CN101352642A - 石灰-钠碱法烟气脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型燃煤锅炉建立石灰－钠碱法烟气脱硫系统的方法。为了充分利用锅炉冲渣系统建立的灰渣沉降池，采用石灰－钠碱法烟气脱硫系统，以石灰为主要脱硫剂组分，并添加一定的钠碱，以使烟气中的SO₂达标排放。脱硫塔(吸收塔)由原水膜除尘器改建，使之成为除尘脱硫一体化设备，它与钠钙双碱法脱硫系统不同的是不用建钠碱中和再生装置，大大简化了流程，节省了投资和运转费用。

Description

石灰-钠碱法烟气脱硫系统

技术领域

本系统公开的石灰-钠碱法烟气脱硫系统，是应用于燃煤锅炉或窑炉的一种烟气脱硫工艺，用此方法建立的FGD装置，其脱硫率可达80-90％，达到烟气排放标准。

背景技术

当前，减少火电厂或窑炉烟气SO₂的排放是一项迫切的任务。对小型锅炉的烟气脱硫，根据厂里现有装置状态，进行改建，使锅炉烟气达到排放标准是一种脱硫方法简单，运转稳定可靠，投资省，易于为工厂所接受的方法，为此开发一种组合式脱硫工艺，对小型锅炉脱硫装置的建立是具有现实意义的。

发明内容

烟气脱硫过程是采用碱性物质与烟气密切接触，烟气中SO₂传递进入液相，与碱性物质发生反应，因此这是一个化学吸收过程。

石灰-钠碱法烟气脱硫系统包括

1)采用以石灰-钠碱为脱硫剂的脱硫工艺，根据进入脱硫塔中烟气含SO₂的量，可采用a.当SO₂浓度低时以石灰为脱硫剂进行脱硫，生成亚硫酸钙；

b.当SO₂浓度高时，以石灰和钠碱为脱硫剂进行脱硫；

2)建立石灰-钠碱法脱硫装置，其中主要是改建脱硫塔(吸收塔)。

1.脱硫工艺

以石灰为脱硫剂的脱硫过程

当以石灰为脱硫剂时，脱硫过程相当于石灰抛弃法，其化学反应为：

CaO+H₂O＝Ca(OH)₂

SO₂+Ca(OH)₂＝CaSO₃·1/2H₂O+1/2H₂O

脱硫剂脱除SO₂后，生成亚硫酸钙(CaSO₃·1/2H₂O)，然后通过明沟流入厂方原有的灰渣沉降池，将亚硫酸钙与灰渣一起在沉渣中沉淀。沉清后的清液一部分送往配置石灰乳浆液，其余由循环泵循环。

在脱硫过程中，配置的石灰乳浆液加入输送的循环液管路，控制加入石灰乳浆液后的pH为7.0-8.0

2.以石灰-钠碱为脱硫剂的脱硫过程

当烟气中的SO₂含量较高，而采用石灰脱硫时达不到烟气排放要求时，可以在循环管路中加入一定量的钠碱，以提高循环液的pH至7.5-9.0，使排放烟气达标。

钠碱可以为烧碱(含30％NaOH)，也可为纯碱(Na₂CO₃).脱硫反应为

2NaOH+SO₂＝Na₂SO₃+H₂O

Na₂CO₃+SO₂＝Na₂SO₃+CO₂

Na₂SO₃+SO₂+H₂O＝2NaHSO₃

因此加入钠碱后生成了Na₂SO₃和NaHSO₃。

生成的NaHSO₃，当与加入过量的，Ca(OH)₂混合后合在灰渣沉降池发生再生反应：

2NaHSO₃+Ca(OH)₂＝Na₂SO₃+CaSO₃·1/2H₂O+3/2H₂O

在脱硫过程中，因为烟气中含有O₂5-7％，因此亚硫酸钙会部分氧化生成Na₂SO₄：

Na₂SO₃+1/2O₂＝Na₂SO₄

因为硫酸钠不具有脱除SO₂的作用，且在石灰-钠碱法运行过程中，pH小于9.0，因此不会发生Na₂SO₄再生为钠碱的反应，所以损失，一般脱除每mol SO₂，钠碱的损失量为0.105～0.135mol的钠碱。

采用烧碱和纯碱等脱硫，由于钠碱的价格高，所以脱硫成本高，但若工厂周边也有可利用来脱硫的废碱液来脱硫，脱硫过程既中和了废碱液，也降低了废碱液的COD，然后将脱硫后的废碱液送往废水处理站进行处理，达标后排放。

