CN1660474A - 湿法烟气脱硫工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种湿法烟气脱硫工艺，可以处理含硫燃料燃烧后烟气中的酸性气体(SO₂)，其原理是通过碱性脱硫剂溶液与烟气中的二氧化硫反应，达到净化烟气的目的，脱硫剂为可再生循环利用的亚硫酸钠溶液。本工艺也可采用纯碱(Na₂CO₃)为初始吸收液，吸收液在吸收塔内与二氧化硫后反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠近一步吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。在吸收塔外面设有吸收剂再生装置，需再生的吸收液与一定浓度的石灰乳反应产生亚硫酸钠，从而实现脱硫剂再生循环利用。工艺系统中的低温耐腐蚀换热器可以利用脱硫前高温烟气加热脱硫后低温洁净烟气，能回收烟气余热。本发明的湿法烟气脱硫工艺运行过程中吸收系统不结垢，管道、设备不堵塞，脱硫效率高，液气比低，整个系统运行成本低。

Description

湿法烟气脱硫工艺

技术领域

本发明涉及一种湿法烟气脱硫工艺，尤其是一种亚硫酸钠循环法烟气脱硫工艺。

技术背景

我国烟气脱硫任务繁重，现有的烟气脱硫技术主要依赖进口，目前国内外成功运行的烟气脱硫技术中，尽管投资和运行成本较高，湿法脱硫技术还是占有绝对优势(市场占有率80％以上)。现有的湿法烟气脱硫技术大多数采用钙基脱硫剂如石灰、石灰石等，湿法钙基脱硫具有效率高，成套设备商业化程度高，系统可靠性好的优点，对操作条件和运行工况的控制要求高，该类方法目前均在较大规模电厂使用；但由于采用钙基脱硫剂容易结垢，其成份为CaSO₃和CaSO₄，易导致管道堵塞，需定期除垢，否则系统不能长时间连续运行。采用钙基脱硫剂的湿法脱硫反应常为气、液、固三相，因为石灰或石灰石在溶液中形成的石灰乳(Ca(OH)₂)溶解度很低，为保证一定的脱硫效率，必须采用较高的液气比(L/G＝20～301/Nm³)，即使采用改进的钙钙双碱法，吸收过程中生成易溶的亚硫酸氢钙(Ca(HSO₃)₂)，可以减少结垢，但是运行液气比在51/Nm³以上，才能达到80％的脱硫效率，高的液气比是导致循环泵动力消耗过高的主要原因，进而增加运行成本。

采用石灰石—石膏法的另一优点是其副产品石膏可以综合利用，这在石膏资源紧缺的国家和石膏建材市场发达的地区可以很好的处理脱硫副产品，而我国不仅具有丰富的石灰石资源，天然石膏资源也是世界第一，品质又高，我国庞大的化肥工业每年副产石膏将超过4000万吨，而我国年用量仅为1200万吨，致使脱硫石膏难以利用，因此，如果采用主流的石灰石—石膏法进行烟气脱硫，脱硫副产品的处理将面临困难。

我国工业炉窑二氧化硫总排放量与火电厂相当，对于中小型电厂和工业炉窑，国家有关部门建议采用纳碱法等处理灵活的烟气脱硫技术，但由于受脱硫装置设备投资和脱硫运行成本费用高的限制，目前大部分未采用有效的脱硫装置，或仅采用简易的脱硫技术。

脱硫前未处理烟气温度较高(大于120℃)，而湿法脱硫工艺要求在较低温度下进行，脱硫后烟气温度为50℃左右，该温度范围内烟气容易造成烟囱结露。湿法烟气脱硫中石灰石——石膏法部分采用气气换热器(GGH)来回收热量，其余直接采用燃料燃烧高温烟气和蒸汽加热净化后的低温烟气，这样会增加脱硫运行成本，对于采用钠碱法和简易湿法脱硫来说，几乎没有考虑烟气余热的利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种有较高的脱硫效率，而且有效降低脱硫系统投资和运行成本的湿法烟气脱硫工艺。

为实现以上目的，本发明提供的湿法烟气脱硫工艺处理燃煤、燃油锅炉排放尾气中的低浓度二氧化硫气体时，待处理烟气经换热器降温后，在吸收塔内与碱性溶液反应，二氧化硫被脱除，净化后的低温烟气经换热器升温后由脱硫风机引入烟囱排放。脱硫后部分吸收液在吸收塔外被Ca(OH)₂悬乳液中和，实现脱硫剂Na₂SO₃的再生，经沉淀池澄清后，再生脱硫剂溶液泵入吸收塔，实现脱硫剂的循环。沉淀物为CaSO₃、CaSO₄的混合物，经压滤机后送灰场存放综合利用。

吸收塔1的作用是为气液两相反应提供场所，脱硫反应在塔内完成。由烟道来的较高流速烟气进入吸收塔后，气流速度降低，烟气在塔内有一定的停留时间。脱硫剂为质量百分比浓度为5％～15％之间的Na₂SO₃溶液，也可以使用质量百分比浓度范围为5％～15％的Na₂CO₃溶液作为初始吸收液，初始吸收液吸收烟气中的含硫成分以后转变成Na₂SO₃溶液，作为脱硫剂使用。吸收液分三路淋喷进入吸收塔内，以保证烟气与吸收液充分接触，其中一路为补充吸收液，由再生吸收液和补充清液组成，另两路为吸收塔底的循环液，根据烟气的流量和烟气中SO₂的浓度可以调整三路吸收液流量。吸收塔内布置的气流分布装置可以改善塔内的气液两相反应，有利于吸收反应的进行，由于烟气中会夹带部分液体，在吸收塔顶部布置有液滴捕捉装置。

