專利名稱：一種提高雙堿法脫硫的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙氣脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高雙堿法脫硫的工藝。
背景技術(shù)：
煙氣脫硫是防治大氣污染的重要措施，在中小型電廠中常用的雙堿法煙氣脫硫自開發(fā)以來，已建立了不少裝置，但由于設(shè)備選擇以及運行方式中存在諸多工程問題，有些裝置運行的穩(wěn)定性和可靠性不高，主要問題可歸納為1、旋流板吸收塔阻力大，效率低；2、吸收塔內(nèi)及循環(huán)管路鈣結(jié)垢；3、吸收塔中硫酸鈉結(jié)晶析出；4、硫酸鈉再生為氫氧化鈉的量低于脫硫過程中硫酸鈉的生成量；5、鈉堿消耗高。

發(fā)明內(nèi)容
為解決雙堿法運行中的工程問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高雙堿法脫硫的工藝，是采用噴淋吸收塔，液固分離的斜板沉降器和板框過濾機過濾亞硫酸鈣，使得脫硫裝置能連續(xù)穩(wěn)定運行，可靠性達98%以上。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種提高雙堿法脫硫的工藝，是燃煤煙氣經(jīng)電除塵后通過吸收塔與循環(huán)吸收劑液逆流接觸，吸收液送入中和再生槽，與石灰乳漿液混合，再生后進入斜板沉降器澄清分離清液溢流入再生液槽，補加鈉堿液，然后送入吸收塔底，進行循環(huán)吸收；底液流入亞硫酸鈣漿液槽，由壓濾泵送入板框壓濾機過濾，濾液流入再生液槽，濾餅為脫硫副產(chǎn)物；其特征在于所述的吸收塔為噴淋吸收塔。所述的吸收塔中吸收液硫酸鈉的濃度為0. 4 0. 8mol/L ；吸收液的密度為 1050 1100kg/m3、pH 值為 6. 0 7. 0 ；所述的吸收塔的塔下段設(shè)計有煙氣預(yù)冷卻段；所述的中和再生槽中吸收液停留時間為2 3小時；中和再生槽內(nèi)的攪拌器轉(zhuǎn)速為40 60r/min ；反應(yīng)液pH值為10. 8 11. 5 ；所述的再生液槽再生液的pH值為11. 5 12. 5 ；所述的斜板沉降器的表面負(fù)荷為2m3/m2 · h，板間距為40 60mm ；斜板軸向傾斜 55 65度；所述的板框壓濾機工作壓力為0. 5 0. 6MPa ；壓濾泵揚程為50 60m。本發(fā)明對雙堿法脫硫裝置的建立和穩(wěn)定可靠運行具有實用價值。吸收塔選擇噴淋塔，它壓降小，能耗省，脫硫效率高；液固分離選擇斜板沉降器，它占地少，分離效率高。本發(fā)明，脫硫裝置能連續(xù)穩(wěn)定運行，可靠性達98 %以上。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
由圖1知，一種提高雙堿法脫硫的工藝，通過以下步驟實現(xiàn)燃煤煙氣經(jīng)電除塵后通過旁路擋板門FVlOl進入煙囪ClOl排放，當(dāng)脫硫時，開啟吸收塔TlOl進口擋板門FV102、出口擋板門FV103，煙氣進入吸收塔與循環(huán)泵PlOl送入的循環(huán)吸收劑液逆流接觸，脫硫后煙氣通過出口擋板門FV103排入煙囪C101。吸收塔為噴淋吸收塔，在煙氣進口溫度> 135°C時，吸收塔下段設(shè)計煙氣預(yù)冷卻段；吸收塔中吸收液硫酸鈉的濃度為0. 4 0. 8mol/L ；吸收液的密度為1050 1100kg/m3、 pH值為6. 0 7. 0。脫硫后的吸收液由排出泵P102送入中和再生槽V101，中和再生槽VlOl吸收液停留時間為2 3小時；中和再生槽VlOl內(nèi)的攪拌器轉(zhuǎn)速為40 60r/min ；反應(yīng)液pH值為 10. 8 11.5 ；后與由石灰乳漿液泵P106送來的石灰乳漿液混合，發(fā)生反應(yīng)而再生，再生后再生溶液由混合液泵P103送入斜板沉降器SlOl進行澄清分離，斜板沉降器的表面負(fù)荷為 2m3/m2 *h，板間距為40 60mm ；斜板軸向傾斜55 65度；斜板沉降器SlOl的清液溢流流入再生液槽V103，再生液槽再生液的pH值為11. 5 12.5 ；由堿液泵P107送入補加的鈉堿液，調(diào)節(jié)吸收劑液的PH值，然后由再生液泵P104送入吸收塔底，進行循環(huán)吸收。斜板沉降器SlOl底流液流入亞硫酸鈣漿液槽V102，由壓濾泵P105送入板框壓濾機FlOl過濾，板框壓濾機FlOl的工作壓力為0. 5 0. 6MPa ；壓濾泵揚程為50 60m，濾液
