石灰石脱硫再热装置作用

Ⅰ 脱硫的工艺种类

石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
它的工作原理是：将石灰石粉加水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。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。
系统组成：
（1）石灰石储运系统
（2）石灰石浆液制备及供给系统
（3）烟气系统
（4）SO2 吸收系统
（5）石膏脱水系统
（6）石膏储运系统
（7）浆液排放系统
（8）工艺水系统
（9）压缩空气系统
（10）废水处理系统
（11）氧化空气系统
（12）电控制系统
技术特点：
⑴、吸收剂适用范围广：在FGD装置中可采用各种吸收剂，包括石灰石、石灰、镁石、废苏打溶液等；
⑵、燃料适用范围广：适用于燃烧煤、重油、奥里油，以及石油焦等燃料的锅炉的尾气处理；
⑶、燃料含硫变化范围适应性强：可以处理燃料含硫量高达8%的烟气；
⑷、机组负荷变化适应性强：可以满足机组在15～100%负荷变化范围内的稳定运行；
⑸、脱硫效率高：一般大于95%，最高达到98%；
⑹、专利托盘技术：有效降低液/气比，有利于塔内气流均布，节省物耗及能耗，方便吸收塔内件检修；
⑺、吸收剂利用率高：钙硫比低至1.02～1.03；
⑻、副产品纯度高：可生产纯度达95%以上的商品级石膏；
⑼、燃煤锅炉烟气的除尘效率高：达到80%～90%；
⑽、交叉喷淋管布置技术：有利于降低吸收塔高度。
推荐的适用范围：
⑴、200MW及以上的中大型新建或改造机组；
⑵、燃煤含硫量在0.5～5%及以上；
⑶、要求的脱硫效率在95%以上；
⑷、石灰石较丰富且石膏综合利用较广泛的地区 喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3，烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%）。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。 磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：
烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3，用风机将烟压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70%，并制得30%左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。
肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5 含量大于26%），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。 炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时，系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。 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。
此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。
典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。 燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、添加固硫剂、煤的气化和液化、水煤浆技术等。洗选煤是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗，将煤中的硫部分除掉，使煤得以净化并生产出不同质量、规格的产品。微生物脱硫技术从本质上讲也是一种化学法，它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中，细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐，从而达到脱硫的目的；微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有：属硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化叶菌等。添加固硫剂是指在煤中添加具有固硫作用的物质，并将其制成各种规格的型煤，在燃烧过程中，煤中的含硫化合物与固硫剂反应生成硫酸盐等物质而留在渣中，不会形成SO2。煤的气化，是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂，在高温下与煤发生化学反应，生成H2、CO、CH4等可燃混合气体（称作煤气）的过程。煤炭液化是将煤转化为清洁的液体燃料（汽油、柴油、航空煤油等）或化工原料的一种先进的洁净煤技术。水煤浆（Coal Water Mixture，简称CWM）是将灰份小于10%，硫份小于0.5%、挥发份高的原料煤，研磨成250~300μm的细煤粉，按65%~70%的煤、30%~35%的水和约1%的添加剂的比例配制而成，水煤浆可以像燃料油一样运输、储存和燃烧，燃烧时水煤浆从喷嘴高速喷出，雾化成50~70μm的雾滴，在预热到600~700℃的炉膛内迅速蒸发，并拌有微爆，煤中挥发分析出而着火，其着火温度比干煤粉还低。
燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟，应用最广泛、最经济，但只能脱无机硫；生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵，距工业应用尚有较大距离；煤的气化和液化还有待于进一步研究完善；微生物脱硫技术正在开发；水煤浆是一种新型低污染代油燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品，市场潜力巨大，目前已具备商业化条件。
煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题，但其优点是能同时除去灰分，减轻运输量，减轻锅炉的沾污和磨损，减少电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。 炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。其基本原理是：
CaCO3==高温==CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
⑴LIMB炉内喷钙技术
早在本世纪60年代末70年代初，炉内喷固硫剂脱硫技术的研究工作已开展，但由于脱硫效率低于10%～30%，既不能与湿法FGD相比，也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国国家环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术，简称LIMB，并取得了一些经验。Ca/S在2以上时，用石灰石或消石灰作吸收剂，脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说，只要能满足环保要求，不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺简单，投资费用低，特别适用于老厂的改造。
⑵LIFAC烟气脱硫工艺
LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉，并在锅炉空气预热器后增设活化反应器，用以脱除烟气中的SO2。芬兰Tampella和ⅣO公司开发的这种脱硫工艺，于1986年首先投入商业运行。LIFAC工艺的脱硫效率一般为60%～85%。
加拿大最先进的燃煤电厂Shand电站采用LIFAC烟气脱硫工艺，8个月的运行结果表明，其脱硫工艺性能良好，脱硫率和设备可用率都达到了一些成熟的SO2控制技术相当的水平。中国下关电厂引进LIFAC脱硫工艺，其工艺投资少、占地面积小、没有废水排放，有利于老电厂改造。 简介
（Flue gas desulfurization，简称FGD）
燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法。目前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为：脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。
干式脱硫
该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初，与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点：投资费用较低；脱硫产物呈干态，并和飞灰相混；无需装设除雾器及再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。其缺点是：吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；用于高硫煤时经济性差；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。
