一種煙氣脫硫除塵除霧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)煙氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煙氣濕式脫硫除塵除霧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和能源需求的逐年增加，工業(yè)排放廢氣量增長(zhǎng)很快，并且隨著含硫、氮、塵廢氣的增加，國(guó)家環(huán)保法規(guī)也會(huì)日益嚴(yán)格，因此，對(duì)煙氣的凈化處理迫在眉睫。煙氣脫硫是控制酸雨和二氧化硫污染最為有效和主要的技術(shù)手段，但其基本原理都是以一種堿性物質(zhì)作為二氧化硫的吸收劑。傳統(tǒng)的濕法脫硫技術(shù)主要有石灰石-石膏法，海水脫硫法、氣水脫硫法、雙喊法脫硫和納喊法脫硫等等。
[0003]石灰石-石膏脫硫法，煙氣與循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的二氧化硫、三氧化硫等被吸收，與氫氧化鈣、亞硫酸鈣化合成亞硫酸鈣、硫酸鈣等，進(jìn)入循環(huán)池，在循環(huán)池中進(jìn)行強(qiáng)制氧化和中和反應(yīng)并形成石膏。洗滌脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去小液滴，再通過(guò)煙氣換熱器從煙囪排放。該工藝成熟、運(yùn)行可靠，可用率在90%以上，能耗低，但基建投資大，吸收劑原料消耗大，運(yùn)行成本高。
[0004]海水煙氣脫硫基于海水具有天然堿性和緩沖能力，煙氣中的二氧化硫被海水吸收后，轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，而硫酸鹽本身就是海水的一種天然組分。工業(yè)煙氣首先經(jīng)過(guò)靜電除塵設(shè)備脫除煙氣中的粉塵，然后進(jìn)入脫硫塔，在填料中與海水逆流接觸，充分脫硫。該工藝簡(jiǎn)單，不消耗脫硫劑，操作費(fèi)用低，但是受地域限制很大，不適合推廣。
[0005]氨法脫硫技術(shù)是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的二氧化硫的工藝。煙氣進(jìn)入塔內(nèi)與氨吸收劑逆向接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸銨，洗滌脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除水后從煙囪排放，脫硫副產(chǎn)物經(jīng)過(guò)旋流器、離心機(jī)脫水成為脫水硫酸銨。該方法脫硫效率高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備體積小，但是吸收劑氨的價(jià)格太高了，高運(yùn)行成本是影響氨法脫硫工藝的到廣泛應(yīng)用的最大因素。
[0006]雙喊法包括納|丐雙喊法、喊性硫酸招法等，最常用的是納|丐雙喊法，它米用納喊吸收二氧化硫，吸收液再用石灰進(jìn)行再生，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣等沉淀物，再生后的溶液返回吸收器循環(huán)使用。該方法脫硫率高，不結(jié)垢，但流程較長(zhǎng)，鈉堿消耗高。
[0007]鈉堿法脫硫目前國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用的是貝爾格的EDV技術(shù)。EDV濕法脫硫技術(shù)是氣液兩相先通過(guò)噴淋區(qū)吸收脫硫，再經(jīng)過(guò)濾清模塊進(jìn)行除塵，然后經(jīng)水珠分離器除水后從煙囪排除。
[0008]從以上幾種脫硫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)可以看出，現(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)主要采用逆流噴淋，堿性漿液從脫硫塔上方噴淋進(jìn)入脫硫塔內(nèi)，在重力作用下自由沉降與煙氣逆流接觸實(shí)現(xiàn)脫硫反應(yīng)，但現(xiàn)有的濕法脫硫技術(shù)液滴液體平均當(dāng)量直徑達(dá)3-5_甚至更大，單個(gè)液滴與煙氣的接觸面積很小，從而不得不提高循環(huán)漿液量來(lái)增大脫硫效果，導(dǎo)致漿液循環(huán)栗的流量很大，從而增大電機(jī)功率，栗的電耗增大，