高溫原煙氣進入
燃煤鍋爐/工業窯爐排出的煙氣(120~180℃)經?靜電除塵器(ESP)?或?布袋除塵器?初步除塵(塵濃度<50mg/m3)。
煙氣降溫
通過?GGH(煙氣換熱器)?與凈化后的低溫煙氣(約50℃)換熱,溫度降至?80~90℃(避免高溫損壞吸收塔內防腐層)。
進入吸收塔
降溫后的煙氣從吸收塔?下部入口?進入,與噴淋漿液逆流接觸。
噴淋層反應
塔內設置?3~6層噴淋層,通過離心噴嘴將石灰石漿液霧化成細小液滴(粒徑0.1~2mm)。
強制氧化
塔底漿液池中通入?氧化空氣(由羅茨風機提供),將亞硫酸鈣(CaSO?)氧化為硫酸鈣(CaSO?·2H?O,即石膏):
氧化風量控制:≥2.5Nm3/min·噸漿液,氧化率需>95%。
漿液循環
漿液通過?循環泵?從塔底抽出,經噴淋層反復使用,液氣比(L/G)通??刂圃?15~25 L/m3。
除霧器脫水
煙氣上升至塔頂,經過?兩級除霧器(屋脊式+管式):
去除攜帶的漿液霧滴(液滴含量<20mg/m3)。
定期用?高壓沖洗水?防止堵塞。
煙氣再熱(可選)
通過?GGH?或?蒸汽加熱器?將煙氣升溫至≥80℃,避免煙囪形成“石膏雨”。
凈煙氣排放
SO?濃度降至<35mg/m3(超低排放<10mg/m3),經煙囪排入大氣。
石膏漿液排出
吸收塔底部漿液(含15%~20%固體)通過?石膏排出泵?送至旋流器。
一級濃縮
旋流器將漿液濃縮至?40%~50%含固率,溢流液(稀漿)返回吸收塔。
真空皮帶脫水
濃縮漿液進入?真空皮帶脫水機,產出石膏濾餅(含固率≥90%)。
石膏品質控制:
游離水<10%
Cl?<100ppm(若用作建材)。
廢水處理
脫硫廢水(含Cl?、F?、重金屬)經?中和+沉淀+絮凝?處理后回用或達標排放。
參數 | 控制范圍 | 偏離后果 |
---|---|---|
漿液pH值 | 5.2~5.8 | pH<5.0:SO?吸收率下降 |
漿液密度 | 1080~1150kg/m3 | 過高:管道磨損加劇 |
氧化風量 | ≥2.5Nm3/min·噸漿液 | 不足:CaSO?積累結垢 |
入口SO?濃度 | ≤3000mg/m3(設計值) | 超負荷:排放超標 |
除霧器壓差 | <200Pa | 堵塞:煙氣帶水量增加 |
煙氣處理:首先,鍋爐產生的煙氣經過靜電除塵器去除顆粒物,然后通過增壓風機送入吸收塔。在吸收塔內,煙氣與噴淋的石灰石漿液充分接觸,煙氣中的二氧化硫(SO?)與漿液中的碳酸鈣(CaCO?)發生化學反應,生成亞硫酸鈣(CaSO?),隨后被空氣中的氧氣氧化成硫酸鈣(CaSO?),即石膏。
石灰石漿液制備:石灰石首先被破碎成細粉,然后與水混合制成石灰石漿液。該漿液通過泵輸送到噴霧干燥器或吸收塔中。
吸收塔系統:吸收塔是整個脫硫工藝的核心設備,用于捕集煙氣中的SO?并將其轉化為石膏。在吸收塔中,循環漿液通過噴淋系統噴灑到煙氣中,使煙氣中的SO?與漿液中的碳酸鈣充分反應,生成石膏沉淀物。
石膏脫水系統:生成的石膏漿液通過旋流分離器和真空皮帶機進行脫水處理,最終得到含水量低于10%的干燥石膏產品。石膏可以作為副產品出售或進一步加工。
廢水處理系統:在脫硫過程中產生的廢水需要經過中和、沉淀、絮凝和澄清等步驟進行處理,以確保排放水質符合環保要求。
副產品處理:最終形成的石膏可以用于建材工業、土壤改良等領域,是一種環保且經濟的資源回收方式。
整個石灰石-石膏濕法脫硫工藝不僅有效減少了煙氣中的二氧化硫排放,還實現了資源的循環利用,具有較高的經濟性和環保性。
吸收劑的選擇與使用:濕法脫硫通常采用石灰石作為主要吸收劑,通過將其與水混合制成石灰石漿液。石灰石漿液在吸收塔內與煙氣中的SO2反應,生成亞硫酸鈣(CaSO3),然后通過氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),從而凈化煙氣。石灰石漿液濃度、氣體流速和反應溫度等參數對脫硫效率有顯著影響。
工藝流程:濕法脫硫工藝包括預處理(如降溫、增濕、除塵)、吸收、氧化、富液處理(灰水處理)、除霧(氣水分離)、被凈化后的氣體再加熱以及產品濃縮和分離等步驟。整個過程在吸收塔中完成,吸收塔是核心設備,用于實現SO2的吸收和轉化。
反應條件控制:濕法脫硫過程中,反應溫度和壓力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之間,以確保反應效率。此外,堿液噴淋量的控制也至關重要,適量噴淋可以有效中和煙氣中的酸性成分,過多或過少都會影響脫硫效果。
設備設計與優化:合理的反應器設計和優化是提高脫硫效率的關鍵。例如,順流噴淋濕法脫硫系統通過設置雙向噴淋層,提高了脫硫劑粉的捕捉空間和脫硫效率。此外,濕法脫硫塔的設計參數對于工藝效率至關重要,需要根據煙氣特性和工藝要求進行選擇。
廢水處理:濕法脫硫過程中會產生廢水,需要進行預處理軟化、濃縮減量、蒸發結晶等處理工藝,以減少環境污染。廢水處理技術包括廢水循環利用和廢液再生等方法,以提高資源利用率。
協同除塵性能:濕法脫硫系統通常具有一定的協同除塵性能,綜合除塵效率應不小于70%,出口顆粒物濃度應不大于10 mg/m3。當出口顆粒物濃度大于10 mg/m3時,宜采用管式等型式的濕式電除塵器。
經濟性與環保性:濕法脫硫技術具有高效、可靠、成熟等特點,是目前廣泛應用于燃煤電廠的脫硫技術之一。其副產品石膏經脫水后可回收利用,具有較高的綜合利用價值。
濕法脫硫系統涉及多個關鍵環節和技術要點,包括吸收劑的選擇與使用、工藝流程、反應條件控制、設備設計與優化、廢水處理以及協同除塵性能等方面。這些因素共同決定了濕法脫硫系統的效率和效果。
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