⑴喷雾干式烟气脱硫工艺：喷雾干式烟气脱硫（简称干法FGD)，最先由美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发的脱硫工艺，70年代中期得到发展，并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触，石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物，最后连同飞灰一起被除尘器收集。中国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验，取得了一些经验，为在200～300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。
⑵粉煤灰干式烟气脱硫技术：日本从1985年起，研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术，到1988年底完成工业实用化试验，1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备，处理烟气量644000Nm3/h。其特点：脱硫率高达60%以上，性能稳定，达到了一般湿式法脱硫性能水平；脱硫剂成本低；用水量少，无需排水处理和排烟再加热，设备总费用比湿式法脱硫低1/4；煤灰脱硫剂可以复用；没有浆料，维护容易，设备系统简单可靠。
湿法工艺
世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石（CaCO3）、石灰（CaO）或碳酸钠（Na2CO3）等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高（90%～98%），机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局（EPA）的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%，两法共占87%；双碱法占4.1%，碳酸钠法占3.1%。世界各国（如德国、日本等），在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
石灰或石灰石法主要的化学反应机理为：
石灰法：SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O
石灰石法：SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
其主要优点是能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本低廉，废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收。目前，石灰/石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺，对高硫煤，脱硫率可在90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。
传统的石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题，各设备制造厂商采用了各种不同的方法，开发出第二代、第三代石灰/石灰石脱硫工艺系统。
湿法FGD工艺较为成熟的还有：氢氧化镁法；氢氧化钠法；美国Davy Mckee公司Wellman-Lord FGD工艺；氨法等。
在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低（45℃），大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前，应用较多的是技术上成熟的再生（回转）式烟气热交换器（GGH）。GGH价格较贵，占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来，日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH，较好地解决了烟气泄漏问题，但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺，它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内，利用电厂循环水余热来加热烟气，运行情况良好，是一种十分有前途的方法。 等离子体烟气脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有2类：
电子束法
电子束辐照含有水蒸气的烟气时，会使烟气中的分子如O2、H2O等处于激发态、离子或裂解，产生强氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。这些自由基对烟气中的SO2和NO进行氧化，分别变成SO3和NO2或相应的酸。在有氨存在的情况下，生成较稳定的硫铵和硫硝铵固体，它们被除尘器捕集下来而达到脱硫脱硝的目的。
脉冲法
脉冲电晕放电脱硫脱硝的基本原理和电子束辐照脱硫脱硝的基本原理基本一致，世界上许多国家进行了大量的实验研究，并且进行了较大规模的中间试验，但仍然有许多问题有待研究解决。 海水通常呈碱性，自然碱度大约为1．2～2．5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。国外一些脱硫公司利用海水的这种特性，开发并成功地应用海水洗涤烟气中的SO2，达到烟气净化的目的。
海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成。 脱硫系统中常见的主要设备为吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备，美嘉华技术在脱硫泵、吸收塔、烟道、烟囱等部位的防腐蚀、防磨效果显著，现分别叙述。
应用1
湿法烟气脱硫环保技术（FGD）因其脱硫率高、煤质适用面宽、工艺技术成熟、稳定运转周期长、负荷变动影响小、烟气处理能力大等特点，被广泛地应用于各大、中型火电厂，成为国内外火电厂烟气脱硫的主导工艺技术。但该工艺同时具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此，该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。
湿法烟气脱硫吸收塔、烟囱内筒防腐蚀材料的选择必须考虑以下几个方面：
（1）满足复杂化学条件环境下的防腐蚀要求：烟囱内化学环境复杂，烟气含酸量很高，在内衬表面形成的凝结物，对于大多数的建筑材料都具有很强的侵蚀性，所以对内衬材料要求具有抗强酸腐蚀能力；
（2）耐温要求：烟气温差变化大，湿法脱硫后的烟气温度在40℃~80℃之间，在脱硫系统检修或不运行而机组运行工况下，烟囱内烟气温度在130℃~150℃之间，那么要求内衬具有抗温差变化能力，在温度变化频繁的环境中不开裂并且耐久；
（3）耐磨性能好：烟气中含有大量的粉尘，同时在腐蚀性的介质作用下，磨损的实际情况可能会较为明显，所以要求防腐材料具有良好的耐磨性；
（4）具有一定的抗弯性能：由于考虑到一些烟囱的高空特性，包括是地球本身的运动、地震和风力作用等情况，烟囱尤其是高空部位可能会发生摇动等角度偏向或偏离，同时烟囱在安装和运输过程中可能会发生一些不可控的力学作用等，所以要求防腐材料具有一定的抗弯性能；
（5）具有良好的粘结力：防腐材料必须具有较强的粘结强度，不仅指材料自身的粘结强度较高，而且材料与基材之间的粘结强度要高，同时要求材料不易产生龟裂、分层或剥离，附着力和冲击强度较好，从而保证较好的耐蚀性。通常我们要求底涂材料与钢结构基础的粘接力能够至少达到10MPa以上
应用2
脱硫浆液循环泵是脱硫系统中继换热器、增压风机后的大型设备，通常采用离心式，它直接从塔底部抽取浆液进行循环，是脱硫工艺中流量最大、使用条件最为苛刻的泵，腐蚀和磨蚀常常导致其失效。其特性主要有：
（1）强磨蚀性
脱硫塔底部的浆液含有大量的固体颗粒，主要是飞灰、脱硫介质颗粒，粒度一般为0～400µm、90%以上为20～60µm、浓度为5%～28%（质量比）、这些固体颗粒（特别是Al2O3、SiO2颗粒）具有很强的磨蚀性
（2）强腐蚀性
在典型的石灰石（石灰）-石膏法脱硫工艺中，一般塔底浆液的pH值为5～6，加入脱硫剂后pH值可达6～8.5（循环泵浆液的pH值与脱硫塔的运行条件和脱硫剂的加入点有关）；Cl-可富集超过80000mg/L，在低pH值的条件下，将产生强烈的腐蚀性。
（3）气蚀性
在脱硫系统中，循环泵输送的浆液中往往含有一定量的气体。实际上，离心循环泵输送的浆液为气固液多相流，固相对泵性能的影响是连续的、均匀的，而气相对泵的影响远比固相复杂且更难预测。当泵输送的液体中含有气体时泵的流量、扬程、效率均有所下降，含气量越大，效率下降越快。随着含气量的增加，泵出现额外的噪声振动，可导致泵轴、轴承及密封的损坏。泵吸入口处和叶片背面等处聚集气体会导致流阻阻力增大甚至断流，继而使工况恶化，必须气蚀量增加，气体密度小，比容大，可压缩性大，流变性强，离心力小，转换能量性能差是引起泵工况恶化的主要原因。试验表明，当液体中的气量（体积比）达到3%左右时，泵的性能将出现徒降，当入口气体达20%～30%时，泵完全断流。离心泵允许含气量（体积比）极限小于5%。
高分子复合材料现场应用的主要优点是：常温操作，避免由于焊补等传统工艺引起的热应力变形，也避免了对零部件的二次损伤等；另外施工过程简单，修复工艺可现场操作或设备局部拆装修复；美嘉华材料的可塑性好，本身具有极好的耐磨性及抗冲刷能力，是解决该类问题最理想的应用技术。

