钠—钙双碱法烟气脱硫技术在锅炉上的应用

5 6 有色冶金节能 口环保 与综合 利用 钠 一 钙 双 碱 法 烟 气 脱 硫 技 术 在 锅 炉 上 的 应 用 马 明玲 ( 中国铝 业 中州分公 司，河 南 焦作 4 5 4 1 7 1 ) 摘要 简要介绍了 6 锅炉烟气脱硫系统采用的 “ 钠一钙 双碱法” 的化学原理及技 术工艺流程 ， 阐述 了该脱硫 技术的特点 ， 分析 了实际运行效果 。该工艺采用烧结法赤 泥坝 回水做为脱硫 所需的吸收 剂， 实现 了资源的循环利 用 。 关键词 】 烟气脱硫 ；钠一钙 双碱法 ； 环境保护 中图分类号X 7 0 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 5 1 2 2 ( 2 0 1 0 ) O 4 0 0 5 6 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Na - Ca Do u b l e Al k a l i F l u e Ga s De s u l f u r i z a t i o n i n Bo i l e r Ma Yu e l i n g Abs t r a c t ：Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e c h e mi c a l p r i n c i p l e a n d t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s o f Na Ca d o ub l e a l k a l i wh i c h h a s b e e n a d o p t e d b y 6 b o i l e r I t l i s t s t h e c ha r a c t e r i s t i c s o f Na Ca d o u b l e a l k a l i a n d a n a l y z e s i t s p r a c t i c a l o p e r a t i o n e f f e c t s Th i s t e c h n o l o g y a d o pt s r e c o v e r y wa t e r o f r e d mu d d a m o f s i n t e r i n g p r o c e s s a s a b s o r b e n t f o r d e s u l p hu r i z a n0 n，a nd a c h i e v e s r e s o u r c e s r e c y c l e Ke y wo r ds ：flu e g a s d e s u l f u r i z a t i o n；Na Ca d o u b l e a l k a l i ；e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n 煤 炭的大量 燃烧是 造成 大气 s 0 含 量升 高 和烟 尘污染 的直接原 因 。我 国排放 的 S O ： 已连续 多 年超 过 2 0 0 0万 t ， 居 世界首 位 ， 而其 中火 电厂 的 S O ： 排放 要 占整个排 放 量 的 4 0 左 右 。对 燃 烧 后 的烟 气 实 施脱 硫是 目前 世界上 控制 S O ： 污染 的 主要手 段 。某 公司热电厂是一个老厂 ， 设备相对落后 ， 脱硫 效率 低 ， 按 照 国家 环 保 政 策 ， 根 据 自身 特 点 ， 该 厂 对 新 投产 的 6 锅 炉 烟 气 脱 硫 系 统 ( 简 称 F G D) 采 用 了 钠一 钙双 碱法 脱 硫 。钠 一 钙双 碱 法 是 先 用 活 性 极 强 的钠碱 作为 吸 收剂 吸收 S O ： ， 然 后 再用 钙 碱 对 吸 收 液进 行再 生 ， 再 生 后 的 吸 收液 循 环 使 用 ， 最 终 产 物 以亚 硫 酸钙 和石 膏 形 式 析 出。现 将 此 方 法 的应 用介 绍 如下 。 1 钠一钙双碱法脱硫化学原理 采用钠基脱硫剂进行塔 内脱硫 ， 由于钠基脱硫 收稿 日期2 0 1 0 0 4 2 5 作者简介马明玲 ( 1 9 8 0一) ， 女， 吉林磐 石人 ， 大学本 科 ， 助理工程师 ， 主要从 事生产调度工作。 