雙堿法煙氣脫硫工藝及原理

關鍵詞：煙氣脫硫

雙堿法脫硫是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，而結垢堵塞噴頭和管道。

一、基本原理

雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞噴頭和管道問題。另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用，比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。

雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。

脫硫工藝主要包括5個部分：

(1)吸收劑制備與補充；

(2)吸收劑漿液噴淋；

(3)塔內霧滴與煙氣接觸混合；

(4)再生池漿液還原鈉基堿；

(5)石膏脫水處理。

雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中，然后離解成H+和HSO3-；使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2，生成HSO31-、SO32-與SO42-，反應方程式如下：

脫硫反應

①Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑

②2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

③Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

其中：

式①為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應；

式②為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應；

式③為溶液pH值較低（5~9）時的主反應。

再生過程

④Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3

⑤Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O

3、氧化過程(副反應)

⑥CaSO3+1/2O2→CaSO4

⑦CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O

二、主要設備說明

1、脫硫噴淋塔材質及結構

脫硫噴淋塔按適宜的液氣比設計，采用304不銹鋼板，內襯天然大理石板。具有占地小、造價低，運行成本低、脫硝、脫硫效率可達90%以上。

2.噴淋層

噴淋層通過計算機模擬設計(CFD)，確定了塔內噴嘴和噴淋層的布置，優化了漿液濃度、噴淋的覆蓋率、煙氣氣速等性能參數，以求降低阻力、提高洗滌效果。循環系統由獨立的循環泵控制，保證吸收塔內200%以上的吸收漿液覆蓋率。

噴嘴布置經過詳細布置和CFD流場模擬，以達到脫硫優質效果。

噴淋層CFD流場模擬：

由主管進入支管時，局部速度增大，出現云圖中紅色部分（即紅色較為明顯的部分），但是從各支管之間流速的范圍我們可以得出各支管速度均勻分布在1.9-2.2m/s之間，可見噴淋管的排布是很合理的。

主管壓力與支管壓力呈階梯形式排布，支管出口壓力分布由云圖可知壓力分布很均勻，由此可知噴淋支管排布很合理。

防邊際效應圈有以下優點：

①可使噴淋盲區降到最低，同時使通過塔邊緣的氣流經過防邊際效應圈導向，被導向的氣體進入覆蓋率高的中間高密度噴淋區，提高脫硫效率。

②當噴頭以一定角度噴出漿液時，在未達到壁面前被防邊際效應圈錐環上圈上的橡膠板攔截，濺起的漿液以一定反射角濺向中心高密度噴灑霧群，順錐環流下的漿液壓錐環邊緣形成一個環形“水簾”，塔壁邊緣的氣流因防邊際效應圈下圈的作用向塔中心導向，氣流經過環形“水簾”又遇錐環上圈飛濺反射起的漿液的阻擋，使邊緣上升的氣流也得到和漿液的充分混合，與中心氣流接觸密度相當，使每層噴淋層脫硫效率提高，最終達到脫硫效率的整體提高，同等脫硫效率下，可有效降低“液氣比”，使脫硫系統能耗降低，也可大大降低相同脫硫塔的投資成本。

③增加“防邊際效應圈”可以在液滴表面增加擾動，質量傳質系數隨霧化液滴與煙氣之間相對速度增加而增大，可使液滴在脫硫塔內停留時間延長，單位體積的脫硫塔空間可提供更多的反應表面積，提高脫硫效率。

④防止塔壁沖刷，有效保護脫硫塔壁腐蝕、結垢，提高脫硫塔壽命。

3.系統組成

根據工藝和功能劃分，可以把煙氣脫硫裝置分為以下系統：

①配液系統：將原料配成脫硫系統所需濃度，通過供給泵輸送到循環罐中。

②脫硫吸收系統：由吸收塔及其內構件組成，該系統是整個脫硫系統的核心，功能是吸收煙氣中的二氧化硫氣體，使之達標排放。

按適宜的液氣比設計，304不銹鋼防腐，內襯大理石板，外部不需油漆。該塔型具有結構簡單，阻力小，塔體不易堵塞，維護方便，傳質效率高等特點。

③工藝水系統：該工藝系統新上工藝水箱、除霧器沖洗泵及配套管路系統。

④脫硫產物處理系統：該系統副產物排入廠區的水處理系統中。

⑤應采取防止凝結的保溫，防止凝結對裝置結構或設備造成損害。

⑥為了防止腐蝕，對不保溫和介質溫度低于120℃保溫的設備、管道及其附件、支吊架、平臺扶梯均304不銹鋼材質。

⑦對維護時需要拆卸的設備，要求其也能拆卸。

⑧閥門和管件(三通等)采用壓制成型可拆卸式材料(可重復利用的型材)。

⑨煙道采用預制保溫板保溫。保溫層主材采用巖棉保溫材料。保溫層的外裝板應與煙道的外裝板同樣規格、型號、工藝。提供保溫層和外裝板的支撐，支撐與鍍鋅鐵絲網焊在一起形成網狀構造物，以固定保溫層。