操作費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種煙氣脫硫除塵除霧方法，在本方法中，堿性液體作為脫硫介質(zhì)，與循環(huán)液混合并霧化成液滴后在脫硫塔內(nèi)與煙氣接觸，實(shí)現(xiàn)硫化物脫硫溶解吸收；脫硫塔底液體區(qū)的液體分別在硫化物吸收反應(yīng)區(qū)底部和上部循環(huán)進(jìn)入脫硫塔，底部進(jìn)入的循環(huán)液霧化成小液滴隨煙氣并流與頂部進(jìn)入的逆流循環(huán)液同時(shí)完成硫化物吸收反應(yīng)；采用堿液小液滴與煙氣并流捕捉除塵；設(shè)置表面聚結(jié)和多級(jí)旋流器對(duì)排出氣體除霧，實(shí)現(xiàn)低能耗煙氣凈化。
[0010]本發(fā)明所采用的反應(yīng)原理:
本煙氣脫硫工藝以NaOH作為脫硫劑與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液而進(jìn)行的酸堿中和反應(yīng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)氫氧化鈉的加入量來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)液的pH值。其化學(xué)方程式如下:S02 + H20 — H2S03 (溶解)
H2S03 — H++ HS03-(電離)
然后，亞硫酸與NaOH反應(yīng)生成Na2S03，Na2S03與H2S03進(jìn)一步反應(yīng)生成NaHS03，NaHS03又與NaOH反應(yīng)加速生成亞硫酸鈉；生成的亞硫酸鈉一部分作為吸收劑循環(huán)使用，另一部分去至廢水處理單元經(jīng)固液分離、氧化后作為無(wú)害的硫酸鈉水溶液排放:
H2S03 + NaOH — Na2S03 + 2H20 Na2S03 + H2S03 — NaHS03 NaHS03 + NaOH — 2Na2S03 + 2H20 Na2S03 + 1/202 — Na2S04
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:入口煙氣在底部的煙氣入口段進(jìn)入，經(jīng)塔底循環(huán)液急冷降溫后進(jìn)入脫硫除塵塔，向上依次經(jīng)過(guò)并、逆流雙作用脫硫吸收反應(yīng)區(qū)、并流粉塵捕捉除塵區(qū)、聚結(jié)旋流除霧區(qū)，凈化后從塔頂煙囪排出。
[0011]本發(fā)明中，脫硫除塵塔塔底設(shè)置循環(huán)液體區(qū)，在塔底循環(huán)液體區(qū)和脫硫吸收反應(yīng)區(qū)底部之間設(shè)置液體循環(huán)，該部分循環(huán)液體從循環(huán)液體區(qū)抽出經(jīng)并流循環(huán)液栗升壓后，由栗出口管線(xiàn)進(jìn)入塔內(nèi)，在塔內(nèi)用液體霧化器霧化成小液滴后與煙氣并流，實(shí)現(xiàn)與含硫煙氣的接觸脫硫；在并流循環(huán)液體霧化噴嘴前的管線(xiàn)內(nèi)送入氣體，用氣體實(shí)現(xiàn)并流循環(huán)液體的霧化成小液滴。在并流循環(huán)液體栗出口管道上設(shè)置粉塵過(guò)濾器，循環(huán)液過(guò)濾后進(jìn)入霧化噴嘴。
[0012]本發(fā)明中，在塔底循環(huán)液體區(qū)和脫硫吸收反應(yīng)區(qū)頂部、煙氣入口段之間設(shè)置液體循環(huán)，塔底循環(huán)液體從塔底循環(huán)液體區(qū)抽出由逆流循環(huán)液栗升壓后，一部分循環(huán)液經(jīng)栗出口管線(xiàn)進(jìn)入塔內(nèi)脫硫吸收反應(yīng)區(qū)上部，在塔內(nèi)用液體霧化器霧化成液滴后靠重力與煙氣逆流向下流動(dòng)，流動(dòng)過(guò)程中與煙氣接觸脫硫；一部分循環(huán)液經(jīng)栗出口管線(xiàn)進(jìn)入入口煙氣段，在入口煙氣段用液體霧化器霧化成液滴后與煙氣接觸，將煙氣降至飽和溫度。
[0013]本發(fā)明中，堿液分兩級(jí)注入，一部分堿液在并流循環(huán)液栗出口管線(xiàn)上霧化前的位置注入，另一部分堿液在逆流循環(huán)液栗出口管線(xiàn)上霧化前的位置注入，堿液注入后分別與循環(huán)液混合，形成脫硫反應(yīng)液體，以并流和逆流兩種方式實(shí)現(xiàn)脫硫反應(yīng)；堿液在脫硫除塵塔塔底注入塔底液位，堿液注入后與循環(huán)液混合。
