一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣凈化領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，能夠應(yīng)用于耐火材料、煉焦、陶瓷、碳素等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人類對環(huán)境的破壞日益嚴(yán)重，自然災(zāi)害的不斷發(fā)生使人們對環(huán)境保護的認(rèn)識不斷提高，針對工業(yè)上的燃煤鍋爐的治理力度也在不斷提高，同時，隨著我國燃燒鍋爐的增加，低硫煤資源的快速消耗，中高硫煤作為主燃料的鍋爐會越來越多，同時各地對二氧化硫的排放指標(biāo)也會越來越嚴(yán)格。而環(huán)境保護是我國的基本國策之一，三廢治理是全面建設(shè)小康社會、改善環(huán)境、保護生態(tài)的重要內(nèi)容，作為大氣污染物排放的大戶，鍋爐煙氣自然成為環(huán)保部門的治理對象，而且對鍋爐煙氣除塵脫硫的要求也一年比一年提高。目前，煙氣脫硫所采用的工藝多種多樣，達(dá)數(shù)百種之多。在這些脫硫工藝中，有的技術(shù)較為成熟，有的尚處于試驗研究階段。
[0003]目前主要的脫硫工藝包括:
[0004](I)石灰石濕法煙氣脫硫工藝
[0005]該法是用石灰漿吸收煙氣中的S02，反應(yīng)原理如下:
[0006]脫硫過程:
[0007]Ca (OH) 2+S02— CaSO 3.1/2H20+1/2H20
[0008]CaSO3.1/2H20+1/2H20+S02— Ca (HS0 3) 2
[0009]氧化過程:
[0010]2CaS03.l/2H20+202+3H20 — 2CaS04.2H20[0011 ] Ca (HSO3) 2+1/202+Η20 — CaSO4.2H20+S02 i
[0012]石灰濕法煙氣脫硫工藝較為成熟，脫硫效率較高，但在此過程中生成的CaSO4.2H20即石膏比較容易在噴嘴、管道上結(jié)垢，堵塞噴嘴和管道，而且CaSO4.2H20是難溶物質(zhì)，一旦結(jié)垢，只能拆檢進(jìn)行人工清垢，導(dǎo)致裝置維修費用偏高。
[0013](2)雙堿法煙氣脫硫工藝
[0014]雙堿法是濕法脫硫工藝的一種，原理是先用可溶性的鈉堿清液作為吸收劑吸收窯爐排放的SO2，再用鈣堿對吸收液進(jìn)行再生，由于在SO2吸收和吸收液再生中，使用了不同類型的堿，故稱為雙堿法。雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是為了克服濕式石膏法容易結(jié)垢的缺點而發(fā)展起來的，傳統(tǒng)的濕式石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于生成物溶解度小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。結(jié)垢堵塞問題嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的正常運行，更甚者嚴(yán)重影響發(fā)生爐系統(tǒng)的正常運行，為了盡量避免用鈣基脫硫劑的不利因素，鈣法脫硫工藝大都需要配備相應(yīng)的強制氧化系統(tǒng)，從而增加系統(tǒng)投資及運行費用。雙堿法煙氣脫硫工藝在應(yīng)用濕式石膏法工作原理的基礎(chǔ)上，較好的解決了脫硫塔結(jié)垢的矛盾問題。
[0015]然而，雙堿法脫硫工藝仍然存在缺點是他303氧化副反應(yīng)產(chǎn)物Na 2S04較難再生，需不斷的補充NaOH或Na2CO3而增加堿的消耗量，即還存在運行費用高的弊?。涣硗?，高溫?zé)煔獾挠酂釠]有充分利用，既浪費了能量，又不利于脫硫反應(yīng)的有效進(jìn)行，還缺乏二氧化硫在線檢測系統(tǒng)。
[0016](3)石灰干法煙氣脫硫工藝
[0017]石灰干法煙氣脫硫工藝的反應(yīng)原理和濕法相同，不同的是濕法采用石灰漿吸收煙氣中的SO2，而干法使用的石灰粉吸收煙氣中的S02。該法脫硫效率較低，最高只能達(dá)到90%，而且占地面積比較大，投資和運行費用也很高。
[0018](4)氨法脫硫工藝
[0019]氨法脫硫工藝是以液氨吸收煙氣中的S02，生成亞硫酸氫銨，亞硫酸氫銨再氧化成硫酸錢，反應(yīng)原理如下:
[0020]吸收:S02+H20+xNH3=(NH 4) xH2_xS03 (亞硫酸銨)
[0021 ]氧化:(NH4) XH2-XSO3+1/202+ (2_x) NH3= (NH 4) 2S04 (硫銨)
[0022]氨法脫硫的特點是變廢為寶，不產(chǎn)生二次污染，但氨法脫硫目前技術(shù)不夠成熟，而且運行成本較高。
