钠_钙双碱法烟气脱硫技术在锅炉上的应用.pdf

钠 ) 钙双碱法烟气脱硫技术在锅炉上的应用 马玥玲 (中国铝业中州分公司, 河南 焦作 454171) 摘 要 简要介绍了 6 #锅炉烟气脱硫系统采用的/ 钠) 钙双碱法0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) 钙双碱法; 环境保护 中图分类号 x701 文献标识码 b 文章编号 1008- 5122(2010) 04- 0056- 03 application ofna2ca doublealkali fluegas desulfurization in boiler ma yue2ling abstract: this paper introduces the chemical principle and technological process ofna2 ca double alkali which has been adopted by 6 # boiler .it lists the characteristics ofna2 ca double alkali and analyzes its practical operation effects. this technology adopts recoverywater of redmud dam of sintering process as absorbent f or desulphurization ,and achieves resources recycle . k ey words :flue gas desulfurization ; na2ca double alkal; i environ mental protection 收稿日期 2010- 04- 25 作者简介 马玥玲 ( 1980- ), 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。 煤炭的大量燃烧是造成大气 so2含量升高和烟 尘污染的直接原因。我国排放的 so2已连续多年超 过 2 000万 , t 居世界首位, 而其中火电厂的 so2排放 要占整个排放量的 40 % 左右。对燃烧后的烟气实 施脱硫是目前世界上控制 so2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 fgd)采用了 钠 ) 钙双碱法脱硫。钠 ) 钙双碱法是先用活性极 强的钠碱作为吸收剂吸收 so2, 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 ) 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 剂碱性强, 吸收 so2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。脱硫产物被排入再生 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。 111 脱硫反应 na2co3+ so2y na2so3+ co2( 1) 2naoh + so2y na2so3+ h2o( 2) na2so3+ so2+ h2oy 2na hso3( 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 ( 5 ph 9)时, 则按式 (3)发生反应。 112 再生反应 ca(oh )2+ 2na hso3y na2so3+ caso3# 1/2h2o+ 1/2 h2o( 4) ca(oh )2+ na2so3y 2naoh + caso3( 5) 在石灰浆液中, 中性的 nahso3很快跟石灰反 应释放出 na + , 随后生成的 so 2- 3又继续跟石灰反 #56#有 色 冶 金 节 能 t 环保与综合利用 应, 生成的 caso3以半水化合物形式沉淀下来, 从而 使 na + 得到再生, 吸收液恢复对 so2的吸收能力, 循 环使用。 113 氧化反应 吸收液中的 na2so3被氧化生成 na2so4, 再生 过程中的亚硫酸钙 (caso3# 1/2h2o)流入 / 曝气 池 0) ) 氧化槽后 在酸性条件下氧化 生成石膏 (caso4# 2 h2o), 反应式如下: na2so3+ 1/2o2y na2so4( 6) 2caso3# 1/2h2o+ na2so4+ h2so4+ 3h2oy 2na hso3+ 2caso4# 2h2o( 7) 2 钠 ) 钙双碱法技术工艺流程 钠) 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) 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 10. 循环泵 11 . 循环池 12 . 脱硫泵 13 . 氧化槽 14. 氧化储液槽 15 . 脱硫泵 16. 沉淀池 在 6 #锅炉烟气脱硫系统中, 作为脱硫吸收剂的 na2co3由烧结法氧化铝赤泥坝回水提供。在氧化 铝生产过程中, 有大量赤泥需要用水力输送方式将 其送至赤泥堆场, 赤泥回水送回厂内重复使用, 赤泥 回水呈强碱性, 正好可以作为 6 # 锅炉脱硫系统中的 吸收剂。 赤泥回水首先进入储备槽, 通过流量控制进入 循环池, 循环液通过循环浆液泵被输送到吸收塔。 来自锅炉的含 so2烟气先经过电除尘器除尘, 然后 经烟道从塔底进入脱硫塔。脱硫塔内设置 2层喷 淋, 2层布水筛网, 1层除雾器, 同时在脱硫塔内布置 3层旋流板, 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。烟气中的 so2与 na2co3反应生成 na2so3和 nahso3, 经脱硫洗涤后 的洁净烟气经过除雾器脱水后进入脱硫副塔继续脱 水干燥, 最后经旁路烟气升温后通过烟囱排入大气。 脱硫塔排出废液通过排灰沟进入反应池与加入 的石灰乳浆液进行置换反应, 生成 naoh 和 caso3, 反应液体通过脱硫泵被输送到沉淀池进行沉淀过 滤, 上层清液自流回到循环池, 补充钠碱后再循环, 沉淀池底流自流入 / 曝气池 0) ) 氧化槽。 /曝气 池0中的 caso3# 1/2h2o在酸性条件下被强制氧化 为 caso4# 2h2o, 曝气时间现场调整, 氧化后液自流 入氧化储存槽被充分氧化生成石膏晶体, 由石膏浆 液泵打入石膏脱水系统进行处理, 由于排走的残渣 中会损失部分氢氧化钠, 所以在循环池中定量进行 赤泥回水的补充, 保证整个脱硫系统的正常运行以 及烟气的达标排放。 石膏浆液首先进入石膏旋流脱水器进行一级脱 水, 经分离脱水后的石膏浆液直接进入真空皮带过 滤机进行进一步脱水处理, 成品石膏堆积在脱硫石 膏仓待运。 #57#2010年 8月第 4期 钠) 钙双碱法烟气脱硫技术在锅炉上的应用 ) 马玥玲 3 钠 ) 钙双碱法脱硫技术的特点 钠 ) 钙双碱法具有/ 三高、 二低、 一小 0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。 ( 1)工程投资少, 经济效益高。 / 钠) 钙双碱 法 0工程投资仅为其他湿法技术的 2/3 3/4, 而脱 硫效率相当, 脱硫后的 so2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 ) 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 so2浓度进行了检测, 表 1为 6 #炉 采用/钠 ) 钙双碱法 0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 so2浓度明显降低, 远低于国家烟气排放 so2浓度小 于 400mg/m 3的标准。 表 1 采用钠) 钙双碱法烟气脱硫后的指标 时间 电收尘出口处 so2浓度 /mg #m- 3 脱硫塔排放处 so2浓度 /mg #m- 3 脱硫效率 / % 2009- 088241438216 2009- 096342186516 2009- 118871867910 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 na2co3, 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 39万元, 经济效益可观。 5 结束语 6 #锅炉采用钠) 钙双碱法烟气脱硫技术, 大大 降低了烟气中 so2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 na2co3, 实现了资源的综合利用, 为企业的可持 续发展探索了新路。 (上接第 55页 ) 到达一定值后, 产生有机介质蒸汽, 当蒸汽压力达到 一定值后即可以驱动汽轮发电机发电。从汽轮发电 机排出的有机介质蒸汽进入冷凝器冷却成液体, 冷 凝后有机介质液体从冷凝器排出经强制循环泵再次 输入到有机介质锅炉。有机介质在锅炉和冷凝器之 间可永久性重复使用。 图 3中的冷却水可通过独立的水处理冷却塔进 行冷却, 温度较低的冷却水用来冷却有机介质蒸汽 使其凝结成液体。 4 结论与展望 某氧化铝厂经过一定时期的工业试运行, 结果 显示, 采用有机介质锅炉) 汽轮发电机余热利用发 电系统