⑩對露天設備的保溫層外裝板能防止雨水入侵保溫層。

4.儀表和控制

①儀表的防護等級至少為IP65，配置有進出線防水接頭。儀表的材質滿足介質和環境的要求。

②計量檢測儀表必須經過計量認證。

③吸收塔漿液PH計具備閉環在線檢測、控制和自動沖洗功能，接觸漿液的材質滿足漿液工況的要求，PH值檢測儀考慮冗余配置。

④壓力變送器采用陶瓷膜片的法蘭式(至少DN50/PN10)智能壓力變送器，法蘭材質能滿足接觸介質的防腐要求。

⑤液位變送器采用法蘭式智能壓力變送器，液位設置冗余液位測量，并設置就地液位計。

⑥溫度檢測采用Pt100熱電阻，均選用防水型，接觸介質的護套材質需滿足介質工況的耐腐耐磨要求。

⑦所有原料、循環液等設置無壓損流量測量裝置。流量計接觸介質的材質滿足介質工況的耐腐耐磨要求。

⑧泵的出口設置就地壓力表，接觸介質的材質需滿足介質工況的耐腐耐磨要求，壓力表采用防腐隔膜式壓力表。

⑨脫硫關鍵位置均為自動操作系統。

5.安裝與調試

發運：

為了方便用戶安裝，我廠根據運輸條件盡可能的在廠內組裝成部件進行發運，主體的分件情況如下；

整體發運。

具體發運情況以我廠提供的發運清單為準。

安裝：

一般可按下列順序進行；

（1）先檢查基礎，按常規清理、找平、放線。

（2）將塔體吊裝到基礎上，找正、固定，并安裝塔體上的附件。

（3）安裝前必須按照說明書及隨設備提供的圖紙資料，并按照裝箱發運清單檢查全部零件的數量和質量，如有問題應及時處理或與廠內聯系。

（4）按順序安裝時，每進行一步，必須進行質量檢查，確實準確無誤，方可進行下一步工作。

（5）設備的吊裝要注意防止變形，我廠在出廠時，對關鍵部件均焊有吊耳，請用吊耳進行吊裝。

（6）主體安裝完成后，全部連接處應保證密閉不漏氣要求焊接密封的，必須實行氣密焊，用緊固件聯接的，并將全部緊固件擰緊。對局部漏風處，應用硅膠或環氧樹脂進行堵漏。

（7）調試。

三、工程質量采用相關保證措施

1.質量保證體系及措施

以我廠制定實施的《質量手冊》為中心，全面貫徹國家相關標準，提高全員質量意識，建立嚴密的質量控制程序，做到全員，全過程，全方位受控，抓好每一個環節，把好各工序質量關，控制影響工程質量的各要素。

2.質量目標

本工程合格率100％；工程質量符合國家頒發的現行施工規范、規程和工程質量評定標準。

3.質量保證體系

確保該工程目標的實現，建立以項目負責人負責制的質量保證體系。明確質量職責與職權，強化質量意識，處理好質量、效益、進度三者關系。

4.質量方針

設計創新、制作精心、服務盡心、讓客戶放心、以高素質的員工保證高質量的產品。讓顧客放心，就是讓顧客對公司的產品技術、性能和質量、合同的履行、使用前和使用期間的售后服務放心?！捌焚|保證、精益求精、服務周到”是公司讓客戶放心的主要保證。

四、工藝特點

1、脫硫效率90%以上。

2、脫硫劑采用鈉堿和石灰，塔內清液吸收，有效避免塔內結垢。

3、液氣比小?？擅摿虺龎m一體化。

4、一次投資省，運行成本低，國產程度高。

5、適應范圍廣。

五、售后服務

1.本套系統質保一年，終身提供有償售后，免費提供產品技術升級服務。（注：藥劑除外。）

2.工程責任范圍

設備使用水電由客戶負責：按照約定設備使用的水、電通至設備周邊2米范圍以內，三相電，電源線現要求國標電纜銅線。

設備安裝調試由廣綠環保公司技術人員負責，全程需要買方至少兩名人員負責配合和學習（基礎操作和維護）。

設備運輸責任;廣綠環保公司人員負責包裝及運輸，到買方廠家，買方人員負責配合卸貨。