[0023]中國專利申請CN200710067333公開了一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，將鈣基脫硫與鈉堿法煙氣脫硫綜合在一個反應(yīng)器內(nèi)完成，使煙氣先利用鈣基預(yù)脫硫，然后用鈉基進(jìn)行精脫硫確保排放要求，還公開了采用分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝的裝置，在同一個反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置鈣基脫硫段吸收器和鈉堿法煙氣脫硫段吸收器，對煙氣進(jìn)行雙重脫硫，同時避免了將漿液帶入除霧器，簡化了除霧器的沖洗裝置。除霧器的清洗采用鈉基清液，減少了工藝水的使用量。
[0024]中國專利申請CN201110128743公開了一種提高雙堿法脫硫的工藝，是燃煤煙氣經(jīng)電除塵后通過吸收塔與循環(huán)吸收劑液逆流接觸，脫硫后煙氣排入煙囪；吸收液送入中和再生槽，與石灰乳漿液混合，再生后進(jìn)入斜板沉降器澄清分離，清液溢流入再生液槽，補加鈉堿液，然后送入吸收塔底，進(jìn)行循環(huán)吸收。該工藝對雙堿法脫硫裝置的建立和穩(wěn)定可靠運行具有實用價值，可靠性達(dá)98%以上，但也存在著效率低、易結(jié)垢的問題。
[0025]而現(xiàn)有的工藝主要存在以下問題:1、脫硫效率低；2、吸收塔內(nèi)及循環(huán)管路容易鈣結(jié)垢；3、吸收塔中硫酸鈉結(jié)晶析出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]本發(fā)明的目的在于提出一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，該方法能夠節(jié)省能量，且脫硫效率尚，脫硫塔和管路內(nèi)部不易結(jié)垢。
[0027]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0028]一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，包括換熱除塵，逆流吸收，吸收液再生步驟:
[0029](I)換熱除塵:將熱煙氣送入空氣換熱系統(tǒng)與冷空氣進(jìn)行換熱，將煙氣中的熱量充分利用，而被加熱的冷空氣送入煤燃燒爐中作為氧化劑使用，提高進(jìn)入空氣的溫度可以節(jié)省冷空氣進(jìn)入燃燒室時升溫所消耗的熱量，換熱后的煙氣送入除塵器中進(jìn)行除塵，得到凈化后的煙氣，從而減少氣體中的雜質(zhì)，有利于后續(xù)的處理程序。
[0030](2)逆流吸收:將步驟⑴凈化后的煙氣引入脫硫塔中，采用鈉堿吸收劑進(jìn)行逆流接觸吸收，鈉堿吸收液是將氫氧化鈉溶入水中制得的，吸收了二氧化硫后的吸收劑流入脫硫塔外的循環(huán)池中進(jìn)行循環(huán)吸收，這樣就能夠防止吸收液在脫硫塔的塔底積聚，減少吸收液在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢，當(dāng)循環(huán)池中吸收劑的pH值達(dá)到要求后(pH值在4-5之間均可)送入再生池；
[0031](3)吸收液再生:將步驟(2)中達(dá)到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，與吸收液中的亞硫酸根反應(yīng)生成沉淀，使鈉離子得到釋放，達(dá)到吸收液再生的目的，而下層沉淀送入沉淀池并進(jìn)行強制氧化，得石膏產(chǎn)品。
[0032]上層清液送入鈉型陽離子交換器中，對清夜進(jìn)行交換以除去其中殘存的鈣離子，從而得到得到純凈的氫氧化鈉溶液，從而防止脫硫塔和管道中結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0034](I)將熱煙氣送入空氣換熱系統(tǒng)與冷空氣進(jìn)行換熱，將煙氣中的熱量充分利用，而被加熱的冷空氣送入煤燃燒爐中作為氧化劑使用，提高進(jìn)入空氣的溫度可以節(jié)省冷空氣進(jìn)入燃燒室時升溫所消耗的熱量，換熱后的煙氣送入除塵器中進(jìn)行除塵，得到凈化后的煙氣，從而減少氣體中的雜質(zhì)，有利于后續(xù)的處理程序；
[0035](2)再生的吸收劑上層清液送入鈉型陽離子交換器中，對清夜進(jìn)行交換以除去其中殘存的鈣離子，從而得到得到純凈的氫氧化鈉溶液，從而防止脫硫塔和管道中結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生；
[0036](3)循環(huán)池設(shè)置在脫硫塔外，能夠有效防止吸收液在脫硫塔的塔底積聚，減少吸收液在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢。
【具體實施方式】
[0037]實施例1