流入再生液槽V103，濾餅為脫硫副產(chǎn)物，含有CaS03jH20和CaSO4 · 2H20。鈉堿(30% NaOH)由槽車運來，送入鈉堿槽V106，由堿液泵P107送至再生液槽 V103。石灰由槽車運來，通過氣力輸送加入石灰料倉V107，經(jīng)加料器進入消化槽V104制取石灰乳漿液，然后流入石灰乳漿液槽V105，由石灰乳漿液泵P106送入中和再生槽V101， 再生吸收液。其原理如下(1)再生反應(yīng)程度在中和再生槽中的再生反應(yīng)為
2NaHS03+Ca(0H)2=Na2S03+CaS03·去 H2Oj+1H2O
Na2S03+Ca(0H)2+ - H20=2Na0H+CaS03· - H2OjNa2S04+Ca (OH) 2+2H20 = 2Na0H+CaS04 · 2H20
上述反應(yīng)，其條件為
[Ca2+] [S032—]彡 Ksp，Ca SO3
[Ca2+] [SO,]^ Ksp, CaSO4
式中[Ca2+]鈣咼子濃度，mol/L ；
[SO32I——亞硫酸根濃度，mol/L ；
[SO42I——硫酸根濃度，mol/L ；
Ksp—-溶度積
以75t/h燃煤鍋爐為例，設(shè)煙氣量為100000m3/h (標(biāo)方)，SO2含量為2000mg/m3 (標(biāo)方)，脫硫率為90%，脫除SA量為2. 8125kmol/h,設(shè)再生溶液量為20m3/h，則[S032—]= 0. 1406mol/L,由 CaSO3 的溶度積 Ksp6. 8 X IO"8,可得 pH 彡 7. 99，CaSO3 開始沉淀，而在 ρΗ9· 5 時，約有97%的SO32-已沉淀出來。在脫硫過程中，由于煙氣中的氧氣，使Na2SO3氧化為Na2SO4,其氧化量約為脫出SO2 摩爾數(shù)的10%，即生成Na2SO4SO. 28kmol/h0由于硫酸鈣的溶解度較大，Na2SO4再生為NaOH 的反應(yīng)比Na2SO3再生為NaOH的反應(yīng)難，為降低CaSO4 · 2H20沉淀時的pH值，一般吸收劑液中 Na2SO4 濃度為 0. 5mol/L,即[SO,] = 0. 5mol/L,根據(jù) CaSO4 的溶度積 9. 1 X IO"6, CaSO4 沉淀時的PH為9. 56，而要達到脫硫過程中生成Na2SO4量的95%以上的再生，則需要將pH調(diào)至 11. 0。1)再生時的pH過高當(dāng)再生時控制的pH過高，易使石灰過量加入，導(dǎo)致吸收劑液中Ca2+量增加而帶入吸收塔，使吸收塔內(nèi)及循環(huán)管路中CaSO3及CaSO4W結(jié)垢。防止的方法之一是選擇采用 Na2CO3為補充鈉堿以代替NaOH加入再生液槽，可以除去再生液中的Ca2+。2)再生時pH值低再生時控制pH值過低，由于Na2SO4再生反應(yīng)生成NaOH的量小，吸收劑液中Na2SO4 濃度就會不斷增加，易產(chǎn)生在吸收塔內(nèi)Na2SO4結(jié)晶析出，影響吸收塔的運行，為控制吸收劑液中Na2SO4濃度，就需排放一部分吸收劑液，因而增加了堿耗。因此，再生反應(yīng)的程度以再生為氫氧化鈉的硫酸鈉量與脫硫過程中氧化生成的硫酸鈉量相等，通?？刂浦泻驮偕壑性偕旱腜H來實現(xiàn)。(2)中和再生槽中吸收液的停留時間再生反應(yīng)在中和再生槽中進行，這是一個液固相反應(yīng)，涉及固體石灰的溶解及反應(yīng)，為使反應(yīng)液充分混合，需設(shè)置攪拌漿。中和再生槽容積與再生反應(yīng)所需的時間及石灰的利用率有關(guān)，為使再生反應(yīng)進行完全，并提高石灰的利用率，中和再生槽中吸收液的停留時間一般為2 3小時。