CN102728205A

CN102728205A - 钠钙双碱法烟气脱硫方法

Info

Publication number: CN102728205A
Application number: CN2012102524036A
Authority: CN
Inventors: 郭克雄; 黄云霞; 郭诗聪; 郭毛晓春; 马磊
Original assignee: Chengdu Demei Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Demei Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种烟气脱硫方法，尤其是一种钠钙双碱法烟气脱硫方法。本发明提供了一种使亚硫酸盐氧化更彻底，得到品质较高石膏的钠钙双碱法烟气脱硫方法，包括以下步骤：A、将含硫烟气通入至脱硫吸收塔中，利用脱硫液吸收含硫烟气中的二氧化硫；B、将富液送入至氧化反应器，在氧化反应器中通入空气进行氧化，使得富液中的亚硫酸纳氧化成硫酸钠；C、将氧化后的硫酸钠溶液送入至沉淀反应器内，在沉淀反应器中加入石灰水，硫酸钠与氢氧化钙反应生成水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠；D、分离水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，水合硫酸钙沉淀经过处理后制成石膏，氢氧化钠溶液经过处理后制成脱硫液等待再次加入到脱硫吸收塔中。

Description

钠钙双碱法烟气脱硫方法

技术领域

本发明涉及一种烟气脱硫方法，尤其是一种钠钙双碱法烟气脱硫方法。

背景技术

现有钠碱双碱法烟气脱硫的基本过程为含硫烟气用氢氧化钠或碳酸钠作脱硫吸收溶液，首先在脱硫吸收塔内部与烟气逆向接触进行脱硫，在脱硫吸收塔中吸收硫后的液体称为脱硫富液，脱硫富液主要含有亚硫酸钠，然后将所有的脱硫富液在置换反应器中与石灰水反应，生成亚硫酸钙沉淀，同时置换出氢氧化钠，再通入空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，经过固液分离后，氢氧化钠溶液返回脱硫吸收塔循环使用。

上述的钠钙双碱法烟气脱硫工艺装置在技术上存在的主要不足：

一是烟气直接在脱硫吸收塔中用脱硫液直接冷却，烟气中的余热得不到回收利用，造成能源浪费，另外脱硫吸收塔净化烟气带水多；

二是脱硫吸收塔的所是有脱硫富液都会进入到置换反应器中进行反应，这样脱硫富液的量就比较大，因此相应的再生系统设备规格就比较大，造成工程投资巨大，脱硫成本过高；

三是进入脱硫吸收塔中循环氢氧化钠溶液中含钙离子高，在脱硫吸收塔中与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，造成相关设备及管道严重堵塞，经常停工检修，影响上游主装置生产；四是吸收富液与石灰水反应后生成亚硫酸钙固体沉淀物，在通入空气氧化时气液很难全完接触，氧化不彻底，生成的石膏不稳定，没有利用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使亚硫酸盐氧化更彻底，得到品质较高石膏的钠钙双碱法烟气脱硫方法。

本发明解决其技术问题所采用的钠钙双碱法烟气脱硫方法，包括以下步骤：

A、将含硫烟气通入至脱硫吸收塔中，利用脱硫吸收塔中的脱硫液吸收含硫烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的脱硫液称为富液；

B、将富液送入至氧化反应器，在氧化反应器中通入空气进行氧化，使得富液中的亚硫酸纳氧化成硫酸钠；

C、将氧化后的硫酸钠溶液送入至沉淀反应器内，在沉淀反应器中加入石灰水，硫酸钠与氢氧化钙反应生成水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠；

D、分离水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，水合硫酸钙沉淀经过处理后制成石膏，氢氧化钠溶液经过处理后制成脱硫液等待再次加入到脱硫吸收塔中。

