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锅炉废气SO2,烟尘,硝如何治理??

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脱硫工艺及设备选型
1、工艺流程设计
结合锅炉运行的特点,从工程投资、设备运行、资源利用等方面综合考虑,本方案脱硫塔采用的是圆形玻璃钢材质侧进顶出式脱硫除尘设施。锅炉含尘含硫烟气经布袋除尘器、引风机正压进入玻璃钢除尘脱硫塔,净化后烟气进入烟囱排空。
脱硫塔采用喷淋空塔,烟气侧进顶出,设备壳体全部采用聚酯树脂+玻璃纤维丝复核而成,耐温200℃,添加碳化硅粉后脱硫设备更耐磨防腐,安全可靠,使用寿命不少于15年。玻璃钢除尘脱硫塔根据引风机风量风压,来设计烟气在塔体中上行风速。除尘脱硫塔上下分为3部分,自下而上依次为:布风空间、脱硫空间、脱水空间。进风口位于塔体的中下部,塔体的下半部分是脱硫溶液与烟气中酸性气体反应区,确保除尘及SO2吸收效率。脱硫塔塔内自下而上依次布置2层稳流增效器、4层喷淋层、2级除雾器和冲洗装置。烟气由除尘脱硫塔中下部的烟气入口进入,加速下行冲击碱性水液面,继而烟气转向向上经稳流增效器将烟气均匀分布,逆行穿过喷淋层(增加了烟气在脱硫塔的停留时间)。改善气液接触条件,提高脱硫效率。
2级除雾器,模具化制作,采用S通道式结构,科学利用流体气动原理,借助引风机的送风量和风压,使气液混合体沿脱硫塔轴心方向上行,液滴在通过除雾器的瞬间,因物质惯性被抛到除雾器内壁,气液分离后液体回流至脱硫塔底部,经底部排泄口流入循环沉淀池。
脱硫塔体塔、内主部件及玻璃钢循环管道采用耐磨措施。为增强脱硫塔塔体及内部件进风口、旋风叶轮、循环管道的耐磨性,在加工过程中原料内加兑碳化硅粉,比不加兑玻璃钢提高3倍耐磨性。塔内喷淋管道全部采用原料加兑碳化硅粉玻璃钢缠绕管道,该玻璃钢管道大大优于316L不锈钢材质。
喷淋层喷嘴采用碳化硅涡流喷头,塔内喷淋管道采用加兑碳化硅粉树脂缠绕管道,每层喷嘴布置方式为均匀布置,喷淋层交错布置,喷淋层之间互不干扰,并液滴的均匀分布。旋风脱水器冲洗喷嘴为不锈钢实心锥喷嘴,冲洗管道为玻璃钢管道。冲洗装置定期冲洗旋风脱水器。
烟气从吸收塔中下部正向进入,然后流场方向转为垂直向上,与喷淋下的浆液逆流接触,经沉淀池沉淀后的脱硫浆液由循环浆液泵打至喷淋层,在喷嘴处雾化成细小的液滴,部分大液滴自由下落,部分溶液随烟气上行,被旋风脱水器抛到脱硫塔内壁,从而实现了对烟气中的SO2、SO3、HCl和HF等酸性气体的吸收。烟气从吸收塔中下部进入,冲击脱硫塔底部液面,烟气液混合上行,而浆液雾化的液滴从上而下落下,整个吸收过程称为逆流吸收。为充分、迅速氧化吸收塔浆池内的亚硫酸钙,设置氧化空气系统。吸收二氧化硫的水溶液与石灰浆液中的氢氧化钙反应生成亚硫酸盐,后者在浆池中由氧化空气氧化生成硫酸盐,并形成石膏结晶析出。在吸收塔去除二氧化硫期间,消耗的水量由工艺水补偿。为优化吸收塔的水利用,这部分补充水被用来清洗吸收塔顶部的旋风脱水器。
脱硫液采用外循环吸收方式。吸收了粉尘、SO2的脱硫液流入脱硫塔旁的循环池后,由循环泵打回塔内,完成下一循环。同时,为了保持脱流液中脱硫剂浓度的相对稳定,从脱硫塔流出的残液,经石灰化浆池、进入曝气再生池,再生后的浆液进入沉淀池,上层清液流回泵吸池,并由循环泵打回塔内。
沉淀池下部的脱硫渣以及少量的灰渣等沉淀物,由抓斗机抓取后装车外运。
2、双碱法湿法脱硫介绍
双碱法脱硫工艺是为了克服石灰/石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高的缺点而发展起来的,钠钙双碱法(Na2C03-Ca(OH)2)用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生,再生后吸收液循环使用。