[0014]本發(fā)明中，煙氣中的粉塵先與脫硫吸收反應(yīng)區(qū)并、逆流循環(huán)液霧化成的小液滴接觸，被小液滴捕捉；然后與循環(huán)液體形成較大液滴，沉降到塔底液體區(qū)。
[0015]本發(fā)明中，煙氣經(jīng)過(guò)脫硫除塵后，向上進(jìn)入聚結(jié)旋流除霧區(qū)。聚結(jié)旋流除霧區(qū)由聚結(jié)除霧區(qū)和旋流除霧區(qū)串聯(lián)而成。聚結(jié)旋流除霧區(qū)下方設(shè)置聚結(jié)除霧區(qū)，上方設(shè)置旋流分離除霧區(qū)，煙氣自下而上先經(jīng)過(guò)聚結(jié)除霧區(qū)，與親水表面接觸實(shí)現(xiàn)液體聚結(jié)，并沿表面材料在重力作用下向下流入塔底的液體區(qū)，該區(qū)同時(shí)實(shí)現(xiàn)含塵液滴聚結(jié)除塵；煙氣向上再進(jìn)入旋流除霧區(qū)，除去剩余液體后從煙囪排出；液體從管線(xiàn)流入塔底的液體區(qū)。
[0016]本發(fā)明中，旋流除霧區(qū)由多組并列旋流除霧器組成，每組旋流除霧器設(shè)置上下串聯(lián)的多級(jí)旋流器。
[0017]本發(fā)明中，聚結(jié)除霧區(qū)采用聚結(jié)材料，聚結(jié)材料將塔橫截面分割成眾多條形或網(wǎng)格形煙氣通道，聚結(jié)材料形成的表面豎直方向安裝，與鉛垂線(xiàn)的夾角不大于45° ;聚結(jié)材料可以上下分層設(shè)置；各層聚結(jié)材料可以錯(cuò)開(kāi)排列。
[0018]本發(fā)明中，旋流除霧區(qū)設(shè)置在脫硫除塵塔內(nèi)，入口設(shè)在上端；煙氣自上端進(jìn)入旋流器，在下端進(jìn)入煙囪。煙氣在聚結(jié)旋流除霧區(qū)除去剩余液體后從煙囪排出，從旋流除霧區(qū)分離下來(lái)的液體從管線(xiàn)液體分離管流入塔底的液體區(qū)。
[0019]本發(fā)明中，除塵區(qū)脫出的粉塵隨液體進(jìn)入塔底液體區(qū)；在塔底隨塔底逆流循環(huán)液栗出口管線(xiàn)排出。
[0020]本發(fā)明中，在煙氣入口段管線(xiàn)和/或脫硫塔脫硫反應(yīng)區(qū)通過(guò)管線(xiàn)注入臭氧，臭氧和氮化物反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硝。
[0021]本發(fā)明中，補(bǔ)水在塔底液位內(nèi)注入。
[0022]本發(fā)明中，并流和逆流循環(huán)液體栗出口后可以設(shè)計(jì)為多路并聯(lián)進(jìn)入脫硫塔。
[0023]本發(fā)明中，煙氣在塔內(nèi)氣速為2.0m/s-5m/s，脫硫反應(yīng)時(shí)間3s_9s，并流循環(huán)液體量占比不大于總并流和逆流總循環(huán)液體量的20% ;塔底液體的PH值為7-9 ;
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明煙氣在入塔前先進(jìn)行激冷降溫，降低了對(duì)塔體材質(zhì)的要求，從而減少了投資費(fèi)用；
(2)本發(fā)明脫硫采用并、逆流復(fù)合方案，增加了氣液接觸面積，降低了液體循環(huán)量，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用；
(3)本發(fā)明除塵采用并流捕捉技術(shù)，提高了除塵效率；
(4)本發(fā)明除水采用聚結(jié)和旋流組合的方式，減少了氣體的二次夾帶，提高了除霧效率。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的煙氣脫硫除塵除霧方法的一種示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的煙氣脫硫除塵除霧方法的另一種示意圖。
[0026]圖中:1、煙氣入口段，2、脫硫除塵塔，3、煙囪，4、并流循環(huán)液栗，5、逆流循環(huán)液栗，6、急冷霧化器，7、并流霧化器，8、逆流霧化器，9、聚結(jié)除霧區(qū)，10、旋流除霧器，11、液體下降管，12、粉塵過(guò)濾器，21、塔底循環(huán)液體區(qū)，22、脫硫吸收反應(yīng)區(qū)，23、并流捕捉除塵區(qū)，24、聚結(jié)旋流除霧區(qū)，101、入口煙氣線(xiàn)，102、急冷液體線(xiàn)，103、104為臭氧注入線(xiàn)，211、逆流循環(huán)液塔底抽出線(xiàn)，212、逆流循環(huán)液入塔線(xiàn)，213、并流循