剂碱 性强 ， 吸收 s 0 ： 后反 应产物 溶解 度大 ， 不会 造 成 过饱 和结 晶和结垢 堵塞 问题 。脱硫 产物被 排人再 生 池 内用氢氧化 钙进 行 还原 再 生 ， 再 生 出 的钠 基 脱硫 剂再被 打 回脱硫 塔 循 环使 用 ， 固硫 沉 淀 物氧 化后 经 过脱水 处理外排 。双 碱法 烟气脱硫 化学反应 主要是 三步 ， 即 ： 脱硫反 应 、 再生 反应 和氧化反 应 。 1 1脱硫反应 N a 2 CO 3+S O 2 _ + Na 2 S O 3+C O2 ( 1 ) 2 N a O H+s 0 2 一 十 N a 2 S 0 3 +H 2 0 ( 2 ) Na 2 S O3 +S O2+H2 O- - - 2 Na HS O 3 ( 3 ) 式 ( 1 ) 为 吸 收 启 动 反 应 式 ； 当碱 性 较 高 ( p H 9 ) 时 ， 式 ( 2 ) 为主要 反应 ； 当碱 性 降低 到 中性 甚 至酸 性 ( 5p H 9 ) 时 ， 则 按式 ( 3 ) 发 生反应 。 1 2再生反 应 C a ( 0H) +2 N a HS O _ N a 2 S O3+ C a S O 3 1 2 H 2 0+1 2 H 2 0 ( 4 ) C a ( O H) 2 +N a 2 S O 3 - - + 2 N a O H+C a S O 3 ( 5 ) 在石 灰浆 液 中 ， 中性 的 N a H S O 很 快 跟 石 灰 反 应释放出 N a ， 随后生成 的 S O ： 又继续跟石灰反 2 0 1 0年 8月第 4期 钠 一钙 双碱 法烟 气脱 硫技 术在 锅炉 上 的应用 马明玲 5 7 应 ， 生成 的 C a S O 以半水 化合 物 形式 沉 淀下来 ， 从 而 使 N a 得 到再 生 ， 吸收液 恢 复对 S O ， 的吸 收能力 ， 循 环使 用 。 1 3氧化 反 应 吸收液 中 的 N a S 0 ， 被 氧 化 生 成 N a S O ， 再 生 过程 中 的 亚 硫 酸 钙 ( C a S O 。 1 2 H ： O) 流 人 “ 曝 气 池 ” 氧 化 槽 后 在 酸 性 条 件 下 氧 化 生 成 石 膏 ( C a S O 2 H 0) ， 反应 式如 下 ： N a 2 S O 3+1 2 0 2 Na 2 S O 4 ( 6 ) 2Ca SO3 1 2 H2 0 +Na 2 S O4+H2 S O4+3H2 0 2 Na HS O3+2 C a S O 4 2 H2 0 ( 7 ) 2 钠一钙 双碱法技术工艺流程 钠一钙 双碱 法工 艺 流 程共 分 成 5个 系 统 ， 即石 灰 乳 浆液 制备 系统 、 烟 气 和吸 收塔系 统 、 固硫及 吸 收 液再 生系统 、 石 膏脱水 系统 和工 艺水 系统 ， 基本 流程 见 图 1 。 图 1 钠 一 钙 双 碱 法 工 艺 流 程 1 脱硫副塔2 脱硫主塔3 赤泥回水槽4 石灰乳调配槽5 石灰乳制备槽6 浆液泵 7 旋流器8 真空皮带机9 反应 池1 0 循环泵 1 1 循 环池 1 2 脱硫 泵 1 3 氧化槽 1 4 氧化储液槽1 5 脱硫泵1 6 沉淀池 在 6 锅 炉烟 气 脱硫 系统 中 ， 作 为脱 硫 吸 收剂 的 脱 硫塔 排 出废液 通过 排灰 沟进入 反应 池与加 入 N a C O 。 由烧 结 法 氧 化 铝 赤 泥 坝 回水 提 供 。 在 氧 化 的石灰 乳浆 液进 行置 换反 应 ， 生 成 N a O H 和 C a S O ， 铝 生产过 程 中 ， 有 大量 赤 泥需 要 用 水 力输 送 方 式 将 反应 液体 通 过 脱 硫 泵 被 输 送 到 沉 淀 池 进 行 沉 淀 过 其送 至赤 泥堆 场 ， 赤 泥 回水送 回厂 内重 复使 用 ， 赤泥 滤 ， 上 层清 液 自流 回到 循 环 池 ， 补 充 钠碱 后 再 循 环 ， 回水 呈 强碱 性 ， 正好 可 以作 为 6 锅 炉脱 硫 系 统 中的 沉 淀 池底 流 自流 人 “ 曝 气 池 ” 氧 化 槽 。 “ 曝 气 吸 收剂 。 