半干法脱硫在大型化工厂的应用.doc

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1、半干法脱硫在化工系统中的应用与研究河南龙宇煤化工有限公司陈磊内容摘要：主要介绍半干法脱硫系统的工作原理及在化工系统中的应用，选用依据和工艺流程，使用后的优良效果。关键词：半干法脱硫化学反应、物理消耗、技术应用效率前言随着我国环保质量的要求越来越严格，化工及电站锅炉烟气脱硫所产生的废气的排放也越来越受到严格限制，特别是化工系统中的硫化氢经过硫回收处理后的尾气，仍然达不到排放标准，仍需要进一步进行脱硫，才能有效的保证废气排放达标。河南龙宇煤化工一期工程为年产50万吨甲醇，二期为年产40万吨醋酸，自备有3x130T/h和3x220T/h循

2、环流化床锅炉，分别有唐山信德锅炉集团和武汉特种锅炉集团承建，燃烧煤种为永城产本地无烟煤，甲醇装置和醋酸装置的硫回收的硫回收尾气全部排入锅炉进行掺烧处理，原来的脱硫工艺采用的通过在炉内加入石灰石的方法进行脱硫，二氧化硫的排放在400mg/Nm3，但根据最新的环境保护法，单位仍然要支付大量的排污费用，同时对大气的污染仍然得不到根本解决，通过多方论证和技术比较，为彻底解决这一问题我公司决定采用了循环悬浮式半干法烟气净化装置技术。1.工艺流程整个系统包括吸收塔系统、电袋除尘器系统、工艺水系统、压缩空气系统以及输灰系统改造等。脱硫系统是本套装

3、置的核心部分。锅炉出口烟气由反应塔底部进入反应塔。工业水由双流体雾化喷嘴雾化后喷入反应塔，以很高的传质速率在反应塔中与烟气混合，起到活化反应离子的作用，同时降低反应塔内温度，促进反应进行。活化后的氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3等反应产物。这些干态产物小部分从反应塔塔底排灰口排出，绝大部分随烟气进入布袋除尘器。双流体喷嘴的供水由水泵提供，供气由独立贮气罐供给，水泵用水由水箱供给，水箱供水由工业水源提供。一台水泵分别为两只喷嘴供水，另一台水泵备用。反应塔的总阻力约为100~15

4、00Pa。同时部分较大颗粒的烟尘沉降在反应塔底部排出；大部分烟尘经连接烟道进入布袋除尘系统除尘，经过布袋捕集后外排，从而达到除尘的目的。除尘后的洁净烟气经引风机从烟囱排出。工艺流程图如下图所示：（见附图）2.脱硫原理该技术主要是根据循环流化床理论和喷雾干燥原理，采用悬浮方式，使吸收剂在吸收塔内悬浮、反复循环，与烟气中的SO2充分接触、反应来实现脱硫的一种方法。烟气脱硫工艺分7个步骤：⑴吸收剂存储和输送；⑵烟气雾化增湿调温；⑶脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合；⑷二氧化硫吸收；⑸增湿活化；⑹灰循环；⑺灰渣排除。⑵、⑶、⑷、⑸四个步骤

5、均在吸收塔中进行，其化学、物理过程如下所述。A．化学过程：当雾化水经过双流体雾化喷嘴在吸收塔中雾化，并与烟气充分接触，烟气冷却并增湿，氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2、H2SO3反应生成干粉产物，整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应，反应步骤及方程式如下：⑴SO2被液滴吸收；SO2(气)+H2O→H2SO3(液)⑵H2SO3溶液同吸收剂反应生成亚硫酸钙；Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2OCa(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O⑶液滴中CaSO3达到饱和后，即开始结晶析出；C

6、aSO3(液)→CaSO3(固)⑷部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应，氧化成硫酸钙CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)⑸CaSO4(液)溶解度低，从而结晶析出CaSO4(液)→CaSO4(固)⑹对未来得及反应的Ca(OH)2(固)，以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的CaO(固)进行增湿雾化。Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)SO2(气)+H2O→H2SO3(液)Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2OCaSO3(液)→CaSO3(固)CaSO3(液)+1/2O2

7、(液)→CaSO4(液)CaSO4(液)→CaSO4(固)⑺布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca(OH)2(固)，以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的Ca(OH)2(固)循环至吸收塔内继续反应。Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)SO2(气)+H2O→H2SO3(液)Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2OCaSO3(液)→CaSO3(固)CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)CaSO4(液)→CaSO4(固)B．物理过程：物理过程系指液滴的蒸发干燥及烟气冷却增湿过程，液滴从

8、蒸发开始到干燥所需的时间，对吸收塔的设计和脱硫率都非常重要。影响液滴干燥时间的因素有液滴大小、液滴含水量以及趋近绝热饱和的温度值。液滴的干燥大致分为两个阶段：第一阶段由于浆料液滴中固体含量不大，基本上属于液滴表面水的自由蒸发，蒸发速度