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1、钠钙双碱法炉外脱硫技术简介http:/ 2009 年 08 月 31 日 09:09:40 【大 中 小】2011 年系列套餐优惠活动火热进行. 第四届纯苯-苯胺-MDI 产业链市场峰会2011 年中国石化新材料发展高峰论坛 第四届山东地炼市场与发展峰会钠钙双碱法是先用活性极强的钠碱作为吸收剂吸收 SO2，然后再用钙碱对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中使用了不同类型的碱，故称为钠钙双碱法。吸收、开发空塔喷淋钠钙双碱法烟气脱硫工艺，以最小的能耗和最大的脱硫效率，保证系统脱硫效率达到 90%-95%，各项工艺参数、运行指标均处于领先水平；除此，本脱硫工艺还有极强的除尘效果，除尘效率高达 9
2、5%。钠钙双碱法是先用活性极强的钠碱作为吸收剂吸收 SO2，然后再用钙碱对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中使用了不同类型的碱，故称为钠钙双碱法。一、钠钙双碱法脱硫技术的主要优点1.1 技术成熟，运行稳定可靠。主要设备、设置故障率低，因此不会因脱硫设备故障影响电站锅炉的安全运行。1.2 工艺先进，运行费用低。因钠碱活性极强极高，所以只用很低的液气比就可达到高效率的脱硫效果；又因用廉价的钙碱再生、钠碱重复利用，就大大降低了运行成本。1.3 工程投资少、经济效益高。钠钙双碱法工程投资仅为其他湿法技术的2/33/4；脱硫效率同样达到 90%95%，脱硫后的 SO2 和烟尘排放完全满足环保要求。
3、1.4 对煤种变化的适应性强。用钠碱液作为脱硫剂，工艺吸收效果好，吸收剂利用率高，可根据锅炉煤种变化，适当调节 pH 值、液气比等因子，以保证设计脱硫率的实现。1.5 脱硫除尘一体化。经过喷淋、吸收、吸附、再生等物理化学过程，以及脱水、除雾，达到脱硫、除尘、除湿、净化烟气的目的。1.6 节能、节水、节省脱硫剂效果显著。实现双碱法“三高、二低、一小”的特点。即：脱硫效率高、可利用率高、可靠性高；投资成本低、运行费用低；占地面积小。二、我公司钠钙双碱法技术体系经过多年的技术创新、工艺改革、消化吸收、工程经验，我公司目前在钠钙双碱法烟气脱硫、除尘方面，形成了自己的、独到的技术体系，简介如下:2.1
4、钠钙双碱法脱硫工程总承包。包括工艺设计、基础建设、设备配置、制作安装、运行调试、验收监测等。2.2 钠钙双碱法脱硫、除尘工艺主体设备制作安装。2.2.1 LZSY-A 型一体化高效脱硫除尘反应器，适用于2t/h、4t/h、6t/h、8t/h、10t/h 等各式锅炉的除尘、脱硫烟气净化。反应器材质为碳钢内衬防腐材料。2.2.2 LZSY-B 型空塔喷淋高效脱硫反应器，适用于6t/h、8t/h、10t/h、20t/h、35t/h、75t/h、130t/h、240t/h、260t/h、420t/h 等各容量电厂锅炉烟气净化。反应器材质为碳钢内衬玻璃鳞片。2.3 钠钙双碱法脱硫技术工艺设计、设备配置、
5、安装指导、运行调试等技术服务。双碱法脱硫技术改进双碱法脱硫是指采用 NaOH 和石灰(氢氧化钙)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。双碱法脱硫一般只有一个循环水池，NaOH、石灰与除尘脱硫过程中捕集下来的烟灰同在一个循环池内混合，在清除循环水池内的灰渣时烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除，清出的灰渣是一种混合物不易被利用而形成废渣。为克服传统双碱法的缺点对双碱法工艺进行改进，工艺改进情况见图 1。图 1 双碱法脱硫工艺流程主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3 种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹
6、杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆) 。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除；可以回收，是制水泥的良好原料。因此可做到废物综合利用，降低运行费用。用 NaOH 脱硫，循环水基本上是 NaOH 的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下：脱硫反应中，NaO
7、H 的消耗量是 SO2 和 CO2 与其反应的消耗量。用量需要过量 5%以上( 按 5%计算 )。 前面计算的 10 t/h 锅炉烟气中 SO2 排放量为 42 kg/h，CO2 排放是为 2 161 kg/h。SO2 和 CO2 中和反应用氢氧化钠量为：(804264+802 16144)105%=4 180 kg脱硫过程由于 NaOH 的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量 564 18080=2 926 kg生石灰日消耗量为 70 224 kg综上所述，脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率，就必须要保证碱的用量，通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高，运行费用相对比较低，操作方便
8、，无二次污染，废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。物料就是氢氧化钠和氧化钙（白灰）。双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中 SO2 来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使
9、用。脱硫工艺主要包括 5 个部分： (1)吸收剂制备与补充；(2)吸收剂浆液喷淋； (3)塔内雾滴与烟气接触混合；(4)再生池浆液还原钠基碱；(5)石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后离解成 H+和 HSO3；SO2(g)= = = SO2SO2(aq)+H2O(l) = = =H+HSO3 = = = 2H+SO32-； 式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。然后 H+与溶液中的 OH中和反应，生成盐和水，促进 SO2 不断被吸收溶解。具体反应方程式如下：2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O
