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双碱法烟气脱硫技术介绍
双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石-石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚liu suan钙、liu suan钙,由于其溶解度办小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞堵塞严重影响脱硫系统的正常运行,更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素,钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统(曝气系统),从而增加初touzi及运行费用,用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题,单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理,二者矛盾相互凸现,双碱法烟气脱硫工艺应运而生,该工艺较好的解决了上述矛盾问题。
1、工艺基本原理
双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱各结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用qing yang hua gai进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了tou zi及运行费用,比较适用于中小型炼炉进行脱硫改选。
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双碱法烟气脱硫技术是利用qing yang hua na溶液作为启动脱硫剂,配制好的qing yang hua na溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2达到烟气脱硫的目的,然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成qing yang hua na再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主工包括5个部分:(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO先溶解于吸收液中,然后离解成H+和HSO3—:
SO2(g)===SO2(aq) (1)
SO2(aq) + H2O(1) ===H++HSO3— === 2H ++ SO32-; (2)
式(1)为慢反应,是速度控制过程之一。
然后H+与溶液中的OH—中和反应,生成盐和水,促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程如下:
2NaOH + SO2→Na2SO3+ H2O
Na2SO3+ SO2+ H2O →2NaHSO3
脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱,一般是Ca(OH)2进行再生,再生反应过程如下:
Ca(OH)2+ Na2SO3→ 2NaOH + CaSO3
Ca(OH)2+ 2Na2SO3→Na2SO3+ CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2O
存在氧气的条件下,还会发生以下反应:
Ca(OH)2+ Na2SO3+ 1/2O2 + 2 H2O → 2NaOH + CaSO4·H2O
脱下的硫以亚liu suan钙的形式析出,然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放抛弃。再生的NaOH可以循环使用。
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1、工艺流程介绍
来自提炼炉的烟气先经过除尘器除尘 然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层(根据具体情况定)旋流板的方式,旋流板塔具有良好的气液接触条件,从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的SO2与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器,升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。
2、工艺流程说明
双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统,SO2吸收系统,脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。
二次污染的解决问题
采用氢氧化的作为脱硫剂,在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率快,脱硫效率高,但脱硫的产物Na2SO4很难进行处理,极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺,用qing yang hua na吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生,只有少量的Na2SO4被带入石膏浆液中,这些掺杂了Na2SO4的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离,分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放,溶液流回再生池继续使用,因此不会造成二次污染。
3、工艺特点
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比,双碱法原则上有以下优点:
(1用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH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;
(2)吸收剂的再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;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔,使系统更紧凑,且可提高脱硫效率;
(3)钠基吸收液吸收SO2速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般在90%以上;
(4)对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。
缺点是:NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生,需要不断的补充NaOH或Na2SO3而增加碱的消耗量。另外,Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。
双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术,是一种特别适合中小型炼炉烟气脱硫技术,具有广泛的市场前景。
空气净化技术:钙钠双碱法脱硫工艺,简称双碱法。该法主要是脱除气体中的SO2气体。适用于锅炉烟气、焦炉气、炼炉生产废气等的脱硫。供暖锅炉脱硫塔的提炼炉脱硫塔内部结构相反,大不一样。
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一、 工艺特点
钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫,然后两用石灰粉再生脱硫液,由于整个反应过程是液气相之间进行,避免了系统结垢问题,而且吸收速度高,液气比低,吸收剂利用率高,liu suan费用省,运行成本低。
1、以NaOH(Na2CO3)脱硫,脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞,便于设备运行和维护。
2、钠基吸收液对SO2反应速度快,故有较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般≥90%。
3、脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了运行成本。
4、以空塔喷淋为脱硫塔结构,运行可靠性高,事故发生率小,塔阻力低,△P≤600Pa.
二、 工艺原理
1、反应原理
SO2吸收反应:Na2CO3 + SO2→Na2SO3 + CO2↑
吸收剂再生反应:CaO + H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2 + Na2CO3 + H2O →2NaOH + CaSO3·H2O
2、工艺流程
采用溶炼炉的烟气经换热降温至≤200℃,经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层娄十支喷嘴,喷出细微液滴雾化均布于脱硫塔溶各内,烟气与喷淋脱硫液进行充分汽液混合接触,使烟气中的SO2和灰尘被脱硫液充分吸收、反应,达到脱尘除SO2的目的。经脱硫洗涤后的净烟气经塔顶除雾器脱水,经脱硫塔上部进入烟囱排入大气。脱硫循环液经塔内气液接触除SO2后,经塔底管道流入沉淀池在此将灰尘沉淀下来,清液经上部溢进入反应再生池,在池内与石灰乳液制备槽引来的石灰乳进行再生反应,再生液流入泵前循环槽补入Na2CO3,由泵打入脱硫塔顶脱除SO2循环使用。其中再生产出的CaSO3及烟气中过剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分离。
三、 工艺优势
1、烟气系统
来自溶炼烟气经烟道引见机直接进入脱硫塔。脱硫塔以空塔喷淋结构。设计空速小(4.0m/s),塔压力降小(≤600Pa),脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体,烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。脱硫塔制作完毕喷砂处理后,环氧树脂防腐6遍,塔内部件主要是喷嘴和防雾器,均为304不锈钢材质。当脱硫泵出现故障时,脱硫暂停反应,烟气可通过烟囱排入大气。
2、脱硫塔SO2吸收系统
烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤,气液充分接触吸收SO2。脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋,由于喷嘴的雾化作用,分裂成无数小直径的液滴,其总表面积增大数千倍,使气液得以充分接触,气液相接触面积越大,两相传质热反应,效率越高。因此化工生产中诸多单元操作中多喷淋塔结构,起到高效、节能、造价低等优点。脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘,生成Na2CO3,同时消耗了NaOH和Na2CO3。脱硫液排出塔外进入再生池与Ca(OH)2反应,再生出钠离子并补入Na2CO3(或NaOH),经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。
在脱硫塔顶部装有除雾器,经除雾器折流板碰冲作用,烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被雾器捕获分离。除雾器设置定期冲洗装置,防止除雾器堵塞。
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3、脱硫产物处理
脱硫产物**终是石膏浆,具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2CO4及粉尘。有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好,经自然蒸发晾干。由于石膏浆中含有固体杂质,影响石膏的质量,所以一般以抛弃法为高。排出沉淀池浆可经水力旋流器,稠厚器增浓提固后,再排至渣场处理。
4、关于二次污染的解决
以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。纳钙双碱法是以钠碱吸收SO2,其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用,因钠钙双碱法能节省碱耗,又杜绝二次污染问题。有少量的Na2CO4不能够再生被带入石膏浆液中,经固液分离,分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。溶液流回再生池继续使用,因此不会产生二次污染。
5、方案的特点
以NaOH(Na2CO3)脱硫,脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞,便于设备运行和维护。钠基吸收液对SO2反应速度快,故有较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般≥90%。
脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了运行成本。以空塔喷淋为脱硫塔结构,运行可靠性高,事故发生率小,塔阻力低,△P≤600Pa。
6、吸收SO2效率及主要影响因素
PH值,PH值高,SO2吸收速率大,脱硫效率高,同时PH值高,结垢率小,避免吸收剂表面纯化。
温度:温度低有利于气液传质,溶解SO2,但温度低影响反应速度,所以脱硫剂的温度不是一个独立不变的因素,取决于进气的烟气温度。
石灰粒度及纯度:要求石灰纯度≥95%,
粒度控制Pc200~300以内。
液浆浓度:控制在10~15%。