双碱法脱硫工艺简介

1、双碱法脱硫装置技术工艺简介一、常用脱硫法简介目前主要用于烟气脱硫工艺按形式可分为干法、半干法和湿法三大类。1 .干法干法常用的有炉内喷钙（石灰/石灰石），金属吸收等，干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍不高（50%）,工业应用较少。2 .半干法半干法使用较多的为塔内喷浆法，即将石灰制成石灰浆液，在塔内进行 SO2吸收，但由于石灰奖溶解 SO2的速度较慢，喷钙反应效率较低，Ca/S 比较大，一股在 1.5 以上（一般温法脱硫 Ca/S 比较为 0.91.2）。应用也不是很多。3 .湿法湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的 80%o 漫法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石/石灰法、氨法、

2、钠碱法、钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法以及金属氧化物中的氧化镁法使用较为普遍。3.1 石灰石/石灰法石灰石法采用将石灰石粉碎成 200300 目大小的石灰粉，将其制成石灰浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统，由于石灰石活性较低，需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，来保证足够的脱硫效率，因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率，石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器（喷头或塔板）的堵塞。3.2 氨法氨法采用氨水作

3、为 SO2的吸收剂，SO2与 NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨一酸法、氨一亚硫酸氨法和氨一一硫酸氨法。氨法主要优点是脱硫效率高（与钠碱法相同），副产物可作为农业肥料。由于氨易挥发，使吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高；脱硫对氨水的浓度有一定的要求，若氨水浓度太低，不仅影响脱硫效率，而且水循环系统庞大，使运行费用增大；浓度增大，势必导致蒸发量的增大，对工作环境产生影响，而且氨易与净化后烟气中的 SO2 反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。氨法的回收过程也是较为困难的， 投资费用较高， 需配备制酸系统或结晶回收装置 （需配备

4、中和器、结晶器、脱水机、干燥机等），系统复杂，设各繁多，管理维护要求高。金属氧化物法常用的金属氧化物法是氧化镁法，氧化镁与 SO2 反应得到亚硫酸镁与硫酸镁，它们通过锻烧可重新分解处氧化镁，同时回收较纯净的 SO2 气体，脱硫剂可循环使用。由于氧化镁活性比石灰水高，脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁回收过程需锻烧，工艺较复杂，但若直接采用抛弃法，镁盐会导致二次污染，总体运行费用也较高。钠钙双碱法二、双碱法脱硫工艺1、什么是双碱法脱硫双碱法脱硫是指采用 NaOH 和石灰（氢氧化钙）两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。2、双碱法脱硫工艺原理主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱

5、硫液（循环水），用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3 种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水隔灰浆）。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。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；可以回收，是制水泥的良好原料。因此可做到废物综合利用，降低运行费用。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。为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定

6、达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下：脱硫反应中，NaOH 的消耗量是 SO2和 CO2与其反应的消耗量。用量需要过量 5%以上（按 5%计算）。前面计算的 10t/h 锅炉烟气中 SO2排放量为 42kg/h,CO2排放是为 2161kg/h0SO2 和 CO2 中和反应用氢氧化钠量为：（804264+80X2161-44）M05%=4180kg脱硫过程由于 NaOH 的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量 56X4180 与 0=2926kg生石灰日消耗量为 70224kg综上所述，脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率，就必须要保证碱的用量，通过比较双碱

7、法脱硫可以实现脱硫效率高，运行费用相对比较低，操作方便，无二次污染，废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。3、优势钠钙双碱法（Na2CO3/Ca（OH）2）是在石灰法基础上结合钠碱法，利用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收 SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用较廉价的石灰进行再生，从而使得钠离子循环吸收利用。2斯工 W*该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，解决了石灰法的塔内易结垢的问题，又具备钠碱法吸收效率高的优点。脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后）。亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为钙塑的新型复合材料；或将其氧化后制成石膏；或者直接将其与粉煤灰混合，可增加粉煤

8、灰的塑性，增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。与氧化镁法相比，钙盐不具污染性，因此不产生废渣二次污染。双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石一石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰一石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统（曝气系统），从而增加初投资及运行费用，用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处

9、理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。石灰石/石膏法的原理是：将石灰石粉加水（或石灰石磨制为石灰石浆）制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经洗涤脱出二氧化硫的烟气经加热（或不加热）由烟囱排入大气。氨法脱硫工艺是以氨水为吸收剂，副产硫酸俊化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器降温到 90-100C,进入预洗涤器经洗涤后除去 HCI和 HF,洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气

