也會降低熟石膏的質(zhì)量。