石灰(石)-石膏法

概述

石灰(石)-石膏法脫硫技術，是目前應用最廣泛、工藝技術最成熟的標準脫硫工藝技術。采用廉價易得的石灰（石）作為脫硫吸收劑，將石灰劑制作成粉末與水混合攪拌成漿液。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除，最終反應產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶出的細小液滴。

反應過程

石灰-石膏法脫硫原理

吸收SO₂ ： SO₂+H₂O→H⁺+HS0₃^-→H⁺+SO₃^2-

溶解：    Ca(OH)₂→Ca²⁺+2OH^-

                    CaSO₃→Ca²⁺+SO₃^2-

中和：    OH^-+H⁺→H₂O

          OH^-+HSO₃^-→SO₃^2-+H₂O

氧化：    HSO₃^-+1/2O₂→SO₃^2-+H⁺

          SO^2-+1/2O₂→SO₄^2-

結晶：    Ca²+SO₃^2-+1/2H₂O→CaSO₃·1/2H₂O

          Ca²+SO₄^2-+2H₂O→CaSO₄·2H₂O

工藝特點

1.采用價廉易得的石灰作為吸收劑，能夠有效地控制運行成本。

2.技術成熟，脫硫效率高。

3.對工況負荷適應性和SO2濃度的變化有很好的適用性。

4.副產物為純度較高的石膏，副產物產出可具有一定的價值。

系統組成

脫硫系統主要包括煙氣系統、石灰漿液制備系統、吸收氧化系統、副產物處理系統、公共系統、電氣控制系統等幾部分組成。

煙氣系統：包含煙道、煙道加強、煙道支架、煙道膨脹節、檢修排空口及煙道配套的保溫、防腐及爬梯平臺等。

石灰漿液制備系統：包含石灰儲倉、石灰漿液制備、石灰漿液儲備及配套的攪拌、輸送泵系統等。

吸收氧化系統：主要包括吸收塔、噴淋層、除霧器、循環泵、擾動設備和氧化風機等設備。

副產物處理系統：石膏排出設備、壓濾機系統、沖洗系統及石膏庫等。

公共系統：包含工藝水系統、壓縮空氣系統、事故漿液系統。

電氣控制系統：

電氣部分：供配電系統、電氣控制與保護、照明及檢修系統、接地系統、通訊系統、電纜和電纜構筑物、電氣設備布置等。

控制部分：DCS控制柜、工控機、UPS電源、儀表等。

      我公司石灰(石)-石膏法技術特點

1.優化煙道布置，合理設計煙氣流速，盡可能縮短凈煙道長度，在煙道內設置導流板、排凝裝置等措施，減小脫硫系統煙道阻力和故障點，為主機長期可靠運行打下基礎。

2. 煙氣入口設計向下傾斜一定的角度，從而使得煙氣進吸收塔漩渦區的面積減少。入口角度的合理傾斜將有利噴淋塔內煙氣流態均勻，煙氣流速均布在3.5～4.0m/s，從而提高脫硫效率。并且設計對噴噴淋，降低來脫硫塔煙氣溫度，保證煙氣溫度對脫硫塔防腐和內件沒有損壞。

3. 噴淋層優化設計，每層噴淋層相互交叉，層與層之間噴淋母管軸線夾角約20°，噴淋覆蓋率達200%以上，避免煙氣竄氣。避免局部高溫，保證塔內所有位置氣體達到飽和。塔周邊采用90高效實心噴嘴，其余采用120空心噴嘴，液滴平均直徑2000微米，具有氣/液接觸充分、脫硫率更高、液氣比更低的特點。

4.在吸收塔內設布氣裝置，與密集型噴淋聯合使用能有效防止煙氣爬壁短路，改善靠近塔壁的氣液接觸，使氣/液分布更均勻并將壁上漿液再次引入噴淋區。

5.防止塔內結垢及堵塞是吸收塔安全運行的關鍵。

本工程采用先進可靠的單回路噴淋空塔，逆流煙氣洗滌，吸收塔內氣液接觸區無填料構件，不設置任何隔柵、托盤，可有效降低塔內運行阻力，有效杜絕塔內堵塞結垢現象，因此能保證吸收塔長期穩定運行。

設計循環池停留時間不低于12h，降低塔內脫硫漿液濃度。如此可大大降低塔內外磨損，避免塔內結垢堵塞，且同樣的液氣比下可提高脫硫效率，確保系統安全穩定運行。

雙堿法

概述

雙堿法脫硫技術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和結晶結垢堵塞問題。另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。

雙堿法脫硫原理

1、 脫硫過程：

Na₂CO₃+SO₂→Na₂SO₃+CO₂↑         (1)

2NaOH+SO₂→Na₂SO₃+H₂O           (2)

Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃                   (3)

以上三式視吸收液酸堿度不同而異：（1）式為吸收啟動反應式；堿性較高時（PH>9），（2）式為主要反應；堿性降低時到中性甚至酸性時（5<PH<9），則按（3）式發生反應。

2、 再生過程：

2NaHSO₃+Ca(OH)₂→Na₂SO₃+CaSO₃↓+2H₂O     (4)

Na₂SO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaSO₃↓           (5)

在石灰漿液（石灰達到過飽和狀況）中，中性（兩性）的NaHSO₃很快跟石灰反應從而釋放出[Na⁺]，隨后生成的[SO₃^2-]又繼續跟石灰反應，反應生成的亞硫酸鈣以半水化合物形式慢慢沉淀下來，從而使[Na⁺]得到再生，吸收液恢復對SO₂的吸收能力，循環使用。 

系統組成

主要包括煙氣系統、吸收劑制備系統、SO2吸收系統、再生系統、石膏脫水處理系統、電氣控制系統。

工藝特點

1.鈉基作為吸收液，避免了結垢；

2.鈉基吸收速率高，較低的液氣比，較高的脫硫效率；

3.系統占地規模較小，投資較低；

4.再生和沉淀分離在塔外進行，大大降低塔內和管道內的結垢機會；

5.石灰作為再生劑，為主要實際消耗物，鈉堿消耗較少，相比單堿法運行成本較低。