CN104307343A - 一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，将热烟气送入空气换热系统与冷空气进行换热，被加热的冷空气送入煤燃烧炉中作为氧化剂使用，换热后的烟气送入除尘器中进行除尘，得到净化后的烟气，将净化后的烟气引入脱硫塔中，采用钠碱吸收剂进行逆流接触吸收，吸收了二氧化硫后的吸收剂流入脱硫塔外的循环池中进行循环吸收，减少吸收液在脱硫塔内结垢，当循环池中吸收剂的pH值达到要求后送入再生池，加入生石灰，进行吸收液再生，上层清液送入钠型阳离子交换器中，对清夜进行交换以除去其中残存的钙离子，从而防止脱硫塔和管道中结垢现象的发生。该方法不仅能够节省能量，且脱硫效率高，脱硫塔和管路内部不易结垢。
Description
技术领域
本发明属于烟气净化领域，具体涉及一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，能够应用于耐火材料、炼焦、陶瓷、碳素等领域。
背景技术
随着经济的不断发展，人类对环境的破坏日益严重，自然灾害的不断发生使人们对环境保护的认识不断提高，针对工业上的燃煤锅炉的治理力度也在不断提高，同时，随着我国燃烧锅炉的增加，低硫煤资源的快速消耗，中高硫煤作为主燃料的锅炉会越来越多，同时各地对二氧化硫的排放指标也会越来越严格。而环境保护是我国的基本国策之一，三废治理是全面建设小康社会、改善环境、保护生态的重要内容，作为大气污染物排放的大户，锅炉烟气自然成为环保部门的治理对象，而且对锅炉烟气除尘脱硫的要求也一年比一年提高。目前，烟气脱硫所采用的工艺多种多样，达数百种之多。在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟，有的尚处于试验研究阶段。
目前主要的脱硫工艺包括：
(1)石灰石湿法烟气脱硫工艺
该法是用石灰浆吸收烟气中的SO2，反应原理如下：
脱硫过程：
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2H2O+SO2→Ca(HSO3)2
氧化过程：
2CaSO3·1/2H2O+2O2+3H2O→2CaSO4·2H2O
Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2↑
石灰湿法烟气脱硫工艺较为成熟，脱硫效率较高，但在此过程中生成的CaSO4·2H2O即石膏比较容易在喷嘴、管道上结垢，堵塞喷嘴和管道，而且CaSO4·2H2O是难溶物质，一旦结垢，只能拆检进行人工清垢，导致装置维修费用偏高。
(2)双碱法烟气脱硫工艺
双碱法是湿法脱硫工艺的一种，原理是先用可溶性的钠碱清液作为吸收剂吸收窑炉排放的SO2，再用钙碱对吸收液进行再生，由于在SO2吸收和吸收液再生中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。双碱法烟气脱硫技术是为了克服湿式石膏法容易结垢的缺点而发展起来的，传统的湿式石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成亚硫酸钙、硫酸钙，由于生成物溶解度小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响发生炉系统的正常运行，为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统，从而增加系统投资及运行费用。双碱法烟气脱硫工艺在应用湿式石膏法工作原理的基础上，较好的解决了脱硫塔结垢的矛盾问题。
然而，双碱法脱硫工艺仍然存在缺点是NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量，即还存在运行费用高的弊病；另外，高温烟气的余热没有充分利用，既浪费了能量，又不利于脱硫反应的有效进行，还缺乏二氧化硫在线检测系统。
(3)石灰干法烟气脱硫工艺
石灰干法烟气脱硫工艺的反应原理和湿法相同，不同的是湿法采用石灰浆吸收烟气中的SO2，而干法使用的石灰粉吸收烟气中的SO2。该法脱硫效率较低，最高只能达到90％，而且占地面积比较大，投资和运行费用也很高。
(4)氨法脱硫工艺
氨法脱硫工艺是以液氨吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸氢铵，亚硫酸氢铵再氧化成硫酸铵，反应原理如下：
吸收：SO2+H2O+xNH3＝(NH4)xH2-xSO3 (亚硫酸铵)
氧化：(NH4)XH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3＝(NH4)2SO4 (硫铵)
氨法脱硫的特点是变废为宝，不产生二次污染，但氨法脱硫目前技术不够成熟，而且运行成本较高。
中国专利申请CN200710067333公开了一种分段式钠钙双碱法脱硫工艺，将钙基脱硫与钠碱法烟气脱硫综合在一个反应器内完成，使烟气先利用钙基预脱硫，然后用钠基进行精脱硫确保排放要求，还公开了采用分段式钠钙双碱法脱硫工艺的装置，在同一个反应器内设置钙基脱硫段吸收器和钠碱法烟气脱硫段吸收器，对烟气进行双重脱硫，同时避免了将浆液带入除雾器，简化了除雾器的冲洗装置。除雾器的清洗采用钠基清液，减少了工艺水的使用量。
中国专利申请CN201110128743公开了一种提高双碱法脱硫的工艺，是燃煤烟气经电除尘后通过吸收塔与循环吸收剂液逆流接触，脱硫后烟气排入烟囱；吸收液送入中和再生槽，与石灰乳浆液混合，再生后进入斜板沉降器澄清分离，清液溢流入再生液槽，补加钠碱液，然后送入吸收塔底，进行循环吸收。该工艺对双碱法脱硫装置的建立和稳定可靠运行具有实用价值，可靠性达98％以上，但也存在着效率低、易结垢的问题。