进一步的是，在A步骤中，在含硫烟气通入到脱硫吸收塔之前，首先用锅炉软化水换热,回收余热后，再用冷却循环水冷却。

进一步的是，在B步骤中，富液中的一部分返回至脱硫吸收塔中用以吸收二氧化硫，另一部分首先与新鲜的碳酸钠溶液在管道混合后送氧化反应器。

进一步的是，在D步骤中，水合硫酸钙沉淀是通过如下方式处理：用石膏泥浆泵抽出反应浆液，用板框压滤机过滤，滤液送入脱钙反应器，用清水冲洗固体、洗涤沾附的氢氧化钠，所获得的固体即为石膏。

进一步的是，在D步骤中，氢氧化钠溶液是通过如下方式处理：将氢氧化钠送至脱钙反应器，脱钙反应器用蒸汽加热升温进行除钙反应，结束后冷却到常温，用泵抽出，用板框压滤器压滤，除去沉淀物。

进一步的是，在A步骤中，含硫烟气从脱硫吸收塔下部进入，与自上而下的脱硫液逆向接触。

本发明的有益效果是：首先将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，再通过石灰水将与硫酸钠反应生成氢氧化钠和硫酸钙，由于亚硫酸钠是可溶于水的，因此在氧化时就更容易与空气接触反应，这样不仅提高了效率，而且是亚硫酸盐氧化的更加彻底，最后生成的硫酸钙纯度也得到了较大的提高，这样的石膏也获得了产业上的利用价值。在含硫烟气进入到脱硫吸收塔之前，还可以对其余热进行两级回收处理，高温段吸热的水可以用于锅炉给热水，低温段吸热产生的热水可以用于循环热水用，这样就使得余热得到利用，减少了碳排放，同时降低了含硫烟气的温度，在脱硫吸收塔中的加热能力就极大的减小，这样经净化后的烟气中的带水量就极大的减少。富液可以分成两部分，一部分返回到脱硫吸收塔中用以吸收二氧化硫，这样可使脱硫液得到充分利用，另一部分则进行后续处理，这样就减少了后续的处理量，这样所需的设备就较小，成本较低。

附图说明

图1是本发明所使用设备的示意图；

图中零部件、部位及编号：脱硫吸收塔1、置换反应器2、氧化罐3、热量回收冷却器4、循环溶液压滤机5、脱钙反应器6、再生碱液储罐7、石膏压滤机8、石灰水进口9、烟囱10、净化烟气排出口11、含硫烟气进口12、脱硫富液出口13、脱硫液进口14、再生碱液压滤机20、液体进口21、反应物出口22、碳酸钠溶液加入管道30。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括以下步骤：A、将含硫烟气通入至脱硫吸收塔1中，利用脱硫吸收塔1中的脱硫液吸收含硫烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的脱硫液称为富液；B、将富液送入至氧化罐3，在氧化罐3中通入空气进行氧化，使得富液中的亚硫酸纳氧化成硫酸钠；C、将氧化后的硫酸钠溶液送入至置换反应器2内，在置换反应器2中加入石灰水，硫酸钠与氢氧化钙反应生成水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠；D、分离水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，水合硫酸钙沉淀经过处理后制成石膏，氢氧化钠溶液经过处理后制成脱硫液等待再次加入到脱硫吸收塔1中。

