中小型鍋爐雙堿法脫硫除塵技術 (上海水王測控科技有限公司工程設計部) 概述：雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內(nèi)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，不會造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)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。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用，比較適用于中小型鍋爐進行除塵脫硫。 雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，即利用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來達到煙氣脫硫的目的，而脫硫產(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。 一般來說，濕法脫硫工藝主要包括5個部分：(1)吸收劑制備與補充；(2)吸收劑漿液噴淋；(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合；(4)再生池漿液還原鈉基堿；(5)石膏處理。 雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中產(chǎn)生酸性，與溶液中的NaOH中和反應，生成鹽和水，促進SO2不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下： 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 脫硫后的反應產(chǎn)物進入再生池內(nèi)用另一種堿，一般是Ca(OH)2進行再生，再生反應過程如下： Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3 Ca(OH)2 + NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 + H2O ( 溶液中存在氧氣的條件下，還會發(fā)生以下反應： Ca(OH)2 + Na2SO3 + O2 + H2O → NaOH + CaSO4 + H2O 脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用渣漿泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環(huán)使用。 脫硫除塵工藝流程基本介紹： 來自鍋爐的煙氣先經(jīng)過除塵器除塵，然后煙氣經(jīng)煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內(nèi)布置若干層(視具體情況而定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的氣液接觸條件，從塔頂噴下的堿液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應。經(jīng)脫硫與洗滌后的凈煙氣經(jīng)過除霧器脫水后進入換熱器，升溫后的煙氣經(jīng)引風機通過煙囪排入大氣。 雙堿法煙氣脫硫工藝流程主要特點: zui初的雙堿法一般只有一個循環(huán)水池，NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環(huán)池內(nèi)混合。在清除循環(huán)池內(nèi)的灰渣時，煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應的石灰同時被清除，清出的混合物不易綜合利用而成為廢渣。為克服傳統(tǒng)雙堿法的缺點，對其進行了改進。主要工藝過程是，通過設計一組多功能的灰渣沉淀-反應再生-補藥回用池，在補藥回用池內(nèi)一次性加入適量氫氧化鈉溶液即脫硫液，用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水，在脫硫過程中，煙氣夾雜的飛灰同時被循環(huán)液濕潤而捕集，從吸收塔排出的循環(huán)漿液流入灰渣沉淀池。灰渣經(jīng)沉淀定期清除，可回收利用，如制磚等。上清液溢流進入反應再生池與此處投加的石灰液進行反應，置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)溶液中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，通過沉淀用渣漿泵底部排空送入石膏脫水處理系統(tǒng)。 工藝流程詳細說明如下： 雙堿法煙氣脫硫工藝主要包括吸收劑制備和補充系統(tǒng)，SO2吸收系統(tǒng)，煙氣后處理系統(tǒng)，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng)和電氣與控制系統(tǒng)五部分組成。 1，吸收劑制備及補充系統(tǒng) 脫硫裝置啟動時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，堿液被注入補料回用池中，由泵打入脫硫塔內(nèi)進行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產(chǎn)物進行再生還原，需用一個石灰制漿罐。制漿罐中加入的是鈣粉/生石灰粉(直徑小于10mm顆粒)，加水后配成氫氧化鈣即石灰漿液，將石灰漿液打到反應再生池內(nèi)，與亞硫酸鈉、硫酸鈉發(fā)生反應。在整個運行過程中，脫硫產(chǎn)生的很多固體殘渣等顆粒物沉淀后可經(jīng)渣漿排污泵由用戶做二次處理。由于排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉，所以，在燒堿溶液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充，以保證整個脫硫系統(tǒng)的正常運行及煙氣的達標排放。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，也加裝曝氣裝置進行強制氧化，再生后的脫硫劑溶液經(jīng)二級沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體 2，SO2吸收系統(tǒng) 煙氣進入吸收塔內(nèi)向上流動，與向下噴淋的漿液以逆流方式洗滌，氣液充分接觸。脫硫塔采用內(nèi)置若干層旋流板的方式，塔內(nèi)zui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，進一步將堿液霧化，充分吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性氣體，生成NaSO3、NaHSO3，同時消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補給而添加的氫氧化鈉堿液進入補藥回用池與被石灰再生過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。 3，煙氣后處理系統(tǒng) 鍋爐煙氣經(jīng)煙道進入除塵脫硫塔，在吸收塔出口處裝有兩級旋流板（或折流板）除霧器，用來除去煙氣在洗滌過程中帶出的水霧。在此過程中，煙氣攜帶的煙塵和其它固體顆粒也被除霧器捕獲，定時對其進行沖洗，避免除霧器堵塞。除塵脫硫后的低溫煙氣可經(jīng)升溫等處理進入主煙道，由煙囪排入大氣。 4，脫硫產(chǎn)物處理系統(tǒng) 脫硫系統(tǒng)的zui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Na2SO4。可從沉淀池底部渣漿泵排出(或由抓斗撈出)。由于固體產(chǎn)物中摻雜有各種灰分及Na2SO4，嚴重影響了石膏品質(zhì)，所以一般以拋棄為主。 5，電氣與控制系統(tǒng) 脫硫裝置動力電源自鍋爐房配電盤引出，經(jīng)動力電纜接入脫硫電氣控制室配電盤。在脫硫電氣控制室，低壓配電采用動力中心電動機控制中心供電式，控制除塵泵、堿液泵、石灰漿液泵均采用一用一備設計，以保證系統(tǒng)連續(xù)性。 脫硫系統(tǒng)的脫硫劑加料溶液配制設備實現(xiàn)現(xiàn)場控制，控制盤集中控制，可實現(xiàn)手動或自動運行操作方式。 正常運行時，由立式控制盤自動控制各個泵與設備運行，控制脫硫系統(tǒng)石灰漿液供應量和氫氧化鈉溶液補給量，可在鍋爐負荷變動時根據(jù)PH反饋值結(jié)合煙氣流量參數(shù)自動控制加液泵或閥的加液流量或啟停動作。 工藝優(yōu)點及缺點 雙堿法具有以下諸多優(yōu)點： 1，雙堿法同單一鈉堿法相比較，減少了二次污染問題。 采用單一氫氧化鈉作為脫硫劑，在脫硫塔內(nèi)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，極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。 2，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 （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(nèi)堵塞和磨損，提高了工藝運行的可靠性，降低了操作費用；同時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； （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，一般在90%以上； 對脫硫除塵一體化技術而言，可提高石灰的利用率。 雙堿法的缺點主要是： Na2SO3氧化副反應產(chǎn)物Na2SO4較難再生，需不斷的補充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。 總之，雙堿法脫硫技術是國內(nèi)外普遍運用的成熟技術，是一種特別適合中小型鍋爐的煙氣脫硫技術，具有廣闊的市場前景。