制砖厂隧道窑烟气脱硫设备

制砖厂隧道窑烟气脱硫设备简介：
来，尽管干法和半干法烟气脱硫及其应用得到了较大的，但湿法烟气脱硫仍是目前上应用zui多，也是美尤为推崇的一项烟气脱硫。目前，湿法工艺中以湿式钙法占统治地位，然而该在运行过程中存在着严重的设备结垢和堵塞问题。针对上述问题，出了钠-钙双碱法（简称“双碱法”）。制砖厂隧道窑烟气脱硫设备双碱法原则上有如下点。 
（1）用氢氧化钠脱硫，循水基本上是氢氧化钠的水溶液，在循过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备的运行与保养。 
（2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了塔内结垢的可能性，提了运行的可靠性；同时可以用效的板式塔或填料塔目前广泛使用的喷淋塔，从而减小了吸收塔的尺寸，降了脱硫。 
（3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较的脱硫效率，一般在90以上。 
（4）对脱硫除尘一体化而言，可提石灰的利用率。基于上述点，双碱法具有好的应用前景。但该的脱硫效果和运行的稳定性有待进一步提，同时也存在占地面积大、硫酸根累积导致钠碱损失和系统结垢等问题。针对上述问题，来脱硫工作者在双碱法运行参数的化和工艺方面进行了大量。 
2化学原理 
双碱法烟气脱硫是将氢氧化钠或碳酸钠溶液（*碱）直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中的SO2，脱硫产物为亚硫酸氢钠和亚硫酸钠。然后脱硫产物进入再生池与石灰或石灰石（二碱）反应再生出氢氧化钠，再生出的氢氧化钠回脱硫塔内循使用[7]。各阶反应方程式如下。 
2.1吸收反应 
先SO2溶解在水中并与水反应生成亚硫酸，部分亚硫酸解离成H+、HSO3-及少量的SO32-离子。吸收液中的碱提供OH-离子，与H+离子反应生成水而使H+离子减少。H+离子的减少促进亚硫酸的解离和烟气中SO2的物理溶解。 
SO2 （g） → SO2（aq） 
SO2（aq） + H2O → H+ + HSO3- 
HSO3- → H+ + SO32- 
H+ + OH- → H2O 
起初碱过剩时，SO2与碱反应生成亚硫酸钠。 
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O 
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑ 
待碱耗尽而继续从烟气中吸收SO2时，则生成亚硫酸氢钠。 
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 
2.2再生反应 
2NaHSO3+CaCO3→Na2SO3+CaSO3·1/2 H2O↓+CO2↑+1/2 H2O 
2NaHSO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3·1/2 H2O↓+3/2H2O 
Na2SO3+Ca（OH）2+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2 H2O↓ 
再生后，NaOH溶液送回吸收系统使用，NaOH与吸收液中的NaHSO3反应生成Na2SO3。 
NaHSO3+ NaOH → Na2SO3+H2O 
由于Na2SO3比碱易与SO2反应，因而实际上是用Na2SO3和NaHSO3混合溶液洗涤吸收。 
2.3氧化得到石膏 
2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O↓ 
2.4副反应 
吸收液在循过程中，避地会发生副反应，即少量亚硫酸钠被烟气中的O2氧化为硫酸钠。 