Ⅱ 跪求脱硫技术，湿法（双碱法），干法（炉内喷钙，氧化铁法），运行管理情况，越详细越好。

双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—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。/ J4 r" \2 ]1 z- c" h ~& A

! [: l o6 R; g( L! v; M1、 工艺基本原理
2 r! b3 ?) Q" e7 \+ |0 m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，造成结洞察垢堵塞问题。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。
9 d5 T6 l+ {1 m4 O* L: }' M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；(3)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。
0 y4 Y7 y5 `& k/ d. g6 Y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—；8 A, z/ n1 w, m5 l% Q' X" _0 ]
SO2(g)= = = SO2(aq) （1）0 M/ C3 ~+ _. Q3 ]
SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3— = = = 2H++SO32-； （2）- F, ]# [7 d( ]! B. Y. C ^
式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。
! k" ]$ s! O. J; P& m1 B1 J; i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：3 ?) H& X5 _* ] G
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
4 |8 g- k, F0 R8 @0 M! ~Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
" O& O) i7 J; m# v- d8 V5 J2 R7 F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：1 }( y. b$ z( ?' [ q4 I
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3$ U- d8 u+ R# c! ^7 \! ~5 O/ M& a/ _
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O +1/2H2O
- x* E+ \0 t: l% ]$ B1 W( U5 N; p( F存在氧气的条件下，还会发生以下反应：9 A& q* o0 L5 ^3 I! W
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4·H2O
$ A9 D& h/ m/ D脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后竖槐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。6 O! ?1 c* R# d% @7 S# F