下面结合附图1所示的设备来详细阐述本方法的过程，脱硫吸收塔1中主要使用氢氧化钠溶液和\或碳酸钠溶液进行脱硫，含硫烟气中主要含有二氧化硫，含硫烟气从脱硫吸收塔1的下部进入，与从上部进入的脱硫液接触，反应生成溶于水的亚硫酸钠溶液，而脱硫后的烟气从脱硫吸收塔1的上部排出，反应后的溶液则从脱硫吸收塔1的底部排出，反应后的溶液经过管道进入到氧化罐3中，氧化罐3可以串联设置多个，例如图1中的两个，氧化罐3中持续通过空气压缩机注入空气，溶液中的亚硫酸钠就会被氧化为硫酸钠，含硫酸钠的溶液再通过管道流动至置换反应器2中，通过石灰水进口9向含硫酸钠溶液中加入石灰水，反应生成硫酸钙和氢氧化钠，由于硫酸钙是微溶于水，因此经沉淀后即可制成产品用石膏，剩下的氢氧化钠溶液可再次进入到脱硫液进口14作为脱硫液进行运用。通过与现有方法进行比较可知，传统的结构首先是进行置换反应，即脱硫后的溶液首先进入置换反应装置中，生成微溶于水的亚硫酸钙和氢氧化钠，然后再在置换反应装置中氧化生成硫酸钙，由于亚硫酸钙基本都是固体的形式存在，空气与亚硫酸钙难以充分接触，这样就导致最后生成的硫酸钙纯度较低。而本发明利用氧化罐3和置换反应器2分别进行氧化反应和置换反应，亚硫酸钠首先在氧化罐3中氧化生成硫酸钠，此时亚硫酸盐是处于溶解状态，与空气的接触率高，氧化反应效率高，更彻底，最终生成硫酸钠，硫酸钠再进入到置换反应器2中反应生成硫酸钙，这样生成的石膏纯度较高，完全满足产品化的要求。

为了回收利用含硫烟气中的热量，降低烟气的带水量，在A步骤中，在含硫烟气通入到脱硫吸收塔1之前，首先用锅炉软化水换热,回收余热后，再用冷却循环水冷却。通常使用如下热量回收冷却器4即可实现，热量回收冷却器4含有两段吸热段，高温段设置在靠近热量回收冷却器4的烟气进口，低温段设置在靠近热量回收冷却器4的烟气出口，高温段接触的烟气温度较高，其回收热量产生的热水可以用于锅炉给水热水，从而降低锅炉的燃料消耗，减少碳排放。经过高温段吸收后的烟气温度得到降低，此时再利用低温段继续回收余热，低温段吸收后产生的热水可用于循环热水用。经过热量回收冷却器4的烟气温度得到了极大的降低，这样在脱硫吸收塔1中反应后对脱硫溶液的加热效益极大的降低，最后在排除烟气时，烟气中的含水量极大的降低，这样就减少了对脱硫溶液浓度的影响。

在实际的生产中，脱硫液在脱硫吸收塔1一次吸收并不会完全消耗完，即脱硫液中的氢氧化钠或碳酸钠不会一次循环就与二氧化硫反应消耗完，传统方法仅进行一次循环就将吸收后的脱硫液进入到下个设备，这样处理的液体量必然很大，造成设备庞大，增加了生产成本。为了形成连续多次循环，本发明在B步骤中，富液中的一部分返回至脱硫吸收塔1中用以吸收二氧化硫，另一部分首先与新鲜的碳酸钠溶液在管道混合后送氧化罐3。在实际的生产中，可通过阀门控制各个管路的开闭，脱硫液在吸收后，形成脱硫富液，一部分脱硫富液进入到氧化罐3等后续设备进行后续反应，一部分脱硫富液重新进入到脱硫吸收塔1中与新加入的氢氧化钠或碳酸钠混合再次进行吸收，这样实际形成了连续多个循环，即脱硫液多次吸收循环和脱硫液再生处理循环，这样既大量减少了后续再生设备的处理量，置换反应器2和氧化罐3等后续设备就可以设置的较小，由此节约了资金成本，循环吸收还能提高脱硫液的利用率。

具体的，在D步骤中，水合硫酸钙沉淀是通过如下方式处理：用石膏泥浆泵抽出反应浆液，用板框压滤机过滤，滤液送入脱钙反应器6，用清水冲洗固体、洗涤沾附的氢氧化钠，所获得的固体即为石膏。这样就可以得到商品级的石膏，从而使得含硫烟气中的硫最终得到回收利用。