而现有的工艺主要存在以下问题：1、脱硫效率低；2、吸收塔内及循环管路容易钙结垢；3、吸收塔中硫酸钠结晶析出。
发明内容
本发明的目的在于提出一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，该方法能够节省能量，且脱硫效率高，脱硫塔和管路内部不易结垢。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，包括换热除尘，逆流吸收，吸收液再生步骤：
(1)换热除尘：将热烟气送入空气换热系统与冷空气进行换热，将烟气中的热量充分利用，而被加热的冷空气送入煤燃烧炉中作为氧化剂使用，提高进入空气的温度可以节省冷空气进入燃烧室时升温所消耗的热量，换热后的烟气送入除尘器中进行除尘，得到净化后的烟气，从而减少气体中的杂质，有利于后续的处理程序。
(2)逆流吸收：将步骤(1)净化后的烟气引入脱硫塔中，采用钠碱吸收剂进行逆流接触吸收，钠碱吸收液是将氢氧化钠溶入水中制得的，吸收了二氧化硫后的吸收剂流入脱硫塔外的循环池中进行循环吸收，这样就能够防止吸收液在脱硫塔的塔底积聚，减少吸收液在脱硫塔内结垢，当循环池中吸收剂的pH值达到要求后(pH值在4-5之间均可)送入再生池；
(3)吸收液再生：将步骤(2)中达到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，与吸收液中的亚硫酸根反应生成沉淀，使钠离子得到释放，达到吸收液再生的目的，而下层沉淀送入沉淀池并进行强制氧化，得石膏产品。
上层清液送入钠型阳离子交换器中，对清夜进行交换以除去其中残存的钙离子，从而得到得到纯净的氢氧化钠溶液，从而防止脱硫塔和管道中结垢现象的发生。
本发明的优点在于：
(1)将热烟气送入空气换热系统与冷空气进行换热，将烟气中的热量充分利用，而被加热的冷空气送入煤燃烧炉中作为氧化剂使用，提高进入空气的温度可以节省冷空气进入燃烧室时升温所消耗的热量，换热后的烟气送入除尘器中进行除尘，得到净化后的烟气，从而减少气体中的杂质，有利于后续的处理程序；
(2)再生的吸收剂上层清液送入钠型阳离子交换器中，对清夜进行交换以除去其中残存的钙离子，从而得到得到纯净的氢氧化钠溶液，从而防止脱硫塔和管道中结垢现象的发生；
(3)循环池设置在脱硫塔外，能够有效防止吸收液在脱硫塔的塔底积聚，减少吸收液在脱硫塔内结垢。
具体实施方式
实施例1
一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，其特征在于：包括换热除尘，逆流吸收，吸收液再生步骤：
(1)换热除尘：将热烟气送入空气换热系统与冷空气进行换热，被加热的冷空气送入煤燃烧炉中作为氧化剂使用，换热后的烟气送入除尘器中进行除尘，得到净化后的烟气；
(2)逆流吸收：将步骤(1)净化后的烟气引入脱硫塔中，采用钠碱吸收剂进行逆流接触吸收，吸收了二氧化硫后的吸收剂流入脱硫塔外的循环池中进行循环吸收，减少吸收液在脱硫塔内结垢，当循环池中吸收剂的pH值达到要求后送入再生池；
(3)吸收液再生：将步骤(2)中达到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，进行吸收液再生，下层沉淀送入沉淀池并进行强制氧化，得石膏产品，上层清液送入钠型阳离子交换器中，对清夜进行交换以除去其中残存的钙离子，从而防止脱硫塔和管道中结垢现象的发生。
以含二氧化硫质量分数为2-5％的烟气进行实验，吸收液采用质量浓度为25％的氢氧化钠溶液，二氧化硫脱出率达98％以上，经长时间运行，塔内即管道中未出现结垢现象，运行效果良好，易于推广应用。
本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。
Claims (1)
1.一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法，其特征在于：包括换热除尘，逆流吸收，吸收液再生步骤：
(1)换热除尘：将热烟气送入空气换热系统与冷空气进行换热，被加热的冷空气送入煤燃烧炉中作为氧化剂使用，换热后的烟气送入除尘器中进行除尘，得到净化后的烟气；
(2)逆流吸收：将步骤(1)净化后的烟气引入脱硫塔中，采用钠碱吸收剂进行逆流接触吸收，吸收了二氧化硫后的吸收剂流入脱硫塔外的循环池中进行循环吸收，减少吸收液在脱硫塔内结垢，当循环池中吸收剂的pH值达到要求后送入再生池；
(3)吸收液再生：将步骤(2)中达到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，进行吸收液再生，下层沉淀送入沉淀池并进行强制氧化，得石膏产品，上层清液送入钠型阳离子交换器中，对清夜进行交换以除去其中残存的钙离子，从而防止脱硫塔和管道中结垢现象的发生。
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Cited By (1)
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| CN105126580A (zh) * | 2015-08-07 | 2015-12-09 | 无锡桥阳机械制造有限公司 | 一种节能并能够防结垢双碱法脱硫方法 |
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