本方案以含Na2CO3的循环水为吸收剂,根据煤的全硫分含量及烟气中SO2浓度,通过涡流喷头,使吸收剂雾化,烟气和雾化后的吸收剂在塔内充分混合、接触,SO2与Na2CO3发生化学反应,生成易溶于水的Na2SO3及NaHSO3,完成脱硫反应。吸收SO2后的吸收液,经过加入Ca(OH)2乳液后,曝气、并发生再生反应,完成钠碱再生,同时生成脱硫终反应物—CaSO3•1/2H2O、CaSO4•7H2O沉淀,然后经抓斗机抓取后外运。
2.1湿法除尘脱硫技术原理
2.1.1脱硫原理
双碱法脱硫工艺是为了克服石灰/石灰石法烟气脱硫容易结垢、需要循环水量大、能耗高的缺点而发展起来的,钠钙双碱法(Na2CO3-Ca(OH)2)用纯碱启动、钠碱吸收S02、石灰再生,再生后吸收液循环使用。
本方案中双碱法脱硫基本化学原理可用下列反应式表示:
a、脱硫过程
Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2 (1)
2NaOH+SO2Na2SO3+H2O (2)
Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3 (3)
其中:式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;
式(2)为再生液pH值较高时(pH﹥9时),溶液吸收SO2的主反应;
式(3)为溶液pH值较低(pH= 5~9)时的主反应。
b、氧化过程
2Na2SO3+O22Na2SO4 (4)
2NaHSO3+O22NaHSO4 (5)
c、再生过程
2NaHSO3+Ca(OH)2CaSO3+Na2SO3+2H2O (6)
Na2SO3+Ca(OH)2CaSO3+2NaOH (7)
式(6)为步再生反应,式(7)为再生至pH>9以后继续发生的主反应。
在石灰浆(石灰液浓度达到过饱和状况)中,NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出[Na+],随后生成的[SO32-]又继续跟石灰反应生成CaSO3而以半水合物形式沉淀下来,从而使[Na+]得到再生,吸收液恢复脱硫能力而循环使用。
2.1.2具体工艺选择
对于双碱法脱硫,可分为浓碱法和稀碱法。在本方案中,因烟气含硫较高,SO32-氧化率高,易出现结垢,因此采用浓碱法,采取软化措施降低循环吸收液中CaSO4的含量,以降低结垢风险。
2.1.3双碱法优点
较之石灰石法等其它脱硫工艺,双碱法脱硫有以下优点:
⑴钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快,在液气比一定的情况下,脱硫达到较高的脱硫效率;
⑵塔内和循环管道内的液相为钠基清液,吸收剂、吸收产物的溶解度大,再生和沉淀分离在塔外,可大大降低塔内和管道内的结垢机会;
⑶吸收速度快,可降低液气比,从而降低运行费用;
⑷脱硫渣,溶解度小,无二次污染,可综合利用;
⑸石灰作再生剂(实际消耗物),安全可靠,来源广泛,价格低;
⑹操作简便,系统可长期稳定运行。
⑺钠碱循环利用,只需补充因滤渣、氧化等损耗的纯碱,在本方案中,正常运行时,理论耗Na2CO3量仅为每小时5kg。
⑻石灰理论消耗量为每台炉消耗85%纯度的生石灰740kg/d。
2.2除尘机理
脱硫塔在湿法脱硫的同时,同时具有除尘功能,进口导流弯头引导烟气向下告诉冲击碱性水溶液,因重力惯性直径大于500微米的尘埃与水溶液接触,加湿、增重落入水中,继而烟气转向向上经稳流增效器将烟气均匀分布,而后与喷淋下来的循环水发生剧烈接触,伞状水膜被气流冲激撕裂,从而雾化而产生许多粒径百微米级的小小滴,并在筛板上方形成一层几十厘米高的三相流化层,从而使得烟气与喷淋水的接触成几何级增加捕捉细小灰尘颗粒。同时它们间存在足够的相对速度,固体微粒就能穿过水滴表面的液膜而粘结在一起。这样,由于烟气与喷淋水的剧烈碰撞,烟气中的粒子基本被除去,剩余的极少数的烟尘粒子则在上面的除雾器上得到进一步净化,从而达到佳净化效果。

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