池 ” 中的 C a S O 1 2 H 0在 酸 性 条件 下 被 强 制 氧 化 赤 泥 回水 首 先进 入储 备槽 ， 通 过 流 量控 制 进 入 为 C a S O 2 H ： 0， 曝气 时 间 现场 调 整 ， 氧 化后 液 自流 循环 池 ， 循 环 液 通 过 循 环 浆 液 泵 被 输 送 到 吸 收 塔 。 人 氧 化储存 槽被 充 分 氧化 生 成 石 膏 晶体 ， 由石 膏 浆 来 自锅炉 的含 s 0 ， 烟气先经过电除尘器除尘 ， 然后 液泵打入石膏脱水系统进行处理 ， 由于排走 的残渣 经 烟道从 塔 底 进 入 脱 硫 塔 。脱 硫 塔 内设 置 2层 喷 中会 损失部 分氢 氧 化钠 ， 所 以在 循 环 池 中定 量 进 行 淋 ， 2层 布水 筛 网 ， 1 层 除雾 器 ， 同 时在脱 硫塔 内布 置 赤 泥 回水 的补充 ， 保 证 整 个脱 硫 系 统 的 正 常运 行 以 3层旋流板 ， 旋流板塔具有 良好 的气液接触条件 ， 从 及烟气的达标排放。 塔顶 喷下 的碱 液在旋 流 板上进 行 雾化使 得 烟气 中 的 石 膏浆 液首 先进 入石 膏旋 流脱水 器进行 一级 脱 s 0 与喷淋的碱液充分吸收、 反应。烟气 中的 s 0 与 水 ， 经分离脱水后 的石膏浆液直接进入真空皮带过 N a ， C O 反应 生 成 N a ， s 0 和 N a H S O ， 经 脱 硫 洗 涤 后 滤机 进行进 一 步脱 水 处 理 ， 成 品石 膏 堆 积 在脱 硫 石 的洁净烟 气经 过 除雾器 脱水后 进 入脱硫 副塔 继续 脱 臂仓 待运 。 水 干燥 ， 最后 经旁路 烟气 升温 后通 过烟 囱排 人大 气 。 5 8 有色冶金节能 口环保 与综合利 用 3 钠一钙双碱法脱硫技术 的特点 钠一钙 双碱法具 有 “ 三 高 、 二 低 、 一 小 ” 的特 点 ， 即 ： 脱硫 效 率 高 、 可 利 用 率 高 、 可 靠 性 高 ； 投 资 成本 低 、 运 行费用低 ； 占地 面积小 。 ( I ) 工程投资少 ， 经济效 益高。“ 钠一钙双碱 法” 工程投 资 仅 为其 他 湿 法技 术 的 2 33 4 ， 而 脱 硫 效 率相 当 ， 脱硫 后 的 S O 和烟 尘 排放 完 全 满足 环 保 要求 。 ( 2 ) 工艺先 进 ， 运行 费 用 低 。因钠 碱 活 性极 强 极高， 采用较小的液气 比就可达到较高的脱硫效率 ； 采用廉 价的钙 碱进 行再 生 ； 钠 碱重复利 用 ， 大 大降低 了运行成 本 。 ( 3 ) 脱 硫 除 尘 一 体化 。经 过 喷淋 、 吸 收 、 吸 附 、 再 生 ， 以及 脱水 、 除雾等物 理化学 过程 ， 达 到脱硫 、 除 尘 、 除湿 、 净 化烟气 的 目的。 ( 4 ) 运行稳 定可靠 ， 对煤 种变化 的适应性 强 。 4 钠一钙双碱法脱硫效果 为保 证 6 锅 炉 的脱硫 效 率 ， 该 厂提 前 对运 行 人 员 进行 了技 术培训 。在运 行过程 中严格按 作业标 准 操作 ， 循环池 的液位 、 温度 等严格 按标准控 制 。该 厂 对脱 硫塔排放 处 S O 浓度 进 行 了检 测 ， 表 1为 6 炉 采用 “ 钠一钙 双碱 法 ” 烟 气脱 硫 技 术 后 的脱 硫指 标 情况 。 从 表 1 可 以看 出 ， 脱硫 系统运行 以后 ， 烟 气排放 s 0 浓 度 明显 降低 ， 远低 于国家 烟气排 放 s O 浓 度小 于 4 0 0 mg m 的标 准 。 表 1 采用钠一 钙双碱法烟气脱硫后的指标 值得一提的是 ， 在 6 炉脱 硫系统 中， 采用烧结 法赤泥坝回水做为脱硫所需的吸收剂 N a 。 C O ， ， 既节 约 了吸收剂 ， 又节 约 了工业 水 。但 由于 赤泥 回水 中 杂质 较多 ， 脱 硫系统 中 的喷淋 装置容 易堵塞 ， 该厂技 术人员 正在进 行技 术 攻关 ， 希 望 可 以通过 过 滤等 方 式来解决 这一难 题 。经过初 步估算利 用赤泥 回水每 年 可节 约成本 3 9万元 ， 经济效益 可观 。 5 结束语 6 锅 炉采 用钠 一钙 双 碱 法 烟气 脱 硫技 术 ， 大 大 降低 了烟 气 中 S O ， 的 排 放 浓 度 ， 达 到 了 国家 标 准 。 特别是采 用烧结 法赤 泥坝 回水 做为脱 硫所需 的吸收 剂 N a ： C O ， ， 实现