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GCT型喷淋脱硫设备
已阅:679  2014-6-9
 

    我公司积累湿式烟气脱硫除尘吸收塔运行经验,及近年来国内外的发展趋势,运用旋流SO2射流压力雾化专利技术(专利号:200730028055.4),研制的喷淋雾化脱硫装置,它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。在喷淋塔内部吸收剂浆液喷雾形成较大气液接触界面,烟气与液体雾粒逆流,在雾粒降落过程中吸收SO2并落在下部循环池。烟气向上流动,经除雾装置脱除去其携带的雾粒后排出塔外。

    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,并具备钠碱法吸收效率高的优点。

一、工艺流程介绍

    多管旋风除尘器(预除尘,除去大部分粗颗粒粉尘,根据用户条件或烟气原始参数选择可用可不用)来的烟气经增压风机加压(在全压有余量可不用)之后,进入文丘里喷淋雾化装置的收缩管,气流速度增大,至喉管时流速达到最大。在喉管处加入的洗涤水被高速气流冲击,形成液滴并发生雾化,尘粒被润湿。在尘粒之间以及液滴与尘粒间发生碰撞和凝聚。在扩散管,气流速度锐减,便于形成较大的含尘雾粒。(当洗涤水中加有碱液时(PH值≥12),碱液良好的雾化,当二氧化硫气体通过时候,能够很好的与碱液混合反应,达到脱硫的效果)。此后烟气进入喷淋塔筒体,在喷淋塔内部上升阶段(流速在1.5-2m/s)与吸收剂浆液喷雾形成较大气液接触界面,烟气与液体雾粒逆流充份接触,在雾粒降落过程中吸收SO2 并捕润尘粒,湿润的尘粒向下流入脱硫塔底部,从溢流孔排出进入沉淀池。在筒体内上升的净化后的气体经过气水分离器除雾脱水,完成整个除尘脱硫程序,之后通过筒体上部锥体部分引出。含尘废液通过筒体底部溢流孔排入沉淀池,(溢流孔有水封设计防止漏气,并设有清理孔便于进行筒体底部清理)经沉淀(除灰)并加碱(再生)后循环使用。

    同时,为了方便脱硫系统的检修和应付紧急情况,有条件情况下可并建一旁路烟道。

二、工艺流程化学反应原理

    此处主要涉及的是含尘废液的循环再生问题,可按用户的脱硫要求及运行费用分为“钠-钙双碱法”及“纯碱单碱法”两种方法,钠-钙双碱法是利用纯碱脱硫,消石灰重生的方法减少纯碱的使用,但向较纯碱单碱法需增设一个重生池及一套重生池搅拌装置;纯碱单碱法则较为简单,在清水池内定时加入纯碱即可达到脱硫效果。

1. -钙双碱法 主要化学方程式如下

    基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。

    在塔内吸收SO2

    Na2CO3SO2Na2SO3CO2 1

    Na2SO3SO2H2O2NaHSO3  (2

    2NaOHSO2Na2SO3+H2O  (3

    其中式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程,式(2)是运行过程的主要反应式,式(3)是再生液PH较高时的主要反应式。

用消石灰再生

    CaOH2Na2SO3+1/2H2O2NaOHCaSO3·1/2H2O

    CaOH22NaHSO3Na2SO3CaSO3·1/2H2O3/2 H2O

    在石灰浆液(石灰达到达饱和状况)中,NaHSO3很快与CaOH2 反应从而释放出[Na+],[SO32-]与[Ca2+]反应,反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使[Na+]得到再生。Na2CO3只是一种启动碱,起动后实际上消耗的是石灰,理论上不消耗纯碱(只是清渣时会带也一些,被烟气中氧气氧化会有损失,因而有少量损耗)

    再生的NaOHNa2SO3等脱硫剂循环使用。

2. 纯碱单碱法 主要化学方程式

    Na2CO3SO2Na2SO3CO2 1

    Na2SO3SO2H2O2NaHSO3  (2

    其中式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程,式(2)是运行过程的主要反应式

三、工艺特点

    与其它脱硫工艺相比,喷淋雾化脱硫工艺原则上有以下优点:

