双碱法脱硫技术方案(编辑修改稿)

双碱法脱硫技术方案(编辑修改稿)内容摘要：

利用率： 40% 双碱法脱硫技术方案 燃烧后脱硫（ FGD） 干法脱硫和半干法脱硫 ，典型的如氧化铜法，其脱硫原理是流化床CuO 烟气脱硫以 CuO 为吸收剂。 为提高吸收剂的比表面积， CuO 浸渍于多孔的三氧化二铝颗粒中，制成以三氧化二铝为载体的吸收剂颗粒。 其脱硫反应在流化床反应器内 进行，烟气通过流化床反应器时使吸收剂颗粒呈流化状态，同时，烟气中的硫氧化物与吸收剂颗粒中的 CuO 发生反应： 42212 Cu S OOSOCu O  43 CuSOSOCuO  上式反应使烟气中的硫氧化物被吸收剂吸收，烟气得到了净化。 而吸收剂颗粒的 CuO 变成了 CuSO4，降低了吸收剂对硫氧化物的吸收能力，所以反应器需要不断补充新鲜的吸收剂。 CuO 工艺的特点如下： （ 1）能同时去除烟气中 90%以上的硫氧化物和氮氧化物； （ 2）可用氢气、甲烷、一氧化碳等气体使失效的吸收剂再生，并循环 使用； （ 3）不产生干的或湿的废渣，没有二次污染； （ 4）投资较小、运行费用低； ，在这里仅简单讨论一例，即喷雾干燥法烟气脱硫工艺。 喷雾干燥是一种传统的干燥工艺方法。 它是将需要干燥的介质溶液通过喷头高速旋转产生的强大动能在高温气体中雾化，利用高温气体的热量将雾滴水分蒸发形成干燥的粉状固体产品收集下来。 烟气脱硫的干燥工艺是在干燥发生的同时亦发生化学吸收反应，达到脱硫的目的。 其主要反应有： 石灰熟化：         OHCaOHCaOHC a O 2222 固固 SO2物 理吸收：    液气 22 SOSO      32 H SOOHSO 液 双碱法脱硫技术方案 亚硫酸盐的部分氧化：     2422123 SOOSO 液 反应产物析出：  固3223 Ca S OCaSO    固4224 C a S OCaSO   总反应式：         OHC a S OOHCaSO OH 2322 2   固固气         OHC a S OOOHCaSO OH 2422122 2   固固气 湿法脱硫 湿式洗涤系统优点是：设备小，操作较容易，且脱硫效率高，比较安全，成本相对较低。 能够除去烟气中的可 溶成分，气体污染物可与尘粒同时被吸收，并中和气体内的腐蚀成分；但脱硫后烟气温度降低，不利于烟气扩散。 主要缺点：洗涤液吸收了气体中的腐蚀成分，导致设备和构件的严蚀，洗涤废液难于处理等。 湿式烟气脱硫技术在工艺、设备、防腐与选材及废物处理等方面，都在不断革新、改造和发展。 至今，湿式烟气脱硫系统在空气污染控制技术中仍属于主导地位，国内应用煤粉炉装置已 占有相当的比例，并且在设备结构、选材等方面具有独特的优点，但在工艺改革、废物处理方面的发展较慢。 目前，世界上烟气脱硫的方法以达 100 多种，工业上应用的方法也约有 20 种。 其中湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的 85%左右，而湿式石灰石 /石灰法又占湿法的约 80%，在当今技术中占主导地位，但脱硫塔容易结垢甚至堵塞。 与石灰石 /石灰法相比，钠钙双碱法可具有以下优势：，大大减少结垢机会； SO2速率快，故可用较小的液气比达到较高的脱硫效率； 化技术而言 ，可避免未反应完的石灰颗粒混在沉灰池的灰渣中，而提高石灰利用率。 双碱法脱硫技术方案 国内对双碱法烟气脱硫的研究报告较少。 而本课题的试验内容就是对钠钙双碱法脱硫工艺的钠基清液吸收 SO2 部分进行试验研究；但对其脱硫剂再生过程没有做更多的试验研究，试验的主要设备是湍球塔。 湍球塔是近年发展起来的高效传质、传热和除尘设备，全称为 Turbulent Contact Absorber 简称 TCA ，国内称三相流化床。 TCA 设有两层格栅，在格栅中放入塑料空心球，碱性吸收液从上喷下、含尘烟气由下引入，在气液两种流体作用下，球体无规则 的高速湍动，形成三相流化床，使气液两相充分接触，气体经塔顶旋流板除去其所带水分后排出湍球塔。 湍球塔在一定流体速度范围内，床层压降变化不大，因此具有处理气量大、耗能低、装置结构简单、价廉、操作方便等优点。 由于球体的湍动，塔体具有自净作用，不易被固体和粘性物料堵塞，特别适用于处理含有固体微粒、传质单元数不多的不可逆化学吸收过程，用 NaOH 作吸收剂吸收烟气中 SO2的工艺过程正属此类过程。 