再生池5能实现脱硫剂Na₂SO₃的再生，由吸收塔底被泵出的部分吸收液，在再生池与一定浓度的Ca(OH)₂悬乳液混合反应，为加快反应速度和防止反应沉淀物在再生池沉淀，再生池设有连续搅拌装置。

制浆池7的作用是产生一定浓度的Ca(OH)₂悬乳液，由CaO粉末与水混合生成，搅拌器能保证再生所需的Ca(OH)₂悬乳液均匀，混合好的Ca(OH)₂浆液被泵入再生池。

沉淀池6作用是将再生反应产生的脱硫剂和沉淀物分离，沉淀物主要成份为CaSO₃和CaSO₄的混合物，澄清的再生脱硫剂返回吸收塔，而含有较多水份的沉淀物经压滤机10压滤后，滤液返回吸收塔再用，滤渣可与锅炉灰渣等一起存放综合利用。

由于吸收塔内降温将导致部分水蒸发，同时烟气会夹带部分吸收液滴，还有滤液中含有少量的吸收液，因此，需补充脱硫剂和水，清液池8和溶解槽9可以实现该功能。

为利用烟气余热，低温耐腐蚀分体换热器2可以充分利用未净化的高温烟气余热加热净化后的低温烟气，在吸收塔前降低烟气温度，能为吸收反应提供良好条件，在吸收塔后加热低温净化烟气，使其能正常排放。在脱硫前，高温烟气不需要喷水降温，脱硫后低温烟气不需要采用蒸汽或燃料燃烧加热，这是本工艺与其它未采用余热利用湿法烟气脱硫工艺技术的区别。

本发明的湿法烟气脱硫工艺，选择易溶性脱硫剂(Na₂SO₃)，脱硫剂可以再生循环利用，脱硫剂再生在吸收塔外进行，再生脱硫用药采用石灰乳液(Ca(OH)₂)，脱硫系统中有烟气换热系统。这些特点使得本脱硫工艺具有脱硫效率高(大于90％)，液气比低(小于1.51/Nm3)，脱硫设备和管道系统不易结垢堵塞的特点；通过换热器的余热热利用，脱硫前的烟气温度可以降低到90℃，未净化烟气降温放出的热量可以将净化后的烟气加热到80℃以上，在充分利用烟气余热的同时，将烟气温度控制在合适的脱硫反应需要范围；吸收液为全封闭式循环使用，可以避免液态二次污染问题。

本发明的湿法烟气脱硫工艺将湿法脱硫、脱硫剂再生和烟气余热利用有机结合起来，在保证较高的脱硫效率前提下，能有效降低整个脱硫系统投资和运行成本。

附图说明

图1是本发明湿法烟气脱硫工艺的工艺流程图。

附图标记说明

1吸收塔  2分体换热器  3脱硫风机  4循环泵  5再生池  6沉淀池  7制浆

池  8清液池  9溶解槽  10压滤机  11工艺泵

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明的内容进行说明。

实施例1

对于流量为800Nm³/h，二氧化硫浓度为2000mg/Nm³的未处理烟气，经分体换热器2降温后温度从120℃降至90℃，采用质量浓度为10％的Na₂SO₃溶液泵入吸收塔1分三路喷淋，吸收液用量为1m³/h，烟气在吸收塔内停留时间为2.5秒，脱硫后烟气温度为50℃，经分体换热器2降温后排烟温度为80℃，脱硫后烟气中二氧化硫浓度为97mg/Nm³，脱硫效率为95％。再生池5中CaO与水配成密度为1.25kg/l的Ca(OH)₂悬乳液，与吸收塔出来的吸收液发生中和反应，需再生的吸收液量为100l/h，CaO用量为1.4kg/h，再生反应时间在15分钟，再生清液PH值在9附近。再生清液泵入吸收塔继续使用。

Claims (7)

1.一种湿法烟气脱硫工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)未处理烟气经分体式换热器(2)降温后进入吸收塔(1)

(2)未处理烟气在吸收塔(1)内与脱硫剂Na₂SO₃溶液进行吸收反应；

(3)反应后部分吸收液与Ca(OH)₂悬乳液发生中和反应生成Na₂SO₃和沉淀物，经分离后再生吸收液循环利用；

(4)被净化的烟气经分体式换热器(2)升温后通过脱硫风机(3)排入烟囱。

2、如权利要求1所述的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述Na₂SO₃溶液的浓度为质量百分比浓度为5％～15％。

3、如权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：采用Na₂CO₃溶液作为初始吸收液，初始吸收液吸收烟气中的含硫成分以后转变成Na₂SO₃溶液，作为脱硫剂使用。

4、如权利要求3所述的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：所述Na₂CO₃溶液的浓度为质量百分比浓度为5％～15％。

5、如权利要求1或2所述的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：脱硫剂Na₂SO₃溶液在吸收塔(1)内采取喷淋方式与未处理烟气反应。

6、如权利要求5所述的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：脱硫剂Na₂SO₃溶液在吸收塔(1)内采取三路喷淋方式与未处理烟气反应，其中一路为补充吸收液，由再生吸收液和补充清液组成，另两路为循环吸收塔底的吸收液。

7、如权利要求5或6的湿法烟气脱硫工艺，其特征在于：吸收塔(1)内设有气流分布装置、除雾装置和喷淋系统。

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