专利名称：一种新的半干法烟气脱硫工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于烟气脱硫技术领域，特别是涉及一种提高双碱法脱硫装置可靠性的组合技术。
背景技术：
烟气脱硫是防治大气污染的重要措施，在中小型电厂中常用的双碱法烟气脱硫自开发以来，已建立了不少装置，但由于设备选择以及运行方式中存在诸多工程问题，有些装置运行的稳定性和可靠性不高，主要问题可归纳为(1)如旋流板吸收塔阻力大，效率低；(2)吸收塔内及循环管路钙结垢；(3)吸收塔中硫酸钠结晶析出；(4)硫酸钠再生为氢氧化钠的量低于脱硫过程中硫酸钠的生成量；(5)钠碱消耗高；以上工程问题主要是由于吸收塔选择、中和再生系统的设计不合理，及运行方法不正确引起的，为此提出一种提高双碱法脱硫装置可靠性的组合技术，其原理如下(1)再生反应程度在中和再生槽中的再生反应为
2NaHS03+Ca(0H)2=Na2S03+CaS03·去 H20|+| H2O
Na2S03+Ca(0H)2+1 H20=2Na0H+CaS03· - H2Oj
2 2Na2S04+Ca (OH) 2+2H20 = 2Na0H+CaS04 ‘ 2H20 I上述反应，其条件为[Ca2+] [SO32I ^ Ksp, CaS03[Ca2+] [SO42I ^ Ksp, Cas04式中[Ca2+]——I丐离子浓度，mol/L ；[SO32I——亚硫酸根浓度，mol/L ；[SO42I——硫酸根浓度，mol/L ；Ksp——溶度积
发明内容
本发明的目的是提供一种提高双碱法脱硫装置可靠性的组合技术，其特征为(1) 在设备选择中选择合适的设备；( 按设备设计参数进行设计；C3)按运行参数进行设计， 以使双碱法脱硫的可靠性达98%以上。(1)选择合适的设备
1)吸收塔选择喷淋塔，它压降小，能耗省，脱硫效率高；2)液固分离选择斜板沉降器，它占地少，分离效率高。和板框过滤机过滤亚硫酸钙。(2)设备设计参数1)烟气进口温度> 135°C时，吸收塔下段设计烟气预冷却段；2)中和再生槽吸收液停留时间1. 5 2. 5小时；3)中和再生槽搅拌器转速为40 60r/min ；4)沉降器表面负荷为2m3/m2 *h，板间距为40 60mm ；斜板轴向倾斜55 65度。5)板框压滤机工作压力0. 6MPa ；6)压滤泵扬程60m。(3)运行参数1)中和再生槽反应液pH10. 8 11. 52)吸收塔吸收液中硫酸钠浓度为 0. 4 0. 8mol/L3)吸收塔中吸收液密度1050 1100kg/m34)吸收塔吸收液pH6. 0 7. 03)再生液槽再生液pH11. 5 12. 5采用该工艺能够将烟气中SO2等酸性有害成分与中和剂反应，生成硫酸盐等，使气态中的酸性成分变成固态盐，从气体中去除，实现净化气体，达到按照国家排放标准排放的目的。
具体实施例方式燃煤烟气经电除尘后通过旁路挡板门进入烟囱排放，当脱硫时，开启吸收塔进出口挡板门烟气进入吸收塔与循环泵送入的循环吸收剂液逆流接触，脱硫后烟气通过出口挡板门排入烟囱。脱硫后的吸收液由排出泵送入中和再生槽，与由石灰乳浆液泵送来的石灰乳浆液混合，发生反应而再生，再生后再生溶液由混合液泵送入斜板沉降器进行澄清分离，清液溢流流入再生液槽，由碱液泵送入补加的钠碱液，调节吸收剂液的PH值，然后由再生液泵送入吸收塔底，进行循环吸收。斜板沉降器底流液流入亚硫酸钙浆液槽，由压滤泵送入板框压滤机过滤，滤液流入再生液槽，滤饼为脱硫副产物，含有CaS03jH20和Caso4 · 2H2o。钠碱(30% NaOH)由槽车运来，送入钠碱槽，由碱液泵送至再生液槽。石灰由槽车运来，通过气力输送加入石灰料仓，经加料器进入消化槽制取石灰乳浆液，然后流入石灰乳浆液槽，由石灰乳浆液泵送入中和再生槽，再生吸收液。以75t/h燃煤锅炉为例，设烟气量为100000m7h (标方)，SO2含量为2000mg/m3 (标方)，脱硫率为90%，脱除SA量为2. 8125kmol/h,设再生溶液量为20m3/h，则[S032—]= 0. 1406mol/L,由 CaSO3 的溶度积 Ksp6. 8 X IO"8,可得 pH 彡 7. 99，CaSO3 开始沉淀，而在 ρΗ9· 5 时，约有97%的SO32-已沉淀出来。