脫硫工藝應(yīng)用

脫硫方案	主要工藝	工藝特點(diǎn)
(WFGD)濕法脫硫技術(shù)	石灰石濕法、鎂法、氨法、雙堿法	脫硫反應(yīng)速度快；脫硫吸收在低溫、濕飽和狀態(tài)下進(jìn)行；脫硫效率高。但系統(tǒng)較為復(fù)雜，建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，產(chǎn)生廢水、白煙等環(huán)境問題。
(DFGD)干法脫硫技術(shù)	爐內(nèi)噴鈣/爐后增濕活化脫硫技術(shù)/SDS	固體吸收劑在干態(tài)下與SO2反應(yīng)；無廢液二次污染。但反應(yīng)速度慢，脫硫效率及脫硫劑利用率低。
(SDFGD)半干法脫硫技術(shù)	旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝、循環(huán)流化床脫硫工藝	脫硫劑一般在濕態(tài)下脫硫，干態(tài)副產(chǎn)物；半干法工藝兼有WFGD技術(shù)和DFGD技術(shù)的某些特點(diǎn)

1、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)

（1）反應(yīng)機(jī)理及工藝流程

反應(yīng)機(jī)理：
石灰石分解
CaCO3 (s) ???> CaCO3 (aq)
CaCO3 (aq) + H2O ???> Ca2+ + HCO3? + OH?
SO2 吸收
SO2 (g) ???> SO2 (aq)
SO2 (aq) + H2O???> H2SO3 ???>HSO? + H+???> H2+ +SO32-
吸收塔內(nèi)強(qiáng)制氧化
SO32- + 1/2 O2 ???> SO42-
吸收塔基本反應(yīng)如下：
SO2 + CaCO3+1/2O2 ???> CaSO4 + CO2
其他副反應(yīng)：
Ca2+ + SO32- + 1/2 H2O ???> CaSO3.1/2H2O(s)
2 HCl + CaCO3 ???> CaCl2 + H2O + CO2
2 HF + CaCO3 ???> CaF2 + H2O + CO2

（2）系統(tǒng)組成

? 石灰石漿液制備系統(tǒng)
? 煙氣系統(tǒng)
? SO₂吸收系統(tǒng)
? 石膏脫水系統(tǒng)
? 事故排空系統(tǒng)
? 工藝水系統(tǒng)
? 壓縮空氣系統(tǒng)
? 廢水處理系統(tǒng)

（3）獨(dú)特技術(shù)

液氣再接觸裝置
由于吸收塔噴淋漿液易形成貼壁流現(xiàn)象部分，煙氣沿塔壁“逃逸” ，靠近塔壁的煙氣脫硫效率較低。液氣再接觸將沿吸收塔壁流下的漿液再輸送到煙氣中，與煙氣再次接觸、反應(yīng)，在不增加液氣比的情況下，可以顯著提高脫硫效率2～3%, 從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗，降低運(yùn)行成本。模擬及示意圖如下：

液氣再接觸裝置

布?xì)庋b置
煙氣分配均勻，并使?jié){液進(jìn)行更加有效的接觸，在同等煙氣參數(shù)條件下，利用小于普通設(shè)計(jì)的漿液循環(huán)量即可實(shí)現(xiàn)高效的脫硫。
布?xì)馔牧骷夹g(shù)特點(diǎn)
1）煙氣均布效果好，脫硫效率高
2）氣液固接觸更充分，粉塵收集效果好
3）系統(tǒng)阻力小，能耗低
4）結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)方便
5）布?xì)鈱涌勺鳛閲娏軐訖z修支撐，在吸收塔檢修時(shí)，布?xì)鈱涌勺鳛闄z修用

托盤
1）自高效噴嘴噴淋的漿液均勻落至托盤上，與從吸收塔入口而來的均布煙氣在托盤上方持液層的作用下，對(duì)煙氣中的SO2進(jìn)行充分的洗滌、去除。
2）托盤延長(zhǎng)煙氣在吸收塔內(nèi)的停留時(shí)間的同時(shí)，利用液膜PH值低于漿池的條件，促進(jìn)石灰石的溶解，從而提高脫硫效率，降低液氣比。

高效噴嘴
同等流量下采用120°高效雙頭噴嘴，漿液粒徑更小，覆蓋率更高。高效雙頭噴嘴可將霧滴二次霧化，液滴分散為較小粒徑，增大除塵的比表面積，提高除塵性能和脫硫效率。

高效除霧器
使用三級(jí)屋脊式高效除霧器，并加高最上層噴淋層與除霧器之間的距離，能將出口霧滴含量控制在20mg/Nm3以下，從而減少霧滴攜帶粉塵量，達(dá)到超低排放5mg/Nm3的要求。

4）技術(shù)特點(diǎn)
◆吸收塔為噴淋空塔，運(yùn)行簡(jiǎn)單，可靠性高。
◆吸收塔為高煙氣流速設(shè)計(jì)（3.4-3.8m/s），傳質(zhì)好，占地少。
◆液氣比低、電耗低、運(yùn)行成本低。
◆漿液采用多層逆流噴淋，噴淋覆蓋率達(dá)300％，脫硫效率99％以上。
◆噴嘴為空心錐型，檢修方便，不易堵塞。
◆吸收塔入口設(shè)置遮檐，防止?jié){液進(jìn)入煙道，避免結(jié)垢。
◆采用塔內(nèi)氧化，所得到的石膏晶粒的直徑均一，便于石膏脫水。
◆噴淋層之間設(shè)液氣再接觸裝置，防止煙氣逃逸。
◆可實(shí)現(xiàn)多污染控制，脫硫的同時(shí)除塵效率可以達(dá)到50－70%。