当采用废碱液如印染废水脱硫时，由于印染废水的供应发生周期性的变化，所以为稳定脱硫塔的脱硫，也可以在脱硫循环液中加入石灰乳浆液，以调节脱硫剂的pH值，以改善废碱液中钠碱含量的不足。

3)示例

以35t/h锅炉为例，设烟气量为50000Nm³，烟气中含SO₂ 1500mg/Nm³，脱硫率为80％，则脱除SO₂量为：

SO₂＝50000×1500×0.8×10^-6/64＝0.9375kmol/h

以石灰为脱硫剂时石灰消耗量：

CaO＝0.9375×1.05/0.9＝1.094kmol/h＝61.25kg/h

设钠碱脱硫时需钠碱量

NaOH＝1.2×0.9375＝1.125kmol/h

因过程中Na ₂SO₄不能再生，以氧化率计算钠碱损失，设氧化率为10％，则NaOH＝1.125×0.1＝0.1125kmol/h(100％NaOH)

＝4.5kg/h(100％NaOH)

＝15kg/h(30％NaOH)

2.脱硫塔

石灰钠碱法脱硫系统采用喷淋塔，由于原水膜除尘器(麻石塔)的高度不够，达不到以石灰为脱硫剂所需要的接触时间，为此将原水膜除尘器上部加设玻璃钢塔头，内设置喷淋层及除雾层。

喷淋设计以石灰为脱硫剂进行设计，并略作修改，设计参数为：

1)接触时间    2.5-4.0秒

2)液气比      2.5-4.0L/m³

3)喷淋层      2层

4)除雾器      2层

5)烟气流速    3-4m/s

设计中应注意麻石塔与玻璃钢塔段连接处的强度，刚度以及麻石塔与玻璃钢塔段连接处的密封。

附图说明

附图1是石灰-钠碱法烟气脱硫系统的工艺流程图

具体实施方法

锅炉烟气进入吸收塔(T101)，与循环喷淋液接触进行除尘脱硫。脱硫后经除雾器除雾后，由引风机排入烟囱。

脱硫后的吸收剂溶液，含有固体亚硫酸钙，由明沟流入灰渣沉降池(V101)进行沉降，灰渣由抓斗机抓至灰渣场堆放，然后运出。经沉降后的清液，一部分作为锅炉的冲渣水和水膜除尘塔用水，一部分用作脱硫的吸收塔循环水溶液。石灰由石灰粉槽车运来，然后送至石灰粉仓(V104)储存，脱硫时石灰粉经震动器及星型加料器加入至消化池(V105)，清液池(V102)的水用泵(P101)送入消化池(V105)制成石灰乳浆液。钠碱采用30％的烧碱(NaOH)，由槽车运来后在烧碱槽(V103)储放。在脱硫时，将石灰乳浆液用泵(P102)加入循环液中，V103中碱液由泵P103补入循环液管路中，加入量也均由pH值调节，将经过加入脱硫剂的循环水溶液送入吸收塔(T101)喷淋吸收，吸收SO₂后的脱硫剂溶液pH＝6.0-6.5，经灰渣沉降池沉淀后，其清液可用于冲渣水，水膜除尘塔及脱硫塔段循环用水。

Claims (4)

1.本发明公开了一种小型燃煤锅炉建立石灰-钠碱法烟气脱硫系统装置的方法。

2.按照权力要求1所述的石灰-钠碱法烟气脱硫系统，其特征在于脱硫剂为石灰和钠碱两种脱硫剂，钠碱可采用烧碱(30％NaOH)。

3.该系统采用喷淋塔作为脱硫设备，将原水膜除尘改装成喷淋塔，设置喷淋层和除雾层。喷淋塔设计参数依据石灰抛弃法的设计参数，略作修正，即空塔气速为3～4m/s，气液接触时间为2.5～4.0秒，液气比2.5～4.0L/m³。

4.石灰-钠碱法烟气脱硫系统运行：

(1)当烟气中SO₂浓度低，仅以石灰为脱硫剂，构成石灰抛弃法，进塔脱硫剂溶液pH7.0-8.0，出塔脱硫剂pH6.0-6.5.

(2)当烟气中SO₂浓度高时，以石灰及部分钠碱为脱硫剂，加入石灰后脱硫剂的pH为7.0-8.0，加入钠碱后pH为7.5-9.0。出塔脱硫剂溶液pH值为6.0-6.5。

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