来自锅炉的烟气先经过除尘器除尘,
然后烟气经烟道从塔底进入
脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层(根据具体情况定)旋流板的方式,
旋流板塔具有良好的气液接触条件,
从塔顶喷下的碱液在旋流板上进
行雾化使得烟气中的
SO2
与喷淋的碱液充分吸收、
反应。
经脱硫洗涤
后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器,
升温后的烟气经引风机通
过烟囱排入大气。
zui初的双碱法一般只有一个循环水池,
NaOH
、
石灰和脱硫过程中
捕集的飞灰同在一个循环池内混合。
在清除循环池内的灰渣时,
烟灰、
反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未反应的石灰同时被清除,
清出的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点,
对其进行了改进。
主要工艺过程是,
清水池一次性加入氢氧化钠制成
脱硫液,用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水,在脱硫过
程中,
烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集,
从吸收塔排出的循
环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除,可回收利用,如制砖等。
上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应,
置换出的氢氧化钠溶
解在循环水中,同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等,可
通过沉淀清除。
3
、工艺流程说明
双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统,烟气系
统,
SO2
吸收系统,脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分
组成。
A
、吸收剂制备及补充系统
脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂,
氢氧化钠干粉料加入碱
液罐中,加水配制成氢氧化钠碱液,碱液被打入返料水池中,由泵打
入脱硫塔内进行脱硫,
为了将用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物进行再
生还原,需用一个制浆罐。
制浆罐中加入的是石灰粉,加水后配成石
灰浆液,将石灰浆液打到再生池内,与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。
在整个运行过程中,
脱硫产生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入
石膏脱水处理系统。由于排走的残渣中会损失部分氢氧化钠,所以,
在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充,
以保证整个脱硫系统的正
常运行及烟气的达标排放。
为避免再生生成的亚硫酸钙、
硫酸钙也被
打入脱硫塔内容易造成管道及塔内发生结垢、
堵塞现象,
可以加装瀑
气装置进行强制氧化或特将水池做大,
再生后的脱硫剂溶液经三级沉
淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。
另外,
还可在循环泵前
加装过滤器,过滤掉大颗粒物质和液体杂质。
B
、烟气系统
锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔,
洗涤脱硫后
的低温烟气经两级除雾器除去雾滴后进入主烟道,
经过烟气再热后由
烟囱排入大气。
当脱硫系统出现故障或检修停运时,
系统关闭进出口
挡板门,烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。
C
、
SO2
吸收系统
烟气进入吸收塔内向上流动,
与向下喷淋的石灰石浆液以逆流方
式洗涤,气液充分接触。脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式,塔内
zui上层脱硫旋流板上布置一根喷管。
喷淋的氢氧化钠溶液通过喷浆层
喷射到旋流板中轴的布水器上,
然后碱液均匀布开,
在旋流板的导流
作用下,烟气旋转上升,与均匀布在旋流板上的碱液相切,进一步将
碱液雾化,充分吸收
SO2
、
SO3
、
HCl
和
HF
等酸性气体,生成
NaSO3
、
NaHSO3
,
同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。
用作补给而添加的氢氧
化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧化钠溶液一起经循环
泵打入吸收塔循环吸收
SO2
。
在吸收塔出口处装有两级旋流板(或折流板)除雾器,用来除去烟气
在洗涤过程中带出的水雾。
在此过程中,
烟气携带的烟尘和其它固体
颗粒也被除雾器捕获,
两级除雾器都设有水冲洗喷嘴,
定时对其进行
冲洗,避免除雾器堵塞。
D
、
脱硫产物处理系统
脱硫系统的zui终脱硫产物仍然是石膏浆
(
固体含量约
20
%
)
,具体
成分为
CaSO3
、
CaSO4
,还有部分被氧化后的钠盐
NaSO4
。从沉淀池底
部排浆管排出,
由排浆泵送入水力旋流器。
由于固体产物中掺杂有各
种灰分及
NaSO4
,严重影响了石膏品质,所以一般以抛弃为主。在水
力旋流器内,石膏浆被浓缩
(
固体含量约
40
%
)
之后用泵打到渣处理
场,溢流液回流入再生池内。
E
、电气与控制系统
脱硫装置动力电源自电厂配电盘引出,
经高压动力电缆接入脱硫
电气控制室配电盘。在脱硫电气控制室,电源分为两路,一回经由配
电盘、
控制开关柜直接与高压电机
(
浆液循环泵
)
相连接。
另一回接脱
硫变压器,其输出端经配电盘、控制开关柜与低压电器相连接,低压
配电采用动力中心电动机控制中心供电方式。
系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。
脱硫系统的脱硫剂加料设备和旋流分离器实行现场控制,
其它实行控
制室内脱硫控制盘集中控制,亦可实现就地手动操作。
正常运行时,
由立式控制盘自动控制各个调节阀,
控制脱硫系统
石灰供应量和氢氧化钠补给量,要在锅炉负荷变动时能自动予以调
节。
烟气量的控制是根据锅炉排烟量,
由引风机入口挡板通过锅炉负
荷信号转换为烟气量与实际引入脱硫装置的烟气量反馈信号控制。
吸
收剂浆液流量的控制是通过进入脱硫装置的
SO2
量以及循环浆池中
浆液的
PH
值来控制的。副产品浆液供给量通过吸收剂浆液的流量来
控制。
除雾装置清洗水的流量、
吸收室入口冲洗水的压力以及脱水机
排出液流量单独控制。
脱硫塔底部的液位亦属于单独控制,
即通过补
给水量来控制。
吸收剂浆池浓度的控制由补给水量调节给料器的转速
以控制石灰加入量,
继而达到控制浓度的目的。
吸收室出口除雾器的
清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。
4
、二次污染的解决问题
采用氢氧化钠作为脱硫剂,在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率
快,脱硫效率高,但脱硫的产物
Na2SO4
很难进行处理,极易造成严
重的二次污染问题。
采用双碱法烟气脱硫工艺,
用氢氧化钠吸收二氧
化硫后的产物用石灰来再生,
只有少量的
Na2SO4
被带入石膏浆液中,
这些掺杂了少量
Na2SO4
的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液
分离,
分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放,
溶
液流回再生池继续使用,因此不会造成二次污染。
5
、
工艺特点
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比,双碱法原则上有以下优点:
(
1
)用
NaOH
脱硫,循环水基本上是
NaOH
的水溶液,在循环过程中
对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养;
(
2
)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,这样避免了塔内堵
塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用;同时可以用
的板式塔或填料塔代替空塔,使系统更紧凑,且可提高脱硫效率;
(
3
)钠基吸收液吸收
SO2
速度快,故可用较小的液气比,达到较高
的脱硫效率,一般在
90%
以上;
(
4
)对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。
缺点是:
NaSO3
氧化副反应产物
Na2SO4
较难再生,
需不断的补充
NaOH
或
Na2CO3
而增加碱的消耗量。另外,
Na2SO4
的存在也将降低石膏的
质量。