10、Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是 Ca(OH)2 进行再生，再生反应过程如下：Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3$ U- Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO31/2H2O +1/2H2O( F 存在氧气的条件下，还会发生以下反应：Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O 2 NaOH + CaSO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的 NaOH 可以循环使用。工艺流程介绍来自锅炉的烟气先
11、经过除尘器除尘，然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层（根据具体情况定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的气液接触条件，从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的 SO2 与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器，升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。双碱法脱硫工艺流程图:最初的双碱法一般只有一个循环水池，NaOH、石灰和脱硫过程中捕集的飞灰同在一个循环池内混合。在清除循环池内的灰渣时，烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未反应的石灰同时被清除，清出的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点，对其进行了改进。主要工艺过程是，清
12、水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液，用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水，在脱硫过程中，烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集，从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除，可回收利用，如制砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除。3、 工艺流程说明双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，SO2 吸收系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。吸收剂制备及补充系统脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂，氢氧化钠干粉料加入碱液罐中，加水配制成氢氧化钠碱液，碱液被打入
13、返料水池中，由泵打入脱硫塔内进行脱硫，为了将用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物进行再生还原，需用一个制浆罐。制浆罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰浆液，将石灰浆液打到再生池内，与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。在整个运行过程中，脱硫产生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入石膏脱水处理系统。由于排走的残渣中会损失部分氢氧化钠，所以，在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充，以保证整个脱硫系统的正常运行及烟气的达标排放。为避免再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙也被打入脱硫塔内容易造成管道及塔内发生结垢、堵塞现象，可以加装瀑气装置进行强制氧化或特将水池做大，再生后的脱硫剂溶液经三级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。另
14、外，还可在循环泵前加装过滤器，过滤掉大颗粒物质和液体杂质。烟气系统, 锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔，洗涤脱硫后的低温烟气经两级除雾器除去雾滴后进入主烟道，经过烟气再热后由烟囱排入大气。当脱硫系统出现故障或检修停运时，系统关闭进出口挡板门，烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。SO2 吸收系统烟气进入吸收塔内向上流动，与向下喷淋的石灰石浆液以逆流方式洗涤，气液充分接触。脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式，塔内最上层脱硫旋流板上布置一根喷管。喷淋的氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上，然后碱液均匀布开，在旋流板的导流作用下，烟气旋转上升，与均匀布在旋流板上的碱液相切，进一步将
15、碱液雾化，充分吸收 SO2、SO3、HCl 和 HF等酸性气体，生成 NaSO3、NaHSO3 ，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。用作补给而添加的氢氧化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧化钠溶液一起经循环泵打入吸收塔循环吸收 SO2。在吸收塔出口处装有两级旋流板（或折流板）除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，两级除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。脱硫产物处理系统 e脱硫系统的最终脱硫产物仍然是石膏浆(固体含量约 20)，具体成分为CaSO3、CaSO4，还有部分被氧化后的钠盐 NaSO4。从沉淀池底部排
16、浆管排出，由排浆泵送入水力旋流器。由于固体产物中掺杂有各种灰分及 NaSO4，严重影响了石膏品质，所以一般以抛弃为主。在水力旋流器内，石膏浆被浓缩(固体含量约 40)之后用泵打到渣处理场，溢流液回流入再生池内。电气与控制系统脱硫装置动力电源自电厂配电盘引出，经高压动力电缆接入脱硫电气控制室配电盘。在脱硫电气控制室，电源分为两路，一回经由配电盘、控制开关柜直接与高压电机(浆液循环泵)相连接。另一回接脱硫变压器，其输出端经配电盘、控制开关柜与低压电器相连接，低压配电采用动力中心电动机控制中心供电方式。系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。脱硫系统的脱硫剂加料设备和旋流分离器实行现场控制，其它实行控制室内脱硫控制盘集中控制，亦可实现就地手动操作。正常运行时，由立式控制盘自动控制各个调节阀，控制脱硫系统石灰供应量和氢氧化钠补给量，要在锅炉负荷变动时能自动予以调节。烟气量的控制是根据锅炉排烟量，由引风机入口挡板通过锅
