CN102085450B - 中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法 - Google Patents

中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法，锅炉烟气经电除尘器除尘后，在引风机的牵引下切向进入脱硫塔进行脱硫反应，脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放；脱硫液采用塔内循环吸收方式，脱硫塔塔釜经过管道流入循环池，先加入结晶池，加入晶种诱导石膏结晶，结晶后的循环液进入再生池再生，再生后脱硫液再加入沉淀池沉淀，上清液和进入结晶池的脱硫液按照一定比例通过循环泵打入脱硫塔作为脱硫液进行脱硫反应。本发明在再生反应前，增加结晶池，加入晶种诱导石膏结晶，避免过饱和溶液进入吸收系统，防止石膏加入脱硫塔结晶引起的结垢、堵塞问题发生。

Description

中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法
技术领域
本发明涉及一种中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法。
背景技术
中小型燃煤锅炉烟气脱硫是许多企业面临的环境治理项目。
我国目前有工业锅炉50多万台，其中80％为中小型锅炉(1t/h～35t/h)。据统计，在这些锅炉安装的除尘设备中，湿法除尘装置(水膜和淋洗等)约占25％～35％。
由于我国北方缺水，南方水源丰富，南方装有湿法除尘装置的比例大于北方。这些湿法除尘器每年耗用大量自来水，以一台10t/h锅炉为例年耗用自来水(含除尘、冲渣用水)约5万m3～7万m3。因此采用湿法除尘装置的中小型锅炉所耗用的自来水量是相当可观的。
由于技术、资金、场地等方面的原因，除部分中小型锅炉湿法除尘废水采用循环回用治理工艺外，大量中小型锅炉湿法除尘废水仅经过简单沉淀就外排，不仅浪费了大量水资源且由于废水含有一定量HSO- 3、F-、NO- x等酸性物质而造成对环境的二次污染。
因此采用循环回用工艺积极治理中小型锅炉湿法除尘废水，研究开发适用于该废水治理的技术和工艺，提高废水循环使用周期，不仅能够防治湿法除尘废水对环境的二次污染，也是节水节能的重要措施。
钠碱循环再生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。
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。
其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程为：
脱硫过程：
Na2CO3+SO2←→Na2SO3+CO2↑     (1)
2NaOH+SO2←→Na2SO3+H2O        (2)
Na2SO3+SO2+H2O←→2NaHSO3      (3)
以上三式视吸收液酸碱度不同而异：(1)式为吸收启动反应式；碱性较高时(pH＞9)，(2)式为主要反应；碱性降低到中性甚至酸性时(5＜pH＜9)，则按(3)式发生反应。
再生过程：
2NaHSO3+Ca(OH)2←→Na2SO3+CaSO3↓+2H2O    (4)
Na2SO3+Ca(OH)2←→2NaOH+CaSO3↓           (5)
在Ca(OH)2浆液(Ca(OH)2达到过饱和状况)中，中性(两性)的NaHSO3很快跟Ca(OH)2反应从而释放出[Na+]，随后生成的[SO3 2-]继续跟Ca(OH)2反应，反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来，从而使[Na+]得到再生，吸收液恢复对SO2的吸收能力，循环使用。
再生时钙离子进入溶液中，在再生反应器内并不沉淀出来，如返回使用时操作控制不当，同样会引起洗涤器的结垢或堵塞，从而失去双碱法的主要优点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法，它在再生反应前，增加结晶池，加入晶种诱导石膏结晶，避免过饱和溶液进入吸收系统，防止石膏加入脱硫塔结晶引起的结垢、堵塞问题发生。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法，具体为：
锅炉烟气经电除尘器除尘后，在引风机的牵引下切向进入脱硫塔，并在塔内旋流板的导向作用下，螺旋上升；烟气在旋流板上与由Ca(OH)2溶液和硫酸钙、亚硫酸钙的混合物组成的脱硫液逆向对流接触，将旋流板上的脱硫液雾化，形成良好的雾化吸收区；烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收；
