1.氧化鎂法
① 工(gōng)藝特點:
(1)氧化處理後排放(fàng)液中的主要成份MgSO4正好是海水(shuǐ)中成份的一(yī)種,所以非常安全;
(2)吸收SO2生(shēng)成MgSO4是在溶解狀态進行,不會(huì)因漿液發生(shēng)結垢,堵塞等故障;
(3)氣液比小(xiǎo),當煙(yān)氣量相(xiàng)同,SO2含量相(xiàng)等的情況下(xià),石灰石、石灰石-石膏法氣液比為(wèi)5~20時,MgO法氣液比為(wèi)2,可大幅度節約運行費(fèi)用;
(4)因吸收劑Mg(OH)2循環使用,利用率高(gāo),MgSO4溶解度高(gāo),循環系統補充水(shuǐ)量小(xiǎo),無需為(wèi)處理大量廢渣發愁;
(5)整個(gè)處理過程簡單,設備數量少,操作簡單、運行可靠。
② 反應過程:
消化反應:MgO+H2O→Mg(OH)2
吸收反應:Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O
MgSO3+SO2+H2O→MgSO2
Mg(HSO3)2+ Mg(OH)2→2MgSO3+2H2O→
氧化反應:2MgSO3+O2→2MgSO4
氧化鎂法脫硫工(gōng)藝分再生(shēng)法和抛棄法兩種。回收脫硫副産品硫酸鎂需進行濃縮、冷卻結晶、離心分離和幹燥等操作,工(gōng)程投資将會(huì)增加。此外也可将副産品硫酸鎂再生(shēng),從(cóng)循環吸收液中分離、幹燥,在高(gāo)溫下(xià)加碳還(hái)原成氧化鎂循環使用,産生(shēng)含二氧化硫11%-13%的富氣可用于生(shēng)産硫酸或硫磺。此工(gōng)藝流程長(cháng),也将增加工(gōng)程投資。
結合考慮,将脫硫後的廢液直接輸送至脫硫副産品處置系統進行處理,經濃縮池進行濃縮,分離後的水(shuǐ)循環利用,脫硫渣外賣。
2. 石灰石-石膏法
原煙(yān)氣由增壓風機(jī)增壓後進入脫硫裝置(FGD)。煙(yān)氣從(cóng)下(xià)而上(shàng)流動,吸收塔内的漿液從(cóng)噴嘴由上(shàng)而下(xià)噴出與煙(yān)氣逆流接觸,充分進行氣/液接觸反應脫除煙(yān)氣中的SO2。
吸收SO2的漿液進入吸收塔底部漿池,與補充的石灰石漿液一(yī)起通(tōng)過循環泵循環進入吸收塔上(shàng)部洗滌煙(yān)氣中的SO2,提高(gāo)石灰石的利用率。
脫硫的性能(néng)參數通(tōng)過DCS或PLC控制系統對PH值和漿液濃度進行調節,實現自(zì)動控制。吸收塔底部的漿液由外置的氧化風機(jī)供給氧化空氣,再由側入式攪拌器(qì)不停地攪拌更有效地均勻布灑氧化空氣,使亞硫酸鈣完全氧化成石膏。
脫硫後的煙(yān)氣經除霧器(qì)最大限度地除去濕煙(yān)氣中的霧滴,然後經由煙(yān)囪排入大氣。
吸收塔漿池内石膏漿液經排出泵送到(dào)石膏旋流器(qì)中進行初級分離,将15~20%濃度的漿液濃縮至40~50%的底流漿液,溢流漿液返回吸收塔,底流漿液進入真空皮帶脫水(shuǐ)機(jī)進行二級脫水(shuǐ),最終獲得含水(shuǐ)率小(xiǎo)于10%的濕餅狀石膏。
3. 雙堿法
雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫後反應産物(wù)溶解度大,不會(huì)造成飽和結晶,造成結垢堵塞問題。另一(yī)方面脫硫産物(wù)被排入再生(shēng)池内用氫氧化鈣進行還(hái)原再生(shēng),再生(shēng)出的鈉基脫硫劑在被打入脫硫塔循環使用。雙堿法煙(yān)氣脫硫技(jì)術(shù)是利用氫氧化鈉溶液作為(wèi)啓動脫硫劑,配置好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙(yān)氣中的二氧化硫來達到(dào)煙(yān)氣脫硫的目的。然後脫硫産物(wù)經脫硫劑再生(shēng)吃(chī)還(hái)原成氫氧化鈉再循環使用。氫氧化鈉随運行中脫硫渣的處理而有少量流失,因此需及時補充,使循環液中鈉堿濃度維持一(yī)定的水(shuǐ)平。雙堿法脫硫工(gōng)藝主要包括五個(gè)流程:
(1)吸收劑制備與補充;
(2)吸收劑漿液噴淋;
(3)塔内霧滴與煙(yān)氣接觸混合吸收;
(4)再生(shēng)池漿液還(hái)原鈉基堿;
(5)石膏脫水(shuǐ)處理。
循環過程中的主要反應如下(xià):
2NaOH+SO2 → Na2SO3+H2O (1)
Na2SO3+SO2+ H2O→2NaHSO3 (2)
其中式(1)為(wèi)啓動階段NaOH溶液吸收SO2的反應;式(2)為(wèi)再生(shēng)液PH值較高(gāo)時(高(gāo)于9),溶液吸收SO2的主要反應。
再生(shēng)過程(用石灰乳,本方案用CAO)
2NaHSO3+Ca(OH)2 → Na2SO3+CaSO3+2H20 (3)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 (4)
式(3)為(wèi)第一(yī)步再生(shēng)反應,式(4)為(wèi)再生(shēng)至PH>9以後繼續發生(shēng)主反應。
此外,在運行過程中,還(hái)會(huì)有副反應——氧化反應發生(shēng):
HSO3-+ O2 SO42- +H+ (5)
4. 氨法脫硫
氨法脫硫是以氨水(shuǐ)作為(wèi)脫硫劑進行脫硫,當氨水(shuǐ)與煙(yān)氣中的SO2反應生(shēng)成亞硫酸铵,亞硫酸铵還(hái)可能(néng)與SO2繼續反應生(shēng)成亞硫酸氫铵。
氨水(shuǐ)作為(wèi)脫硫劑是反應活性最強的,在低(dī)液氣比的條件(jiàn)下(xià)脫硫效率最高(gāo),且有副産品,可創造一(yī)定經濟效益,但是氨水(shuǐ)的價格較高(gāo),隻有在燃煤含硫量較高(gāo),且有廢氨溶液的條件(jiàn)下(xià)經濟效益才是最好的。
氨法脫硫較為(wèi)适用于具有廢氨溶液,且燃煤含硫量較高(gāo)的化肥廠的自(zì)備電(diàn)廠和工(gōng)業(yè)鍋爐。
氨吸收液在循環過程中主要成分為(wèi)NH4HSO3與(NH4)2SO3的混合溶液,實質上(shàng)是(NH4)2SO3對SO2的吸收作用。
吸收過程實質上(shàng)是亞硫酸铵與SO2發生(shēng)化學反應:
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
NH4HSO3與補入的NH3反應生(shēng)成(NH4)2SO3,從(cóng)而恢複循環液的吸收能(néng)力;
NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3
同時抽出部分吸收液,送出加工(gōng)處理。
在氧氣工(gōng)段,鼓入空氣将亞硫铵氧化成硫铵,其反應為(wèi):
(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4