專利名稱：分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫工藝，尤其是指一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝及其裝置。
背景技術(shù)：
目前最常用的以石灰或石灰石作為脫硫劑的濕法鈣基脫硫工藝中，由于脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的溶解性都很差，使得循環(huán)液往往均采用漿液的形式，這樣高濃度的漿液在完成脫硫后，部分漿液液滴會(huì)隨煙氣帶入除霧器，堵塞除霧器。需配備一整套嚴(yán)格按程序控制的復(fù)雜的清洗系統(tǒng)。另一方面在相同的液氣比下鈣基脫硫與鈉基脫硫相比其脫硫效率較低，對(duì)低濃度二氧化硫脫除率更低。為了使煙氣達(dá)標(biāo)排放，目前鈣基脫硫往往采用大液氣比操作，造成鈣基脫硫的綜合能耗高，系統(tǒng)復(fù)雜。
而除對(duì)于霧器結(jié)灰阻力增加問題，目前常用的處理方法只是一味地為除霧器配置更復(fù)雜、更高效的清洗系統(tǒng)，用工藝水頻繁地對(duì)除霧器進(jìn)行間隙式清洗。但由于采用的是在線間隙式清洗，一者會(huì)造成煙氣系統(tǒng)的阻力波動(dòng)進(jìn)而影響爐膛的負(fù)壓，二者大量的沖洗水進(jìn)入脫硫液系統(tǒng)也影響了脫硫液濃度的穩(wěn)定性，再者在沖洗過程中會(huì)造成短時(shí)的嚴(yán)重的煙氣帶水現(xiàn)象和縮短除霧器的使用壽命，未從根本上解決除霧器的結(jié)灰堵塞問題。
另外一種在中小型鍋爐煙氣脫硫工程中普遍采用的鈉鈣雙堿法工藝中雖然采用了清液吸收，解決了除霧器的結(jié)灰堵塞問題，避免了復(fù)雜的除霧器清洗問題，但由于煙氣中重金屬離子(煙塵中帶入)和氧氣(煙氣中帶入)的共同作用，脫硫液的氧化作用明顯，特別是對(duì)一些氧化趨勢強(qiáng)的煙氣(含氧量高和/或煙氣中含較多的鐵、錳、釩等雜質(zhì))，往往造成鈉堿消耗大，裝置易結(jié)垢堵塞，系統(tǒng)阻力增大，運(yùn)行困難。由于鈉堿的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈣堿，當(dāng)處理高濃度的含二氧化硫氣體時(shí)，隨脫硫渣的排出和氧化所損耗的鈉堿量很高，制約了鈉基脫硫工藝的應(yīng)用。
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(huì)越來越多，同時(shí)各地對(duì)二氧化硫的排放指標(biāo)也會(huì)越來越嚴(yán)格，原來單純的各種脫硫工藝的不足會(huì)暴露出來，解決中高硫煤的鍋爐或工業(yè)爐窯煙氣的脫硫技術(shù)必須要有所突破。通過深入研究目前各種成熟的脫硫工藝的特點(diǎn)，取長補(bǔ)短，或揚(yáng)長避短不失為解決這一問題的辦法之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種反應(yīng)穩(wěn)定、可簡化反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝。
一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，將含塵煙氣送入吸收塔內(nèi)，先進(jìn)行鈣基脫硫，煙氣經(jīng)由石灰或石灰石制備的鈣基脫硫循環(huán)液洗滌進(jìn)行脫硫，去除煙氣中絕大部分煙塵、SO2和部分氧氣；經(jīng)鈣基脫硫后，煙氣再進(jìn)行鈉基脫硫，經(jīng)由鈉堿或由鈣堿再生的鈉堿清液洗滌進(jìn)一步脫硫，去除煙氣中的微量二氧化硫；經(jīng)鈣基脫硫和鈉基脫硫后得到的凈煙氣經(jīng)除霧后排出。
在鈣基脫硫段，脫硫后的鈣基脫硫循環(huán)液回到吸收塔底，在塔底與新鮮的鈣基脫硫循環(huán)液混合后，大部分返回鈣基脫硫段重新利用，另一部分經(jīng)抽出，進(jìn)行沉淀分離，去除脫硫渣和煙塵，濾液返回鈣基脫硫段重復(fù)利用。
在鈉基脫硫段，脫硫后的鈉基清液回到再生池內(nèi)，按設(shè)定的pH值自動(dòng)加入定量再生堿進(jìn)行再生，再生后的鈉基清液再送入鈉基脫硫段循環(huán)使用。