在脱硫过程中，由于烟气中的氧气，使Na2SO3氧化为Na2SO4,其氧化量约为脱出SO2摩尔数的10%，即生成Na2SO4SO. 28kmol/h0由于硫酸钙的溶解度较大，Na2SO4再生为NaOH 的反应比Na2SO3再生为NaOH的反应难，为降低CaSO4 · 2H20沉淀时的pH值，一般吸收剂液中 Na2SO4 浓度为 0. 5mol/L,即[SO,] = 0. 5mol/L,根据 CaSO4 的溶度积 9. 1 X IO"6, CaSO4 沉淀时的PH为9. 56，而要达到脱硫过程中生成Na2SO4量的95%以上的再生，则需要将pH调至 11. 0。1)再生时的pH过高当再生时控制的pH过高，易使石灰过量加入，导致吸收剂液中Ca2+量增加而带入吸收塔，使吸收塔内及循环管路中CaSO3及CaSO4W结垢。防止的方法之一是选择采用 Na2CO3为补充钠碱以代替NaOH加入再生液槽，可以除去再生液中的Ca2+。2)再生时pH值低再生时控制pH值过低，由于Na2SO4再生反应生成NaOH的量小，吸收剂液中Na2SO4 浓度就会不断增加，易产生在吸收塔内Na2SO4结晶析出，影响吸收塔的运行，为控制吸收剂液中Na2SO4浓度，就需排放一部分吸收剂液，因而增加了碱耗。因此，再生反应的程度以再生为氢氧化钠的硫酸钠量与脱硫过程中氧化生成的硫酸钠量相等，通常控制中和再生槽中再生液的PH来实现。(2)中和再生槽中吸收液的停留时间再生反应在中和再生槽中进行，这是一个液固相反应，涉及固体石灰的溶解及反应，为使反应液充分混合，需设置搅拌浆。中和再生槽容积与再生反应所需的时间及石灰的利用率有关，为使再生反应进行完全，并提高石灰的利用率，中和再生槽中吸收液的停留时间一般为1.5 2. 5小时。(3)吸收塔内硫酸钠结晶析出在吸收塔中，烟气与吸收剂液接触，这是一个绝热增湿降温过程，烟气降温放出的热量使吸收剂液的一部分水蒸发。因此，当吸收剂液中的硫酸钠浓度达到一定值时，原先处于不饱和状态的硫酸钠，在局部地方由于水分蒸发而达到饱和状态而结晶析出。因Na2SO4 析出不仅会在塔壁，也会在备用喷淋层的喷嘴处，因而影响喷淋塔的运行。在下列情况下，Na2SO4易结晶析出1)燃煤锅炉烟气温度T > 135 0C ；2)烟气中的氧含量8% 12% ；3)吸收液再生不完全。为避免Na2SO4结晶析出，一般采取的措施为1)控制吸收塔内吸收段温度，在吸收塔下部设置预冷却段；2)控制吸收剂液中Na2SO4浓度在一定范围内，通常控制吸收剂液的密度。(4)应用废碱液时产生固体物漂浮在液面上为降低脱硫系统的运行费用，有些双碱法脱硫装置应用废碱液来代替钠碱补入系统。以印染废水为例，由于印染废水中含有表面活性剂物质，在操作不当时，易发生泡沫吸附分离现象，使再生反应生成的CaSO3及CaSO4不是发生沉淀而是漂浮到液面上，因而使再生系统失效，破坏装置稳定运行，此类含表面活性剂的废碱不宜供用。
权利要求
1.一种新的半干法烟气脱硫工艺，其特征在于(1)在设备选择中选择合适的设备类型；(2)按设备设计参数进行设计；(3)按运行参数进行运行。
2.根据权利要求1所述的一种新的半干法烟气脱硫工艺，其特征在于选择的设备(1)吸收塔选择喷淋塔；(2)液固分离选择斜板沉降器和板框压滤机。
3.根据权利要求1所述的一种新的半干法烟气脱硫工艺，其特征在于设备的参数(1)烟气进口温度τ> 135°C时，吸收塔下段设置烟气预冷却段；(2)中和再生槽及吸收液停留时间2 3小时；(3)中和再生槽搅拌器转速为40 60r/min；(4)斜板沉降器表面负荷为2m3/m2-h,板间距为40 60mm，斜板轴向倾斜55 65度。
4.根据权利要求1所述的一种新的半干法烟气脱硫工艺，其特征在于运行参数为(1)中和再生槽反应液pH:10. 8 11. 5(2)吸收塔中吸收液0·4 0. 8mol/L吸收液密度:1050 1100kg/m3吸收液pH :6. 0 7. 0(3)再生液槽再生液pH11. 5 12. 5。
全文摘要
一种新的半干法烟气脱硫工艺，其特征在于(1)在设备选择中选择合适的设备类型；(2)按设备设计参数进行设计；(3)按运行参数进行运行；采用该工艺能够将烟气中SO2等酸性有害成分与中和剂反应，生成硫酸盐等，使气态中的酸性成分变成固态盐，从气体中去除，实现净化气体，达到按照国家排放标准排放的目的。
文档编号B01D53/50GK102228787SQ20111012681
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者胡俊华 申请人:江苏正通宏泰股份有限公司