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單堿法脫硫與雙堿法脫硫的區別

單堿法脫硫

技術特點

優點:

1、技術成熟,使用率高,可保證與廠裏主裝置的同步使用率達到95%以上;

2、吸收劑來源廣泛,價格低廉,系手機的利用率高,Ca/S≤1.03;

3、脫硫率高,可保證在95%以上;

4、自動化程度高。采用DCS控制,脫硫裝置的啟動、正常運行工況監視與調節、停機及事故處理均由自動控制實現,無需人工現場處理。

缺點:

1、初期建設成本較高,占地面積相對其他工藝較大;

2、運行中設備需專業人員進行維護操作;

3、塔內及塔外的漿液在操作不當的情況下極易結構,容易堵塞管道及除霧裝置;

能耗相對其他脫硫工藝,運行能耗較大。

工藝原理

主要反應方程式如下:

吸收:SO2+H2O→H2SO3

SO3+H2O→H2SO4

中和:CaCO3 H2SO3→CaSO3 CO2 H2O

CaCO3 H2SO4→CaSO4 CO2 H2O

氧化:CaSO3+1/2O2→CaSO4

結晶:CaSO4 H2O→CaSO4·H2O↓

主要應用範圍:

火電廠等鍋爐煙氣脫硫、鋼鐵廠煙氣脫硫、大型工業窯爐煙氣脫硫

雙堿法脫硫

化學術語

雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。

中文名

雙堿法脫硫

特點

不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題

基本原理工藝特點TA說

基本原理

雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由於鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫後反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。另壹方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用於中小型鍋爐進行脫硫改造。

雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑,配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的,然後脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。脫硫工藝主要包括5個部分:(1)吸收劑制備與補充;(2)吸收劑漿液噴淋;(3)塔內霧滴與煙氣接觸混合;(4)再生池漿液還原鈉基堿;(5)石膏脫水處理。

雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似,主要反應為煙氣中的SO2先溶解於吸收液中,然後離解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2,生成HSO31-、SO32-與SO42-,反應方程式如下:

脫硫反應

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑ (1)

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O (2)

Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3 (3)

其中:

式(1)為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應;

式(2)為再生液pH值較高時(高於9時),溶液吸收SO2的主反應;

式(3)為溶液pH值較低(5~9)時的主反應。

再生過程

Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3(4)

Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O(5)

3、氧化過程(副反應)

CaSO3+1/2O2→CaSO4(6)

CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O(7)

工藝特點

1、脫硫效率90%以上。

2、脫硫劑采用鈉堿和石灰,塔內清液吸收,有效避免塔內結垢。

3、液氣比小。可脫硫除塵壹體化。

4、壹次投資省,運行成本低,國產程度高。

5、適應範圍廣。

雙堿法脫硫特點

(1)系統簡便,投資省;

(2)脫硫效率高;吸收劑制備及供給系統、石膏脫水系統、工藝水系統等組成。

(3)不易結垢;

(4)液氣比低,電耗省;

(5)吸收塔采用噴淋空塔,阻力小。

(6)以鈉堿液為塔內主脫硫劑,以石灰為脫硫液塔外再生劑,可以達到設備和管道不結垢。

4、雙堿法缺點

(1)運行穩定性較差

鈉鈣雙堿法為上世紀八十年代初,因石灰石(石灰)-石膏技術不成熟的時候出現的壹種折中技術,八十年代末,石灰石(石灰)-石膏技術成熟後,這種技術國外早已不再使用。鈉鈣雙堿法從理論上講,先用鈉堿性溶液作為吸收劑,然後將吸收SO2後的脫硫液用石灰石或石灰進行再生,再生後吸收液可循環使用,這樣脫硫是清液,不會出現鈣法脫硫過程中亞硫酸鈣和硫酸鈣不溶物的結垢現象。但在實際工程中,部分參數很難控制,特別是置換過程中亞硫酸鈣和硫酸鈣的沈澱分離過程。事實上置換過程生成亞硫酸鈣結晶顆粒粒徑相當小,大部分在10um以下,很難用簡單沈澱法將其分離下來。並且要求濃縮池排渣設施必須非常可靠,保證系統脫硫生成產物及時排出,防止上清夜鈣離子超過飽和度。實際上雙堿法脫硫很難做到脫硫液為清液(不含鈣質),所以鈉鈣雙堿法運行中結垢情況還是比較普遍的。同時,雙堿法工藝流程較為復雜,需控制的關鍵參數較多,較嚴格,特別是置換過程的pH值控制。pH過低,置換不完全導致消耗鈉堿過多;pH過高,鈣離子大量過剩,無法沈澱而進入脫硫系統引起結垢。

(2)運行費用高

雙堿法脫硫過程必須采用鈉堿再生,鈉堿是目前市面上最貴的脫硫劑,火堿價格4000元/噸,因此鈉堿的消耗量直接關系到脫硫成本。然而,脫硫液再生(即用鈣置換出活性鈉)的效率也是壹個問題,由於煙氣中有氧氣,會把亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉,因此脫硫液的再生也會下降,並且部分鈉鹽隨脫硫產物外排,這就表現為實際鈉堿的耗量會比理論計算(5%)多很多,壹般在20%左右。實際上大部分使用雙堿法的廠家,都因鈉堿運行成本過高而變成單堿運行。壹是采用過量石灰進行置換,提高置換池pH值,減少或不加入鈉堿,這樣大量鈣離子進入脫硫過程,容易導致系統結晶結垢,運行困難。也有很多用戶將鈉鈣雙堿法變成純鈉堿脫硫,這樣做只為應付環保局(環保部門檢測就加堿運行,環保部門壹走,就少加或不加堿運行) ,但脫硫設備長時間無堿運行,腐蝕嚴重。