为了避免再生后的脱硫液在脱硫吸收塔1中形成阻塞，在D步骤中，氢氧化钠溶液是通过如下方式处理：将氢氧化钠送至脱钙反应器6，脱钙反应器6用蒸汽加热升温进行除钙反应，结束后冷却到常温，用泵抽出，用板框压滤器压滤，除去沉淀物。经过置换反应器2处理后的再生脱硫液中仍然含有较多的钙离子，若不处理，则其重新进入脱硫吸收塔1后会与烟气中的二氧化硫生产微溶于水的亚硫酸钙，造成管道的阻塞。本发明利用脱钙反应器6去除大部分的钙离子，除钙可采用碳酸盐之类溶液进行除钙处理，避免再生的脱硫液在使用中生产亚硫酸钙造成堵塞。再生碱液储罐7可以储存多余的脱硫液，在需要的时候使用，各管道开闭采用阀门控制，液体的流动采用泵驱动。在脱钙反应器6中，硫酸钙的溶解度随温度升高而降低，当溶液温度达到约80-90℃时，硫酸钙（石膏）的溶解度非常低，此时溶液中溶解的硫酸钙全部变成固体沉淀下来，从而除去了溶解于溶液中的硫酸钙。

在B步骤中，将富液送入至氧化罐前，向富液中补充碳酸钠溶液。所述循环溶液压滤机5通向所述氧化罐3的管路上连接有碳酸钠溶液加入管道30。补充碳酸钠有两个作用，一个是可以碳酸钠与溶液中的钙离子可以发生反应，生成溶解度非常小的碳酸钙，过滤时可以除去，避免进入脱硫吸收塔中循环溶液中带入钙离子。进入吸收塔中循环吸收液要是含钙离子，就会与二氧化硫反应，生成硫酸钙沉淀，堵塞设备及管道。第二个作用是补充循环脱硫系统固体带走的碱液，碳酸钠可以吸收溶解到富液中的二氧化硫，从而使得吸收更加彻底，避免溶解的二氧化硫对设备和管道造成的腐蚀，以平衡循环液碱度。

Claims

1.钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将含硫烟气通入至脱硫吸收塔（1）中，利用脱硫吸收塔（1）中的脱硫液吸收含硫烟气中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的脱硫液称为富液；

B、将富液送入至氧化罐（3），在氧化罐（3）中通入空气进行氧化，使得富液中的亚硫酸纳氧化成硫酸钠；

C、将氧化后的硫酸钠溶液送入至置换反应器（2）内，在置换反应器（2）中加入石灰水，硫酸钠与氢氧化钙反应生成水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠；

D、分离水合硫酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，水合硫酸钙沉淀经过处理后制成石膏，氢氧化钠溶液经过处理后制成脱硫液等待再次加入到脱硫吸收塔（1）中。

2.如权利要求1所述的钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：在A步骤中，在含硫烟气通入到脱硫吸收塔（1）之前，首先用锅炉软化水换热,回收余热后，再用冷却循环水冷却。

3.如权利要求1所述的钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：在B步骤中，富液中的一部分返回至脱硫吸收塔（1）中用以吸收二氧化硫，另一部分首先与新鲜的碳酸钠溶液在管道混合后送氧化罐（3）。

4.如权利要求1所述的钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：在D步骤中，水合硫酸钙沉淀是通过如下方式处理：用石膏泥浆泵抽出反应浆液，用板框压滤机过滤，滤液送入脱钙反应器（6），用清水冲洗固体、洗涤沾附的氢氧化钠，所获得的固体即为石膏。

5.如权利要求1所述的钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：在D步骤中，氢氧化钠溶液是通过如下方式处理：将氢氧化钠送至脱钙反应器（6），脱钙反应器（6）用蒸汽加热升温进行除钙反应，结束后冷却到常温，用泵抽出，用板框压滤器压滤，除去沉淀物。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的钠钙双碱法烟气脱硫方法，其特征在于：在A步骤中，含硫烟气从脱硫吸收塔（1）下部进入，与自上而下的脱硫液逆向接触。