双碱法脱硫技术方案 第三章 冷态模拟试验装置 试验所用仪器 本次试验所用试验仪器有： （ 1）烟道气分析 仪 （ 2）比托管 （ 3） ph 计 （ 4）气 /液体流量计 （ 5）湍球塔 （ 6）风机 （ 7）水泵 （ 8）电子天平 湍球塔试验装置 本次试验所用湍球塔脱硫装置示意图如图 1： 附 图 冷 态 试 验 系 统 流 程 图泄 水 管进 气 口测 速 孔旋 流 板喷 头阻 挡 栅 板支 撑 栅 板观察孔水泵水 箱流 量 计为 测 压 口排 气 口 图 1：湍球塔脱硫装置示意图 双碱法脱硫技术方案 ：通过流量计配入一定量的 SO2 气体，和空气混合后由进气口进入湍球塔下段，烧碱溶入水后配成一定 PH 值的吸收液经过水泵、流量计后从湍球塔的上端喷头处往下喷出，气体和液体在湍球塔中逆向流动， 由于球体的湍动，加剧了 SO2与 NaOH 溶液的反应。 脱硫后的气体经过塔顶部旋流板除沫后排入大气。 试验中，要考虑所有可以控制的、对脱硫率影响较大的参数（因素）。 通过多次试验改变这些参数值，分析参数值变化时对脱硫率 η定性的影响关系。 ：试验前先用皮管把 SO2 钢瓶接到气体流量计上， 然后再用一根皮管把流量计接在进气口管道上的小孔处，当试验开始时，用风机向塔内吹入一定量的空气，再通过读流量计上的读数来控制钢瓶上的气阀，使得流入塔内的 SO2 浓度接近预定值。 整个气体由空气和二氧化硫组成，与实际烟气成分有很 多不同点。 首先实际烟气的温度很高，而模拟烟气在常温下进入塔内；其次实际烟气的成分很复杂，含有大量的烟尘颗粒，而模拟烟气不含有固体颗粒。 所以本次试验只能是简单的冷态模拟试验，其试验研究可为进一步废碱液脱硫的试验研究做准备。 双碱法脱硫技术方案 第四章 烟气脱硫基础试验研究 脱硫原理 烧碱法烟气脱硫是利用 NaOH 与 SO2作用生成 Na2SO3或 NaHSO3其主要化学反应如下： SO2的反应： OHSONaSON aO H 23222  32232 2 N aH SOOHSOSONa  上式两反应是本次试验的主要反应，反应发生在湍球塔内，这样既吸收了 SO2 又不会在塔内形成脱硫渣沉淀堵塞塔体，这就为双碱法塔外反应的研究做好了第一步准备。 ：   OHOHC a S OSONaOHCaN a H S O 223221432232    OHC a S ON a O HOHOHCaSONa 2213221232 2  上式两反应为双碱法的脱硫剂再生反应，实现了脱硫剂的循环利用。 但这一步在本试验中并没有做进一步试验研究。 所以本次试验的主要内容是试验、分析、研究塔内的各种工况点的脱硫 效率。 从反应机理来看，反应的控制过程及 SO2 的吸收过程是在塔内进行的它和气、液、固的三相湍动程度有关。 所以，在设计湍球塔的结构和运行工况时，要充分考察化学反应的需要。 即在允许的压降范围内，尽可能提高床层的湍动程度，有利于 SO2的吸收，这样才能提高烟气的脱硫效率。 双碱法脱硫技术方案 试验设计 试验设计分两大部分： ； ，这一步在正交试验结果分析后再进行。 正交表的选用 试验设计是数理统计学科的一个分支，它主要是研究如何收集数据以供统计推断之用。 在科学研 究、科学试验中，为了研制新产品，改革工艺条件，试验新方法，从而达到提高产品产量和物理性能，降低成本的目的，经常要设计多因素的试验。 合理的安排试验，能减少试验次数，缩短时间，获得有效结果。 试验安排得不好，就可能增加试验次数，造成各方面浪费，结果还未必满意。 因此，用科学的方法安排试验，不仅减少试验次数，还能通过试验设计直接选优，减少随机误差对数据分析的影响，保证结果的精度和可靠性。 试验设计的方法很多，用得较多的是正交试验设计。 它在可控因素的试验中，能适应多种数据结构的情形。 说明：本次正交试验设计中，所有的因素 都取了三个水平，因为这次试验是湍球塔建成后的第一次试验，对塔的结构是否设计的合理还不清楚，对如何合理地取主要影响因素的水平数还不确定。 另外，每个因素都取三个水平也使数据结构简单化。 本次试验中 5 个因素各取 3 个水平，可产生 35=243 个试验条件，用正交表选出的试验条件只是 243 个试验条件中的一部分。 然而由于正交表的正交性，这些选出的条件均衡地分散在这 243 个条件中，它们的代表性是很强的。 所以，本次试验研究用正交表设计试验方案，会收到很好的效果。 通过分析可以找到影响脱硫率的主要因素及它的好水平。 用正交表安排试 验既减少试验次数。