[0038]一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，其特征在于:包括換熱除塵，逆流吸收，吸收液再生步驟:
[0039](I)換熱除塵:將熱煙氣送入空氣換熱系統(tǒng)與冷空氣進(jìn)行換熱，被加熱的冷空氣送入煤燃燒爐中作為氧化劑使用，換熱后的煙氣送入除塵器中進(jìn)行除塵，得到凈化后的煙氣;
[0040](2)逆流吸收:將步驟(I)凈化后的煙氣引入脫硫塔中，采用鈉堿吸收劑進(jìn)行逆流接觸吸收，吸收了二氧化硫后的吸收劑流入脫硫塔外的循環(huán)池中進(jìn)行循環(huán)吸收，減少吸收液在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢，當(dāng)循環(huán)池中吸收劑的pH值達(dá)到要求后送入再生池；
[0041](3)吸收液再生:將步驟(2)中達(dá)到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，進(jìn)行吸收液再生，下層沉淀送入沉淀池并進(jìn)行強制氧化，得石膏產(chǎn)品，上層清液送入鈉型陽離子交換器中，對清夜進(jìn)行交換以除去其中殘存的鈣離子，從而防止脫硫塔和管道中結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。
[0042]以含二氧化硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-5%的煙氣進(jìn)行實驗，吸收液采用質(zhì)量濃度為25%的氫氧化鈉溶液，二氧化硫脫出率達(dá)98%以上，經(jīng)長時間運行，塔內(nèi)即管道中未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，運行效果良好，易于推廣應(yīng)用。
[0043]本發(fā)明已經(jīng)通過【具體實施方式】對其進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上所做出的未超出權(quán)利要求保護范圍的任何形式和細(xì)節(jié)的變化，均屬于本發(fā)明所要保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，其特征在于:包括換熱除塵，逆流吸收，吸收液再生步驟: (1)換熱除塵:將熱煙氣送入空氣換熱系統(tǒng)與冷空氣進(jìn)行換熱，被加熱的冷空氣送入煤燃燒爐中作為氧化劑使用，換熱后的煙氣送入除塵器中進(jìn)行除塵，得到凈化后的煙氣； (2)逆流吸收:將步驟(I)凈化后的煙氣引入脫硫塔中，采用鈉堿吸收劑進(jìn)行逆流接觸吸收，吸收了二氧化硫后的吸收劑流入脫硫塔外的循環(huán)池中進(jìn)行循環(huán)吸收，減少吸收液在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢，當(dāng)循環(huán)池中吸收劑的pH值達(dá)到要求后送入再生池； (3)吸收液再生:將步驟(2)中達(dá)到要求的吸收液送入再生池中，加入生石灰，進(jìn)行吸收液再生，下層沉淀送入沉淀池并進(jìn)行強制氧化，得石膏產(chǎn)品，上層清液送入鈉型陽離子交換器中，對清夜進(jìn)行交換以除去其中殘存的鈣離子，從而防止脫硫塔和管道中結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能并能夠防結(jié)垢雙堿法脫硫方法，將熱煙氣送入空氣換熱系統(tǒng)與冷空氣進(jìn)行換熱，被加熱的冷空氣送入煤燃燒爐中作為氧化劑使用，換熱后的煙氣送入除塵器中進(jìn)行除塵，得到凈化后的煙氣，將凈化后的煙氣引入脫硫塔中，采用鈉堿吸收劑進(jìn)行逆流接觸吸收，吸收了二氧化硫后的吸收劑流入脫硫塔外的循環(huán)池中進(jìn)行循環(huán)吸收，減少吸收液在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢，當(dāng)循環(huán)池中吸收劑的pH值達(dá)到要求后送入再生池，加入生石灰，進(jìn)行吸收液再生，上層清液送入鈉型陽離子交換器中，對清夜進(jìn)行交換以除去其中殘存的鈣離子，從而防止脫硫塔和管道中結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。該方法不僅能夠節(jié)省能量，且脫硫效率高，脫硫塔和管路內(nèi)部不易結(jié)垢。
【IPC分類】B01D53/50, B01D53/78, B01D53/96
【公開號】CN105126580
【申請?zhí)枴緾N201510481077
【發(fā)明人】沈秋
【申請人】無錫橋陽機械制造有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月7日