(3)吸收塔內(nèi)硫酸鈉結(jié)晶析出在吸收塔中，煙氣與吸收劑液接觸，這是一個絕熱增濕降溫過程，煙氣降溫放出的熱量使吸收劑液的一部分水蒸發(fā)。因此，當(dāng)吸收劑液中的硫酸鈉濃度達到一定值時，原先處于不飽和狀態(tài)的硫酸鈉，在局部地方由于水分蒸發(fā)而達到飽和狀態(tài)而結(jié)晶析出。因Na2SO4 析出不僅會在塔壁，也會在備用噴淋層的噴嘴處，因而影響噴淋塔的運行。在下列情況下，Na2SO4易結(jié)晶析出a燃煤鍋爐煙氣溫度T > i:35°C;b煙氣中的氧含量8% 12%;c吸收液再生不完全。為避免Na2SO4結(jié)晶析出，一般采取的措施為a控制吸收塔內(nèi)吸收段溫度，在吸收塔下部設(shè)置預(yù)冷卻段；b控制吸收劑液中 Na2SO4濃度在一定范圍內(nèi)，通?？刂莆談┮旱拿芏?。(4)應(yīng)用廢堿液時產(chǎn)生固體物漂浮在液面上為降低脫硫系統(tǒng)的運行費用，有些雙堿法脫硫裝置應(yīng)用廢堿液來代替鈉堿補入系統(tǒng)。以印染廢水為例，由于印染廢水中含有表面活性劑物質(zhì)，在操作不當(dāng)時，易發(fā)生泡沫吸附分離現(xiàn)象，使再生反應(yīng)生成的CaSO3及CaSO4不是發(fā)生沉淀而是漂浮到液面上，因而使再生系統(tǒng)失效，破壞裝置穩(wěn)定運行，此類含表面活性劑的廢堿不宜供用。
權(quán)利要求
1.一種提高雙堿法脫硫的工藝，是燃煤煙氣經(jīng)電除塵后通過吸收塔與循環(huán)吸收劑液逆流接觸，脫硫后煙氣排入煙 ；吸收液送入中和再生槽，與石灰乳漿液混合，再生后進入斜板沉降器澄清分離，清液溢流入再生液槽，補加鈉堿液，然后送入吸收塔底，進行循環(huán)吸收； 斜板沉降器底液流入亞硫酸鈣漿液槽，由壓濾泵送入板框壓濾機過濾，濾液流入再生液槽， 濾餅為脫硫副產(chǎn)物；其特征在于所述的吸收塔為噴淋吸收塔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的吸收塔中吸收液硫酸鈉的濃度為0. 4 0. 8mol/L、吸收液的密度為105(Tll00kg/m3、pH值為6. 0 7. 0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的吸收塔下段設(shè)計有煙氣預(yù)冷卻段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的中和再生槽吸收液停留時間為2 3小時、中和再生槽內(nèi)的攪拌器轉(zhuǎn)速為4(T60r/min、反應(yīng)液pH值為 10. 8 11. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的再生液槽再生液的PH值為11.5 12.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的斜板沉降器的表面負(fù)荷為2m3/m2 · h，板間距為4(T60mm，斜板軸向傾斜55飛5°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高雙堿法脫硫的工藝，其特征在于所述的板框壓濾機工作壓力0. 5 0. 6MPa ；壓濾泵揚程為5(T60m。
全文摘要
一種提高雙堿法脫硫的工藝，是燃煤煙氣經(jīng)電除塵后通過吸收塔與循環(huán)吸收劑液逆流接觸，脫硫后煙氣排入煙囪；吸收液送入中和再生槽，與石灰乳漿液混合，再生后進入斜板沉降器澄清分離，清液溢流入再生液槽，補加鈉堿液，然后送入吸收塔底，進行循環(huán)吸收；其特征在于所述的吸收塔為噴淋吸收塔。本發(fā)明對雙堿法脫硫裝置的建立和穩(wěn)定可靠運行具有實用價值，可靠性達98%以上。
文檔編號B01D53/50GK102225312SQ20111012874
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者惠靜, 楊建橋, 胡俊華 申請人:江蘇正通宏泰股份有限公司