2Na2SO3+O2→2Na2SO4 
硫酸盐的累积会影响脱硫效率，将其从系统中不断地脱除，这也会导致钠碱的损失。 
3工艺流程 
来自锅炉的烟气经过除尘器除尘后经烟道从塔底进入脱硫塔。烟气中的SO2被从脱硫塔顶喷下的碱液充分吸收、反应。洗涤后的净烟气经过除雾器脱水、换热器升温后经引风机通过烟囱排入。吸收液从吸收塔底泵入再生池，与加入的再生碱发生再生反应。再生后的浆液进入稠厚器，经沉淀、澄清后，上清液进入储槽并加入补充碱，随后一起进入吸收塔循使用；稠浆经真空过滤机过滤洗涤，滤液并入储槽，废渣排出。 
1 吸收塔；2 再生池；3稠厚器；4真空过滤机；5 储槽 
双碱法脱硫效果和运行的稳定性受到多方面因素影响，如烟气中SO2初始浓度、吸收液pH值、Na+浓度、液气比等。 
通过实验结果分析认为，在烟气流量为76 m3/h、SO2浓度为800 mg/L、液气比为3L/m3、气温为22℃的条件下，吸收剂的Na+浓度为0.06 mol/L，pH值的范围为7～8左右。 
采用纤维栅洗涤器对双碱法烟气脱硫工艺进行了实验。烟气脱硫效率随洗涤器风速的提而提，随SO2初始浓度的增大而下降；吸收循液pH值在9左右，Na+浓度在0.3 mol/L上下为宜，液气比控制在0.75 L/m3左右较为合理。在此条件下，既能较的烟气脱硫效率，也能有效防止循系统的堵塞。
双碱法多级雾化超重力旋转床烟气脱硫。超重力场在离心力场下工作，与的塔器相比有比相界面积大、传质系数、脱硫效果好、体积小、结构简单的点。结果，再生液初始pH值、液气比，则脱硫效率也。气体中SO2的浓度较，有利于脱硫效率的提。考虑脱硫效率和脱硫费用，较为适合的工艺条件为：吸收液初始pH值为12.6～13，液气比为1.9～2.2 L/m3。 
以旋流板塔为脱硫塔，了双碱法脱硫工艺。结果，吸收液初始pH值、液气比和Na+浓度，脱硫率；烟气SO2的浓度，脱硫率。确定适宜运行参数为：吸收液初始pH值为7～8，液气比为2～3L/m3，Na+约为0.05 mol/L。烟气SO2浓度约1000×10-6时，以上工艺条件下的脱硫率约为80。钠碱的损失量与实际的脱硫量密切相关，与操作条件（L/G、y0等） 无关。 
为了在不影响脱硫效率的前提下防止系统结垢和堵塞，针对系统运行各个阶的pH值进行了。结果，系统在一般情况下运行，Ca（OH）2浆池pH值为11左右，控制再生池pH值为6.8左右，既能提吸收液的脱硫效率，又有助于减小塔硫酸钙的过饱和度，防止系统结垢堵塞。pH值为68时，脱硫效率已在80以上，为了有效控制系统补充Na2CO3的量，运行时控制pH值为6.8～7。 
上述中，各因素对脱硫效果的影响趋势相似，但由于装置设备和实验条件的区别，具体结果不尽相同，在该工艺的及工业应用中可以根据具体情况有选择地参考。 
5工艺 
双碱法脱硫工艺zui早在美和得到应用。但应用中仍存在各种问题，有待进一步和。目前内主要有浙江的吴忠标教授等对此工艺的进行了。 
5.1减少占地面积 
与干法、半干法脱硫工艺相比，湿法脱硫工艺*个不足就是占地面积大。发明了一种浓碱双碱法烟气脱硫工艺，原有的稀碱双碱法存在的再生池和澄清池占地面积过大的问题，同时提了脱硫效率。 
此发明采用的方案是提原稀碱双碱法吸收液中的钠离子浓度，形成较的盐溶液，利用浓度亚硫酸钠和亚硫酸氢钠缓冲溶液所具有的较大的缓冲能力来脱除烟气中的二氧化硫，吸收塔进的吸收液pH值变化不大。同时采用双循系统，即在稀碱双碱法单循的基础上，增加了一个再生循系统以取代原系统中的再生系统。 
该所述进入吸收器的吸收液pH值为6.0～9.0，钠离子浓度为0.3～3.0 mol/L，液气比为0.5～10.0 L/m3。进入再生池的吸收液与塔底抽出的吸收液的回流比为3～30。再生池内溶液pH值控制在9～14。澄清液的钙离子浓度为10～1000 mg/L，烟气脱硫效率可以达到98。 
