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1、环境工程2005年12月第23卷第6期45烟气脱硫系统液气比控制指标探讨陈莲芳徐夕仁(山东大学能源与动力工程学院,济南250061)摘要通过对双碱法烟气脱硫系统的原理、工艺过程的分析,阐述了液气比这一操作参数的重要性,并通过对该系统的物质平衡分析提出了理论计算液气比的公式,并针对工程实际中正确运用该公式提出了意见和建议。关键词双碱法烟气脱硫液气比1引言1Na2SO3+Ca(OH)2+H2O2NaOH2双碱法烟气脱硫系统的特点在于脱硫剂的再生。1即先用钠碱吸收液进行脱硫,脱硫产物为可溶的钠+CaSO3H2O2盐,然后再用石灰乳和石灰石粉末
2、再生吸收液。由于使氢氧化钠得到再生。采用液相吸收,所得钠盐通常比硫酸钙和亚硫酸钙更生成亚硫酸钙的一般形式为半水亚硫酸钙。易溶解,从而可避免石灰石灰石湿法脱硫所经常遇当用亚硫酸钠作脱硫剂时,可用石灰石进行再到的结垢问题,且可以经进一步处理得到纯度较高的[1]生:石膏副产品,因而得到广泛应用。在双碱法烟气脱1硫系统中,液气比是一个非常重要的操作参数,液气2NaHSO3+CaCO3Na2SO3+CaSO3H2O2比大,意味着烟气与脱硫剂接触面积大,有利于SO21+CO2+H2O的吸收,但液气比太大,容易导致雾化效果不佳,不利2[3]于脱硫。且太大的液气比会
3、使整个烟气行程的阻力22工艺过程介绍增加,从而引起引风机出力不足导致锅炉正压,也易湿式双碱法烟气脱硫系统工艺流程如图1所示:[2]导致风机带水。因此,确定液气比对于双碱法烟气待处理烟气进入洗涤塔后向上流动,穿过多孔流化筛脱硫系统的正常运行有重要意义。板,与喷淋下来的洗涤液相遇,在布风板上形成气液2脱硫原理与工艺过程流化床,烟气中的SO2气体被洗涤液吸收。净化后的21脱硫原理烟气经脱水后离开洗涤塔,污液从筒体下部排出洗涤在双碱法(thedoublealkalicprocess)中,以钠碱双塔,污液进入沉淀池前与来自石灰消化池的Ca(OH)2碱法为最
4、多。采用钠化合物(氢氧化钠、纯碱或亚硫或石灰石溶液混合,一起进入再生固硫沉淀池,在再酸钠,在此以氢氧化钠为例)吸收烟气中的SO2。SO2生固硫沉淀池中发生钠盐的再生反应和生成硫酸盐的吸收降低了洗涤液的pH,并生成亚硫酸氢根离子,的固硫反应,固硫产物和烟尘一起沉降去石膏生产过随后,洗涤液进入添加石灰的再生系统。在这里,生程,而澄清后的洗涤液补充脱硫剂后,经循环泵返回成亚硫酸钙沉淀,再经氧化处理来制取石膏。再生过洗涤塔,洗涤液又重新吸收烟气中的SO2,完成循环。程中产生可重新利用的脱硫剂溶液(氢氧化钠、纯碱3液气比的确定或亚硫酸钠)返回脱硫塔。如所用脱硫剂为氢
5、氧化液气比l也就是喷入脱硫塔的洗涤液流量L与钠,则脱硫塔内的吸收反应为:处理烟气流量G的比值(l=LG)。适宜的液气比l2NaOH+SO2Na2SO3+H2O一方面要保证较高的脱硫效率,另一方面要满足设备Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3安全经济运行的需要,且能够使脱硫剂得到有效利用石灰料浆进行再生时,沉淀池内的反应为:用。液气比也是脱硫循环泵选型的依据之一。因此,2NaHSO3+Ca(OH)2Na2SO3液气比选择要有正确的方法。13+CaSO3H2O+H2O2231根据排放要求确定液气比环境工程462005年12月第23卷第6
6、期和洗涤液体积流量在该过程中变化很小,忽略其微小变化量,认为脱硫过程中烟气体积流量和洗涤液流量保持不变。经分析不难看出,在洗涤液中可能含有的离子+-+2+2-2--有:Na、OH、H、Ca、SO3、SO4、HSO3,但在沉淀池出口,由于经过了再生反应,又添加了钠碱,pH较-高,因此HSO3含量非常少,将其忽略,故认为脱硫塔+-+2+2-2-进口洗涤液中含有Na、OH、H、Ca、SO3、SO4,+-+2+而脱硫塔出口洗涤液中含有Na、OH、H、Ca、2-2--SO3、SO4、HSO3等,故得出:图1双碱法烟气脱硫工艺流程图2-2-要计算满足排放要求的最小液气
7、比,必须知道脱Csin=[SO3]in+[SO4]in2-2--硫反应进行的程度,系统是否处于平衡状态等。Csout=[SO3]out+[SO4]out+[HSO3]out2-2-3作为计算的前提,作以下假设:式中[SO3]in入口SO3浓度kmolm;2-2-3(1)沉淀池面积很大,有足够的反应时间和沉淀[SO4]in入口SO4浓度kmolm;2-2-3时间,因而沉淀池出口处洗涤液的各种离子处于平衡[SO3]out出口SO3浓度kmolm;状态。2-2-3[SO4]out出口SO4浓度kmolm;(2)忽略循环过程
8、中水的损失、钠盐的损失、水的[HSO--3。3]ou