) z0 d5 x8 X, G2、工艺流程介绍7 n0 {7 h3 G% }2 q' T
来自锅炉的烟气先经过除尘器除尘，然后烟气经烟道从塔余颤友底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层（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。
) x0 e- b# O) H5 f* w& j/ E: \双碱法脱硫工艺流程图:
g* V% m4 z& e* o
8 j/ |$ @6 v+ c% B* D$ y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。在清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。2 m2 L- K+ B! W& ?
" S; g' V# d, A# G7 _
3、 工艺流程说明
# S- k0 F2 }8 E8 F& ~0 G! u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。
/ j) |1 ~% z @6 d. P: JA、 吸收剂制备及补充系统
& P k: U+ }# B, G8 x- B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。
; { s. U0 h5 ^, AB、 烟气系统, A! s- c& |0 {, B! }* Q
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。
0 J4 o2 p0 `+ W8 K5 kC、 SO2吸收系统
. ]2 [. E7 a+ g: w9 @4 F- e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。
( o4 w! u% E N& A( i9 n0 d$ c; |/ E+ m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。
; }9 E) I$ b' [& E/ }$ xD、 脱硫产物处理系统& j2 B$ i$ H5 m- Z; e
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。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。
3 r7 v3 a& M3 S; HE、 电气与控制系统
f/ n- O# n; g( c9 _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，其输出端经配电盘、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。
) q9 X' J4 Y! X) o系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。
5 d/ w) T, K4 }3 n% m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，亦可实现就地手动操作。
9 X" b: j: l; V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，继而达到控制浓度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。
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" J% x7 { n. @; D- J& M4、二次污染的解决问题. _' J' I6 ?! W4 X/ p8 ~
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。
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5、 工艺特点% `% ]3 d, S! U
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：- i6 k% {7 |+ D9 z2 { o. d
（1）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；* Z* i- H3 ~. O: M6 h t
（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；) I* F( N% S6 y
（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；
8 N) I4 c9 p' O; e& Q. b（4）对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率。
" E x& Z8 ^/ O X3 `; M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。" U6 A4 \$ a Y
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。

Ⅲ 石灰/石灰石吸收法烟气脱硫

1、石灰石(石灰)/石膏法
在现有的电厂烟气脱硫工艺中，湿式石灰石(石灰)洗涤工艺技术最为成熟，运行也最可靠，吸收剂利用率高，一般Ca/S等于1.2时，脱硫效率可达90%以上，该工艺采用廉价的石灰石或石灰作吸收剂，脱硫产物为亚硫酸钙或硫酸钙，如采用强制氧化，产物基本为硫酸钙石膏。
1.1 化学原理
石灰石吸收湿法洗涤工艺是按下列化学过程进行的。在水中，气相SO2被吸收并经下列反应离解。

由于H+ 被OH-中和生成H2O使得这一平衡向右进行。OH-离子是由水中溶解的石灰石产生的，且鼓入的空气可将生成的CO2带走。

鼓入的空气也可用来氧化在上述有关反应中得到的 和 离子, 最后生成石膏沉淀物。

1.2 石灰石(石灰)法烟气脱硫系统的构成
石灰石(石灰)法烟气脱硫装置原则上可以划分为下列结构单元：
· 由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量站构成的石灰石制备系统。
· 由洗涤循环、除雾器和氧化工序组成的吸收塔。
· 由回转式烟气/烟气换热器或蒸汽/烟气预热器、清洁烟气冷却塔排放或湿烟囱排烟构成的烟气再热系统。
· 由水力旋流分离和过滤皮带组成的石膏脱水装置。
· 石膏贮存装置。
· 废水处理系统。
典型的工艺流程见图1-1。由石灰石粉与再循环洗涤水混合而成的重量浓度20%左右的石灰石浆用泵打入洗涤塔底槽，与槽中浆液混合后再泵至不同高度处由喷嘴喷射到洗涤塔中。洗涤液与烟气中 结合生成亚硫酸钙和石膏，为了实现将反应产物完全转化成石膏，需将氧化用的空气通到洗涤塔的石灰石浆槽中。通过水力旋流分离器将粗石膏晶体从洗涤液中分离出来，然后用真空皮带过滤机将石膏脱水到水份含量低于10%。
图1-1常规型FGD系统
1.3石灰石/石膏法的应用情况
湿式石灰石洗涤工艺应用范围较广，无论燃用低、中硫煤还是高硫煤，均可使用；在美国火电厂FGD系统中，脱硫产物抛弃的湿式石灰石洗涤工艺占48.0%，而对脱硫产物加以利用的石灰石/石膏法只占1.3%，我国在重庆珞璜电厂引进了两套该种烟气脱硫设备，分别匹配两台容量同为36万KW的凝汽式汽轮发电机组，其中1号机组于1992年11月开始商业运转，2号机组于1993年5月开始运转，均为100%烟气处理。该系统脱硫效率 95%；系统有效利用率达锅炉运行时间的99%以上；石膏纯度高于90%；工艺年副产石膏约40万吨。