浓碱双碱法脱硫工艺可有效减少80～95的循池和澄清池面积；浓度的盐溶液具有的脱硫效率，相同条件下比稀碱双碱法可提脱硫效率5～20，脱硫效率可达95以上；若要达到相同的脱硫效率可降液气比，有效减少脱硫的运行费用。 
5.2控制硫酸根的累积 
由于烟气中含氧量过、气液接触充分、粉尘中杂质溶出等原因，在实际运行中会有部分SO32-氧化为SO42-，失去对SO2的吸收能力，造成钠盐的损失，并会与再生液带入的Ca2+生成硫酸钙，累积后有可能造成脱硫器和管道堵塞，严重影响系统的能耗和稳定运行。 
5.2.1氧化反应催化剂的去除 
亚硫酸根向硫酸根的转化是在重金属离子的催化下进行的，因此，控制重金属离子的浓度有利于抑制硫酸根的生成。利用可溶性壳聚糖在溶液中既有颗粒物絮凝又有重金属捕集的性，同时实现了粒度较小的颗粒物的沉淀分离和重金属离子浓度的控制，达到吸收液再生和吸收剂氧化抑制的目的。 
具体工艺流程为：脱硫后的吸收液入絮凝反应器，与壳聚糖混合发生絮凝反应，然后再进入再生、沉淀过程。其中吸收液中壳聚糖的加入量应确保其与脱硫后吸收液再生后产生的沉淀颗粒物之间比在0.01以上，再生处理的pH值范围为6.0～10.0。实例，吸收液中悬浮物的去除率可以达到99，锰、锌、镉、镍离子浓度分别控制在6.3mg/L、2.9mg/L、1.5mg/L、4.5mg/L以下。 
5.2.2氧化反应抑制剂的添加 
使用了EDTA、有机胺、对苯二酚中的一种或几种作为阻氧剂以抑制硫酸根的生成，用量为15×10-6～50×10-6。 
实验室，较的pH值有利于抑制氧化反应。此外，添加硫代硫酸盐可以抑制硫酸根的生成，在没有催化剂（Mn2+）的情况下添加量为4 （mmol Na2S2O3）/（mol Na2SO3），催化剂的情况下添加量为30 （mmol Na2S2O3）/（mol Na2SO3），抑制氧化率可以分别达到98和85左右。 
5.2.3诱导 
吴忠标[18]发明了一种浓浆双碱法烟气脱硫除尘诱导循利用工艺。此工艺主要是在再生槽前添加了一个罐，并通过向罐内添加一种或多种氧化物或盐，从而诱导硫酸钙形成二水合硫酸钙，以其随碱液循进入脱硫塔。 
诱导物质的选择遵循以下原则：①与二水合硫酸钙晶形结构相近似的氧化物或盐；②与二水合硫酸钙表面电荷状态相近似的氧化物或盐；③与二水合硫酸钙机理相近似的氧化物或盐。该发明中选择使用的氧化物或盐有二氧化硅、氯化钙、亚硫酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。根据不同情况使用其中一种或多种。 
具体工艺为，脱硫液出脱硫塔后部分回流，部分进入罐中，在搅拌作用下加入晶种进行石膏的诱导，小部分诱导后的浆液排入沉淀池分离出沉淀物，沉淀物排出，上清液进入再生槽；大部分诱导后的浆液直接进入再生槽。再生槽内加入石灰进行再生反应，再生后的脱硫液与补充碱通过循泵进入脱硫器循使用。该发明脱硫效率zui可达99。
5.3以废治废 
在再生碱的选择上，从和资源角度考虑，出了一条以废治废、资源利用的途径。一是采用目前内许多大中型聚氯乙烯生产产生的大量电石渣，二是采用氨碱法制碱及纸浆造纸过程中产生的碱渣（白泥）。这样既可以减少的，同时也降了烟气脱硫运行。 
电石渣的主要成分是氢氧化钙，同时还含有碳酸钙、氧化钙以及少量的氧化硅、氧化铅、磷、硫、碳、砷等杂质及碳化钙。白泥的主要成分是碳酸钙，此外，白泥还含有苛化过程中过量加入的石灰、硅酸钙、残余氢氧化钠以及由于纤维原料不同而会有不等的硫化钠、铝、铁、镁化合物等。与石灰相比，电石渣和白泥含有较多的还原性物质，如碳化钙、硫化钠等，因此利用电石渣或白泥作为再生剂，其中的还原性物质可以有效抑制亚硫酸钠的氧化，从而双碱法中活性钠离子浓度。采用电石渣和白泥为再生碱，脱硫率zui分别可以达到95和93。