鈉堿法脫硫工藝用可溶性的堿性溶液作為吸收劑,吸收SO2等酸性氣體,在中小型燃煤鍋爐、窯爐煙氣脫硫工程中應(yīng)用較為廣泛。
一、鈉堿法技術(shù)特點(diǎn)
1、系統(tǒng)液氣比小,運(yùn)行能耗低,脫硫吸收液為鈉堿溶液,脫硫效率高,一般在90%以上。
2、運(yùn)用旋流射流、壓力霧化技術(shù),設(shè)備阻力小。
3、鈉堿液脫硫,循環(huán)水基本上是含Na+的水溶液,在循環(huán)過程中對(duì)水泵、管道、設(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,便于設(shè)備運(yùn)行與保養(yǎng)。
4、吸收劑的重生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外,避免塔內(nèi)堵塞和磨損,提高運(yùn)行可靠性,降低操作費(fèi)用;
5、當(dāng)煤種和鍋爐負(fù)荷變化時(shí),可適當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH值、液氣比等因子,從而保證脫硫效率的實(shí)現(xiàn)。
6、工藝簡(jiǎn)單,不易結(jié)垢,系統(tǒng)無脫硫廢水的排放,不產(chǎn)生二次污染,比較適用于工業(yè)鍋爐和爐窯配套使用。
二、SO2吸收機(jī)理
該法使用NaOH溶液在塔內(nèi)吸收煙氣中SO2,反應(yīng)方程式如下:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O(1)
Na2SO3+H2O+SO2→2NaHSO3(2)
其中:式(1)為啟動(dòng)階段,NaOH溶液吸收SO2以及再生液pH值較高時(shí)(高于8時(shí)),脫硫液吸收SO2的主反應(yīng);式(2)為脫硫液pH值較低(5~8)時(shí)的主反應(yīng)。
隨著吸收過程的進(jìn)行,吸收液中的Na2SO3數(shù)量增多,吸收液的吸收能力下降,需向吸收液中補(bǔ)充堿液,保持吸收液中Na2SO3的濃度比例相對(duì)穩(wěn)定以保持吸收液的吸收能力,并定期外排一部分廢液。
煙氣中含有的SO3、HCl等酸性氣體也會(huì)同時(shí)被吸收劑吸收。
三、工藝流程
鍋爐煙氣沿切向進(jìn)入脫硫塔,煙氣中的微小煙塵被浸濕,經(jīng)相互碰撞形成顆粒狀后在離心力的作用下被甩到塔壁上,在水膜作用下沖落至塔底;煙氣沿著塔壁旋轉(zhuǎn)向上又經(jīng)旋流層與霧狀的脫硫液高速碰撞,此時(shí)氣、液、固三相流充分接觸,煙氣中的SO2被液體中的堿性成分大量吸收,煙氣得到充分凈化。凈化后的煙氣經(jīng)除霧器脫水后由煙囪達(dá)標(biāo)排放。
脫硫后的廢液由塔底排至沖灰溝,經(jīng)沉淀池沉淀后(煙氣中含有少量粉塵)的澄清液由脫硫泵繼續(xù)送至塔體循環(huán)使用,脫硫系統(tǒng)有少量的廢水外排;循環(huán)池中的沉淀一段時(shí)間后人工或機(jī)械清理。
四、技術(shù)參數(shù)
脫硫效率≥92%,(pH>9)
煙氣量允許波動(dòng)范圍:30%~110%
筒體阻力:900~1100Pa
五、系統(tǒng)組成
鈉堿法脫硫工藝,系統(tǒng)主要由SO2吸收系統(tǒng)、吸收劑系統(tǒng)等部分組成。
SO2吸收系統(tǒng)由脫硫塔、塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)、旋流器、除霧器以及吸收液循環(huán)泵、供給管道等部分組成。
1、噴淋脫硫塔
TDL-噴淋脫硫塔是我公司為適應(yīng)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13271-2014,《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB9078-1996及各地方標(biāo)準(zhǔn),基于常規(guī)噴淋塔,并結(jié)合酸霧廢氣處理設(shè)備技術(shù)研發(fā)而成。該噴淋脫硫塔采用圓形塔體結(jié)構(gòu),具體由進(jìn)氣段、多級(jí)噴淋段、出風(fēng)脫水段等組成;采用多級(jí)噴淋技術(shù),使氣液接觸時(shí)間明顯增長(zhǎng),提高除塵脫硫效率。可對(duì)鍋爐、窯爐運(yùn)行過程中產(chǎn)生的SO2、氮氧化物、氯化氫、氟化氫等酸霧氣體進(jìn)行有效吸附處理。