脱硫后的烟气通过塔顶的除雾板，利用烟气本身的旋转作用与旋流除雾板的导向作用，产生强大的离心作用，将烟气中的液滴甩向塔壁，从而达到高效除雾效果，除雾效率可达99％以上；脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放；
脱硫液采用塔内循环吸收方式，循环水泵从塔釜内将脱硫液打到塔内旋流板上，在旋流板上被螺旋上升的烟气雾化，并在离心力作用下甩向塔壁而从烟气中被分离，最后沿塔壁以水膜形式流回脱硫塔塔釜；
脱硫塔塔釜经过管道流入循环池，先加入结晶池，加入石膏晶种诱导石膏结晶，结晶后的循环液进入再生池再生，脱硫液与Ca(OH)2再生，再生后脱硫液再加入沉淀池沉淀，上清液和进入结晶池的脱硫液按照1∶3的重量比例，通过循环泵打入脱硫塔作为脱硫液进行脱硫反应；
沉淀池内的沉淀物直接晾干外运。
本发明在再生反应前，增加结晶池，加入晶种诱导石膏结晶，避免过饱和溶液进入吸收系统，防止石膏加入脱硫塔结晶引起的结垢、堵塞问题发生。
本发明借鉴了石灰石/石灰-石膏法脱硫除尘方法技术成熟、运行费用低的优点而克服了其液气比高、容易结垢的缺点，用其固硫。借鉴了钠法技术脱硫效率高、不结垢的优点，克服其运行费用高的缺点，用其脱硫。因此，本发明脱硫除尘是两种脱硫技术的完美结合。同时为节省投资，对脱硫废物经简单处理后直接达标排放；适合中小型电站锅炉进行脱硫改造。
因而，本发明方法的主要特点有：
1、钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，可降低液气比，从而既可降低运行费用，又可减少水池、水泵和管道的投资。
2、再生和沉淀分离在塔外，不会一起系统结垢、堵塞。
3、钠碱循环利用，损耗少，运行成本低。
4、灰水易沉淀分离，可大大降低水池的投资。
5、脱硫渣无毒，溶解度极小，无二次污染，可综合利用。
6、操作简便，系统可长期运行稳定。
本发明适用于锅炉吨位在1～220t/h的供暖锅炉、工业锅炉。
具体实施方式
锅炉烟气经电除尘器除尘后，在引风机的牵引下切向进入脱硫塔，并在塔内旋流板的导向作用下，螺旋上升；烟气在旋流板上与由Ca(OH)2溶液和硫酸钙、亚硫酸钙的混合物组成的脱硫液逆向对流接触，将旋流板上的脱硫液雾化，形成良好的雾化吸收区；烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收；
脱硫后的烟气通过塔顶的除雾板，利用烟气本身的旋转作用与旋流除雾板的导向作用，产生强大的离心作用，将烟气中的液滴甩向塔壁，从而达到高效除雾效果，除雾效率可达99％以上；脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放；
脱硫液采用塔内循环吸收方式，循环水泵从塔釜内将脱硫液打到塔内旋流板上，在旋流板上被螺旋上升的烟气雾化，并在离心力作用下甩向塔壁而从烟气中被分离，最后沿塔壁以水膜形式流回脱硫塔塔釜；
脱硫塔塔釜经过管道流入循环池，先加入结晶池，加入石膏晶种诱导石膏结晶，结晶后的循环液进入再生池再生，脱硫液与Ca(OH)2再生，再生后脱硫液再加入沉淀池沉淀，上清液和进入结晶池的脱硫液按照1∶3的重量比例，通过循环泵打入脱硫塔作为脱硫液进行脱硫反应；
沉淀池内的沉淀物直接晾干外运。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种中小型锅炉烟气一体化脱硫除尘方法，其特征在于：所述方法为：
锅炉烟气经电除尘器除尘后，在引风机的牵引下切向进入脱硫塔，并在塔内旋流板的导向作用下，螺旋上升；烟气在旋流板上与由钠碱、Ca（OH）2溶液和硫酸钙、亚硫酸钙的混合物组成的脱硫液逆向对流接触，将旋流板上的脱硫液雾化，形成良好的雾化吸收区；烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收；
脱硫后的烟气通过塔顶的除雾板，利用烟气本身的旋转作用与旋流除雾板的导向作用，产生强大的离心作用，将烟气中的液滴甩向塔壁，从而达到高效除雾效果，除雾效率可达99％以上；脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放；
脱硫液采用塔内循环吸收方式，循环水泵从塔釜内将脱硫液打到塔内旋流板上，在旋流板上被螺旋上升的烟气雾化，并在离心力作用下甩向塔壁而从烟气中被分离，最后沿塔壁以水膜形式流回脱硫塔塔釜；
脱硫塔塔釜经过管道流入循环池，先加入结晶池，加入石膏晶种诱导石膏结晶，结晶后的循环液进入再生池再生，脱硫液与Ca(OH)2再生，再生后脱硫液再加入沉淀池沉淀，上清液和进入结晶池的脱硫液按照1：3的重量比例，通过循环泵打入脱硫塔作为脱硫液进行脱硫反应；
沉淀池内的沉淀物直接晾干外运。
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