    1)、 运用旋流射流技术、压力雾化和文丘里管技术,设备阻力小

    2)、 用钠碱液脱硫,循环水基本上是[Na+]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;

    3)、 吸收剂的重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;

    4)、 钠基吸收液吸收SO2速度快,故可用较小的液气比11-2,达到较高的脱硫效率;

四、技术特点

    我公司已经在多个项目上已经应用成熟的多管除尘+喷淋雾化脱硫工艺技术。较之其它脱硫工艺,该工艺具有以下优点:

    1)、具有最佳的性价比。该工艺技术与国内外其它脱硫技术相比脱硫效率达到75-90%,而且液气比远远低于其它钙法技术。具有工艺流程简单,投资省、综合运行成本低的特点。脱硫后的烟气SO2排放可以在高浓度情况下完全满足环保排放要求,并且烟气含尘量进一步减少,可以实现花钱少、办实事的目的;

    2)、该工艺在燃煤锅炉的除尘脱硫项目中运行效果非常好,这已从多个项目中得到了证实;

    3)、技术成熟,运行可靠性高。该工艺技术烟气脱硫装置投入率为90%以上,系统主要设备很少发生故障,因此不会因脱硫设备故障影响正常生产系统的安全运行;

    4)、对操作弹性大,对煤种变化的适应性强。该技术用碱液作为脱硫剂,工艺吸收效果好,吸收剂利用率高,可根据炉窑煤种变化,适当调节pH值、液气比等因素,以保证设计脱硫率的实现;

    5)、再生和沉淀分离在塔外,大大降低塔内和管道内的结垢机会;

     6)、钠碱循环利用,损耗少,运行成本低;

    7)、正常操作下吸收过程无废水排放;

    8)、灰水易沉淀分离,可大大降低水池的投资;

    9)、脱硫渣无毒,溶解度极小,无二次污染,可考虑综合利用;

    10)、钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快,可降低液气比,从而既可降低运行费用,又可减少水池、水泵和管道的投资;

    11)、石灰作再生剂(实际消耗物),运行成本低。

    12)、可以用废碱液作为脱硫剂,进一步降低成本。

    13)、工艺简单,比较适用于中小型工业锅炉和炉窑配套使用。

五、除尘脱硫系统各项性能参数

 

序号

技术指标

单位

技术参数

1

除尘脱硫系统总压力损失

Pa

2200

陶瓷多管除尘器(有条件情况下使用)

Pa

900

喷淋雾化脱硫装置

Pa

1300

烟风道

Pa

2

循环液气比

L/Nm3

13

3

SO2脱除率

%

7590

4

除尘效率

%

98

5

烟气排放浓度

mg/m3

200

6

林格曼黑度

<Ⅰ级

7

出口烟气温度

50-80

8

消耗

脱硫剂(Na2CO3)(规定品质)

kg/h

根据要求计算

工业水(规定品质)

m3/h

根据要求计算

电力(BMCR工况设备耗电量)

kW.h

根据要求计算

9

除尘脱硫塔设计压力

Pa

6000

10

BMCR时烟气空塔流速

m/s

1.5-3

11

陶瓷多管除尘器尺寸

mm

根据要求设计

脱硫塔直径

m

根据要求设计

脱硫塔高度

mm

根据要求设计

脱硫塔壁厚

mm

根据要求设计

脱硫塔本体材质

Q235 +内衬花岗岩

六、除尘脱硫系统组成

    本脱硫系统由陶瓷多管除尘器主体、循环池、循环泵、文丘里段、除尘脱硫塔主体、接管、喷嘴及所有内件、除雾装置、操作平台、爬梯及电气控制系统、外部风机、烟风道、旁路烟道(有条件情况下)等组成。

 
 
 
 
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