具有以下優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn):
1)塔體防腐蝕性能好,采用碳鋼內(nèi)襯天然花崗巖,天然花崗巖具有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的特性;◢弾r固定直接關(guān)系塔體防腐性能和使用壽命,我公司基于傳統(tǒng)水泥砂漿灌漿技術(shù),采用定位架和一次灌澆成形技術(shù),達(dá)到牢固、比常規(guī)技術(shù)更不易脫落的效果,有效避免采用傳統(tǒng)技術(shù)固定,塔體在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行中花崗巖脫落現(xiàn)象。
2)噴淋管與塔體采用法蘭連接技術(shù),與直接焊接式相比,采用法蘭套接拉管式增加了噴淋管維護(hù)和檢修的方便性,降低運(yùn)行成本。
3)塔體底部采用立式鋼模一次澆灌成型,克服了同類產(chǎn)品塔體底部滲水、漏水的缺陷,延長(zhǎng)脫硫塔使用壽命,保證脫硫效果。
4)塔體接縫及內(nèi)壁花崗巖間接縫處采用專用粘結(jié)劑,該粘結(jié)劑強(qiáng)度大、耐沖刷、耐腐蝕、耐高溫,有效解決接縫處漏水、塔體腐蝕等問題,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,避免其他廠家采用膠泥或水泥連接后,塔體接縫處經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間沖刷而導(dǎo)致花崗巖脫落,降低使用壽命。
5)該設(shè)備占地面積少,運(yùn)行阻力低、外形美觀等特點(diǎn),且耐腐蝕性強(qiáng),使用壽命長(zhǎng),運(yùn)行能耗低,塔上安裝維修人孔、供液管道及維修平臺(tái)、爬梯等輔助設(shè)施,安裝、檢修方便。
2、噴淋系統(tǒng)
噴淋系統(tǒng)包括管線、噴嘴、支撐、加強(qiáng)件和配件等。漿液噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)我公司根據(jù)有效計(jì)算,并結(jié)合多年豐富工程經(jīng)驗(yàn),在塔內(nèi)合理而科學(xué)的設(shè)置多層噴淋霧化系統(tǒng),使噴淋層的布置達(dá)到所要求的噴淋漿液覆蓋率,霧化區(qū)形成無死角、重疊少的霧狀液體均勻分布的霧化區(qū)段,使吸收溶液與煙氣充分接觸,從而保證在適當(dāng)?shù)囊簹獗龋?/span>L/G)下可靠地實(shí)現(xiàn)所要求的脫硫效率。
噴淋組件及噴嘴的布置設(shè)計(jì)成均勻覆蓋吸收塔的橫截面。噴嘴為316L螺旋噴嘴。
3、除霧器
除霧器用于分離煙氣攜帶的液滴,其系統(tǒng)組成:二級(jí)除霧器,除霧器系統(tǒng)包括一臺(tái)安裝在下部的一級(jí)除霧器和一臺(tái)安裝在上部的二級(jí)除霧器。
位于下部的第一級(jí)除霧器是一個(gè)大液滴分離器,葉片間隙稍大,用來分離上升煙氣所攜帶的較大液滴。上方的第二級(jí)除霧器是一個(gè)細(xì)液滴分離器,葉片距離較小,用來分離上升煙氣中的微小漿液液滴。煙氣流經(jīng)除霧器時(shí),液滴由于慣性作用,留在擋板上。除霧器設(shè)置定期沖洗裝置,防止除霧器堵塞。
4、脫硫渣處理系統(tǒng)
為了有效防止供液管道及脫硫塔內(nèi)設(shè)備結(jié)垢堵塞,確保循環(huán)脫硫液水質(zhì),脫硫后廢液進(jìn)入沉淀池,對(duì)其中的脫硫副產(chǎn)物、灰渣煙塵等固體渣質(zhì)進(jìn)行充分沉淀,從而保證循環(huán)泵入口處的脫硫液為澄清液體。沉淀后的廢渣由機(jī)械清理。
5、鋼結(jié)構(gòu),平臺(tái)和扶梯
設(shè)計(jì)全部設(shè)備檢修和維護(hù)平臺(tái)、使檢修和維護(hù)工作能夠順利進(jìn)行。設(shè)計(jì)時(shí)考慮系統(tǒng)與設(shè)備的熱膨脹,以及平臺(tái)、扶梯和欄桿協(xié)調(diào)性(如型式、色彩)。所有設(shè)備檢修和維護(hù)平臺(tái)、扶梯采用鋼結(jié)構(gòu)。