10、，烟气中的 SO2 被洗涤吸收除去，经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约 30%勺硫酸俊溶液排出洗涤塔，可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔（即流化

11、床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3和CaSO4脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。双碱法脱硫是指采用 NaO 伟口石灰（氢氧化钙）两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。双碱法脱硫一般只有一个循环水池， NaOH 石灰与除尘脱硫过程中捕集下来的烟灰同在一个循环池内混合，在清除循环水池内的灰渣时烟灰、

12、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除，清出的灰渣是一种混合物不易被利用而形成废渣。主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液（循环水），用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3 种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水（稀灰浆）。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。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；可以回收，是制水泥的良好原料。脱硫的方法其实有很多，主要的方法有

13、，石灰石一一石膏湿法（CaCO3）、石灰法（也就市氧化钙法 CaO）、氨法（NH3）、双碱法（NaOH/CaCO3）、氧化镁法（MgO）。生石灰是 CaO 熟石灰是 Ca（OH）2 石灰石主要成分是 CaCO3CaO+H2O=Ca（OH）2Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2OCaCO3=CaO+CO2 反应条件是高温主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液（循环水），用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3 种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水隔灰浆）。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用

14、，如制内燃砖等。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；可以回收，是制水泥的良好原料。因此可做到废物综合利用，降低运行费用。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。为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下：脱硫反应中， NaOH 的消耗量是 SO2 和 CO2 与其反应的消耗量。 用量需要过量 5%以上(按 5%计算)。前面计算的 10t/h 锅炉烟气中 S

15、O2 排放量为 42kg/h,CO2 排放是为 2161kg/hoSO2 和 CO2 中和反应用氢氧化钠量为：(804264+80X2161-44)M05%=4180kg脱硫过程由于 NaOH 的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量 56X418080=2926kg生石灰日消耗量为 70224kg综上所述，脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率，就必须要保证碱的用量，通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高，运行费用相对比较低，操作方便，无二次污染，废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。I.一一竺空1岂1*港广日密!茂雨尸j2WXSft：3 通.!,；熊坤-二工

16、：.看仅见揖触彳4.|调弊鼻fl.X.J.一_1n_丽19*胆务他笈向,一翅/我常F_ _.J-F1J.-Ij=frJ西2H1比。骨断物料就是氢氧化钠和氧化钙（白灰）。双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面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。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中 SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫

17、产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括 5 个部分：（1）吸收剂制备与补充；（2）吸收剂浆液喷淋；塔内雾滴与烟气接触混合；（4）再生池浆液还原钠基碱；（5）石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似， 主要反应为烟气中的 SO2先溶解于吸收液中，然后离解成 H+和 HSO3-;SO2（g）=SO2（1）SO2（aq）+H2O（1）=H+HSO3=2H+SO32-;式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。然后 H+与溶液中的 OH-中和反应，生成盐和水，促进 SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下：2NaOH+SO2-Na2SO3+

18、H2ONa2SO3+SO2+H2O-2NaHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是 Ca(OH)2 进行再生，再生反应过程如下：Ca(OH)2+Na2SO3-2NaOH+CaSO3Ca(OH)2+2NaHSO3-Na2SO3+CaSO3-1/2H2O+1/2H2O 存在氧气的条件下，还会发生以下反应：Ca(OH)2+Na2SO3+1/2O2+2H2O-2NaOH+CaSO4H2O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的 NaOH 可以循环使用。工艺流程介绍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

19、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。双碱法脱硫工艺流程图：最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。在消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

20、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

21、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。

22、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。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，塔内最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

23、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，避免除雾器堵塞脱硫产物处理系统&电气与控制系统脱硫系统的最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。

24、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。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，具输出端经配电盘、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

25、，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

26、度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间问隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。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。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 NaO

27、H 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；同时可以用高效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；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双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。3、工艺设备双碱法工艺系统主要由除尘装置、脱硫塔、供液系统、制浆系统、再生系统、水处理系统五部分组成。除尘装置与脱硫塔可采用我公司脱硫除尘一体化设备脱硫除尘一次完成。供液系统工艺水系统主要由工艺水管在路组成，根据实际情况需要配置工艺水泵及工艺水箱，可由厂区自来水管网引入。制浆系统脱硫剂配制系统包括斗式