2、CFB循環(huán)流化床半干法脫硫技術(shù)

1）反應(yīng)機(jī)理及工藝流程

CaO + H2O → Ca( OH) 2 （1）
SO2 + H2O → H2SO3 （2）
Ca(OH) 2 + H2SO3 → CaSO3 + 2H2O （3）
CaSO3 ( L) → CaSO3 ( S) （4）

以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次再循環(huán)，延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，提高吸收劑的利用率。煙氣通過吸收塔底部的文丘里管后被加速，以獲得形成流化床的動(dòng)力。煙氣進(jìn)入底部擴(kuò)散段后，速度降低，在此處形成流化床的床層，此處也是脫硫化學(xué)反應(yīng)的主要區(qū)域。在流化床的床層上方是吸收塔的直管段，該區(qū)域可劃分為：濃相區(qū)、過度區(qū)、稀相區(qū)。經(jīng)過“過度區(qū)”后脫硫化學(xué)反應(yīng)已基本結(jié)束。吸收塔頂部折流段設(shè)有溫度、壓力檢測(cè)，用溫度控制吸收塔的加水量，用吸收塔的進(jìn)出口壓降來控制脫硫灰循環(huán)量。

2）系統(tǒng)組成
★ 吸收劑儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)
★ 煙氣系統(tǒng)
★ SO2吸收系統(tǒng)
★ 工藝水系統(tǒng)
★ 除塵器系統(tǒng)
★ 脫硫灰循環(huán)輸送系統(tǒng)

3）CFB脫硫系統(tǒng)特點(diǎn)
★ 在接近絕熱飽和溫度下運(yùn)行，煙氣溫度始終在露點(diǎn)溫度15℃以上，無白煙產(chǎn)生。
★ 可通過控制出口氣體溫度或脫硫劑供給速率來控制脫硫效率。
★ 排灰的含水量小于1%，除塵系統(tǒng)可以在接近煙氣絕熱飽和溫度下操作。含有氫氧化鈣的煙氣進(jìn)入布袋除塵器后，通過過濾，二次脫硫。落入灰斗的脫硫灰被加熱至85攝氏度，防止結(jié)垢，利于循環(huán)灰在塔內(nèi)循環(huán)脫硫。
★ 無廢水產(chǎn)生。

3、SDA脫硫系統(tǒng)特點(diǎn)
SDA是利用噴霧干燥的原理，在濕態(tài)的吸收劑噴入吸收塔之后，一方面吸收劑與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另一方面煙氣又將熱量傳遞給吸收劑使之不斷干燥，完成脫硫反應(yīng)后的廢渣以干態(tài)形式從吸收塔的錐體出口排出，因而稱為半干法煙氣脫硫。

1）工藝流程
(1)吸收劑制備；
(2)吸收劑漿液霧化；
(3)霧粒與煙氣的接觸混合；
(4)液滴蒸發(fā)與二氧化硫吸收；
(5)灰渣排出；
(6)灰渣再循環(huán)。其中(2)、(3)、(4)在吸收塔內(nèi)進(jìn)行。

2）脫硫系統(tǒng)特點(diǎn)
吸收干燥后的產(chǎn)物(主要是CaSO3.1/2H2O)與飛灰一起收集在吸收器的底部或除塵器中。SDA工藝在理想的工況條件下，脫硫效率可達(dá)80%-90%。其特點(diǎn)是副產(chǎn)物為固態(tài)，沒有廢水產(chǎn)生。但吸收劑Ca(OH)2價(jià)格較高，運(yùn)行成本不低。目前該工藝主要用于垃圾焚燒爐尾氣脫酸，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)煙氣脫硫等等。

4、SDS脫硫系統(tǒng)特點(diǎn)

1)反應(yīng)機(jī)理及工藝流程
SDS干法脫酸噴射技術(shù)是將高效脫硫劑（20-25μm，主要成分碳酸氫鈉）均勻噴射在管道內(nèi)，脫硫劑在管道內(nèi)被熱激活，比表面積迅速增大，與焦?fàn)t煙道氣充分接觸，發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)被吸收凈化，凈煙氣由增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)出口煙道至原煙囪排入大氣。

其主要化學(xué)反應(yīng)為：
2NaHCO3 +SO2+1/2O2 → Na2SO4 +2CO2+H2O
2NaHCO3 +SO3 → Na2SO4 +2CO2+H2O
其與其他酸性物質(zhì)(如SO3 等)的主要反應(yīng)為：
NaHCO3 +HCl → NaCl +CO2+H2O

NaHCO3 +HF → NaF +CO2+H2O

1)SDS干法脫硫技術(shù)特點(diǎn)
★ 沒有脫硫塔，不需要大量固體循環(huán)灰在塔內(nèi)循環(huán)，也不需要噴入漿液，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行阻力低，操作維護(hù)方便。
★ 合理的脫硫劑均布裝置，脫硫效率高。
★ 一次性投資很少，占地面積很小，運(yùn)行成本低。
★ 全干系統(tǒng)、無需用水。
★ 對(duì)酸性物具有100%的脫除率。
★ 靈活性很高，可以隨時(shí)適合最嚴(yán)格的排放指標(biāo)。
★ 對(duì)工況適應(yīng)性強(qiáng)。

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脫硫工藝應(yīng)用