废气处理

烟气脱硫装置

      烟气脱硫(简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五 种 方 法 : 以CaCO3( 石 灰 石 ) 为 基 础 的 钙法 , 以MgO为基 础 的 镁 法 , 以 Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。

      国家对治理环境污染,推行循环经济要求越来越高,特别是对有害尾气治 理的要求越来越严格。据此,公司审时度势,开发了尾气脱硫整体成套技术钙 法和纳法两种尾气脱硫技术。

钙 法:
     石灰石和石灰湿法FGD工艺,是典型的气体化学吸收过程。烟气在洗涤的过程中发生了复杂的化学反应。脱硫的生成物为硫酸钙和亚硫酸钙。从烟气中脱除SO2的过程在气体液固三相中进行,发生了气液反应和液固反应。其主要化学反应式:



     工艺过程有脱硫反应速率取决于上述的控制步骤。简而言之,实际操作过程中,必须控制好PH值(加石灰石时,PH一般控制在5.8~6.2;加石灰时,PH一般控制在6.5~7.5)。PH值下降,当SO2溶解达到饱和后,SO2的吸收就会终止,反之亦然。
     目前国内CaCO
3回收作为制作石膏的原料。

工作原理 :


     烟气由于切向进入脱硫塔,因而下流的吸收液被旋切成较小的液滴,使气液间有很大的接触面积,同时液滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后甩到塔壁上沿壁上沿壁下流与螺旋上升的气流产生第二次强烈的传质交换及化学反应,旋转下降的吸收液经过溢流装置后流向下层湍流板,气液多次在湍流板间产生更强烈碰撞,传质和反应。确保SO2被充分吸收。经充分吸收的烟气必然夹带大量液滴,这种夹带液滴的气流经过塔顶旋流除雾器时,再次被加速和旋转,液滴被离心分离出来,同时也产生传质和化学反应,进一步提高吸收效率。净化的烟气经除雾后由烟囱直接排空。

    有关资料表明,世界上已有25000多套FGD装置,处理烟气量700Mm3/h,一年可脱二氧化硫近10Mt,这些装置90%在美国,日本和德国。

钠 法:
亚硫酸钠法烟气脱硫是采用亚硫酸钠水溶液吸收SO2的烟气脱硫工艺。Na2SO3吸收SO2生成NaHSO3。将含有Na2SO3、NaHSO3的吸收液进行加热再生得到增浓的SO2,再生的吸收剂返回吸收器回路中,再生工序得到的SO2中含水蒸气较多,可用冷凝法去除,必要时可经浓硫酸干燥塔干燥,回收的SO2可以生产液态SO2、液态SO3、硫酸或元素硫,视市场和成本而定。
主要化学反应如下:



该脱硫工艺包括烟气预处理、SO2吸收、吸收剂再生、SO2回收和产品纯化等工序。烟气预处理去除飞灰和氯化物,SO2吸收在分馏塔式吸收器内进行,脱硫率达90%以上。在吸收塔中部分Na2SO3氧化为硫酸钠,需定时补充钠(以碳酸钠或氢氧化钠形式),以10水合物存在的硫酸钠(芒硝)可通过真空结晶作用不断地从再生的吸收液中除去。该工艺脱硫率高,操作管理方便,回收的SO2浓度高,用途较广,适合处理大气量的烟气。




钠法工作原理:

      冶炼烟气净化系统除去其中的尘(≤5mg/m3)及三氧化硫后,在2KPa压力下进行吸收系统。在吸收塔内,用约 11.5%的稀碱溶液作为吸收剂,对二氧化硫进行逆流吸收。当吸收液PH值达到5.6~6.0时,送去中和。吸收液与稀碱液 分别加热至85~95℃后混合,调整PH值为9~10时,加入硫化钠脱色,除铁,然后用真空过滤进行固液分离。固体废 弃,液体进入一效蒸发器浓缩,直至NaSO3达到30%,进入二效蒸发器继续浓缩,控制蒸发液NaSO3大约在45%。蒸发 液依次经过闪蒸罐,旋液分离器后,由离心分离机分离,得到含湿精产品。在振动流化床中,定期检测母液盐量,超标 部分外排,通过冷结晶生产七水亚硫酸钠。本七艺的核心为蒸发浓缩,公司采用双效逆流蒸发工艺,一方面要控制浓缩 液的浓度及结晶粒度,以满足分离要求:另一方面要严格控制过料,以防止因亚硫酸钠结晶而造成系统堵塞。一效蒸发 器蒸汽进口压力维持在300KPa左右,二效蒸发器负压操作,利用一效蒸发产生的二次蒸汽。运行中要定期用冷凝水洗 罐,以避免亚硫酸钠粘壁影响传热效果。

湿法烟气脱硫工艺:

     以石灰石浆液等碱性物质作为吸收剂,在吸收塔内与烟气接触并充分混合,吸收,反应从而达到脱除SO2的目的,烟 气中的SO2与石灰石中的碳酸钙反应生成的亚硫酸钙则通过进一步强制氧化生成副产品石膏进行综合利用。吸收塔是整个 系统的核心,兼具除尘,冷却,吸收,氧化等多项功能。为了减少设备结垢,堵塞等现象的发生,保证烟气脱硫装置及主 机系统的正常稳定运行,在国内外的脱硫工程中,吸收塔大都采用空塔的形成,即在吸收区仅由浆液喷淋系统,通过喷淋 管道上的喷嘴将吸收剂雾化成直径较小的液滴,从而形成大量的气液相反应表面积,烟气则通过该充满细小液滴的吸收区 域与之接触,其中SO2等被液滴吸收,脱除有害成份后的烟气中含有部分水滴,为降低其对下游设备的影响,通常在吸收 塔内部设置除雾器,使烟气中的水份降低以75mg/Nm3左右后排出。

脱硫塔循环控制:

      脱硫塔循环槽脱硫液出口处各自设置压力,温度,PH传感器及Na2SO3浓度控制仪表(或吸收液重量监测仪表),通 过对吸收液PH值和吸收液Na2SO3浓度的连续监测,当达到设定值时,自动泵入吸收液和泵出饱和液,并通过调节吸收液 的吸收时间和泵入,泵出时间来控制吸收过程。

脱硫塔循环槽脱硫液出口处各自设置压力,温度,PH传感器及Na2SO3浓度控制仪表(或吸收液重量监测仪表),通 过对吸收液PH值和吸收液Na2SO3浓度的连续监测,当达到设定值时,自动泵入吸收液和泵出饱和液,并通过调节吸收液 的吸收时间和泵入,泵出时间来控制吸收过程。

脱硫法工作原理:

      净化后的烟气由于切向进入脱硫塔,因而下流的吸收液被旋切成较小的液滴,使气液间有很大的接触面积;同时液 滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最后甩到塔壁上沿壁下流与螺旋上升的气体、流产生第二次强烈 的传质交换及化学反应,旋转下降的吸收液经过溢流装置后流向下层湍流板,气液多次在湍流板间产生更强烈碰撞,传 质和反应。确保SO2被充分吸收。经充分吸收的烟气必然夹带大量的液滴,这种夹带液滴的气流经过塔顶旋流除雾器(两 级)时,再次被加速和旋转,液滴被离心分离出来,同时也产生传质和化学反应,进上步提高吸收效率。净气经除雾后 由烟囱直接排空。