所述的再生堿為鈉堿或/和鈣堿。
鈣基脫硫段的pH值控制在5.0-6.5，鈉基脫硫段的pH值控制在6.5-9.0。
鈣基脫硫的循環(huán)吸收液的含固量為1-35％，鈉基脫硫吸收循環(huán)液為清液。
鈣基脫硫段中循環(huán)液的濃度是由添加的鈣基脫硫劑的濃度決定的，而鈣基脫硫循環(huán)液的pH值是由鈣堿的加入量確定的。
鈉堿脫硫段損失的脫硫液由工藝水補(bǔ)充，維持液位平衡。
吸收塔內(nèi)各脫硫段的主要化學(xué)反應(yīng)如下1)鈣基脫硫段
CaCO3+SO2+1/2H2O＝＝CaSO3·1/2H2O↓+CO2↑CaO+H2O＝＝Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2＝＝CaSO3·1/2H2O↓+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O＝＝Ca(HSO3)2Ca(HSO3)2+CaCO3＝＝2CaSO3·1/2H2O↓+CO2↑Ca(HSO3)2+Ca(OH)2＝＝2CaSO3·1/2H2O↓+H2OCaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2＝＝CaSO4·2H2O↓2)鈉基脫硫段Na2CO3+SO2＝＝Na2SO3+CO2↑2NaOH+SO2＝＝Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O＝＝2NaHSO3其中再生反應(yīng)有2NaHSO3+Ca(OH)2＝＝Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2ONa2SO3+Ca(OH)2+1/2H2O＝＝2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓本發(fā)明還提供了采用所述分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝的裝置。
一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫裝置，包括吸收塔、若干循環(huán)泵和再生/沉淀池，所述的吸收塔內(nèi)由下至上依次設(shè)置有鈣基脫硫段吸收器、鈉基脫硫段吸收器和除霧器，鈣基脫硫段吸收器下端的鈣基脫硫循環(huán)液輸出管路經(jīng)鈣堿脫硫循環(huán)泵接入鈣基脫硫段吸收器頂部；再生/沉淀池的鈉基清液輸出管路經(jīng)鈉堿脫硫循環(huán)泵接入鈉基脫硫段吸收器頂部，鈉基脫硫段吸收器底部連通再生/沉淀池，再生/沉淀池底部接通脫硫渣排出管路。
所述的鈉基清液輸出管路分出一路連通除霧器，部分鈉基清液由鈉堿脫硫循環(huán)泵定期送至除霧器用于除霧器的清洗。
本發(fā)明脫硫工藝將鈣基脫硫與鈉堿法煙氣脫硫綜合在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成，既使煙氣進(jìn)行精脫硫確保排放要求，同時(shí)通過鈉基脫硫段的隔離，避免了將鈣基脫硫時(shí)產(chǎn)生的不溶性脫硫渣漿液帶入除霧器，大大減輕了除霧器的堵灰現(xiàn)象；除霧器的沖洗由鈉基清液提供，間隙進(jìn)行循環(huán)使用，取消了復(fù)雜的工藝水沖洗系統(tǒng)，系統(tǒng)工藝水的補(bǔ)充量與除霧器的沖洗頻率與沖洗量無關(guān)。
另外，鈉堿只用于高效吸收煙氣中微量的SO2，鈉基脫硫段內(nèi)基本無氧化反應(yīng)發(fā)生，鈉堿的再生徹底，消耗量極低，鈉堿脫硫段處于低溫的濕煙氣飽和區(qū)內(nèi)，鈉堿液的蒸發(fā)損失極低，并可通過除霧器回收煙氣中夾帶的霧滴。
經(jīng)分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝后，凈化煙氣中SO2的含量可達(dá)100mg/Nm3以下，煙塵的含量可達(dá)50mg/Nm3以下。本發(fā)明可用于處理含煙塵成份比較復(fù)雜的煙氣，煙氣所具有的氧化性只會(huì)影響鈣基脫硫段所排脫硫渣的成份比例，而不影響鈉堿脫硫段的操作和鈉堿的消耗量。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，將含塵煙氣送入吸收塔內(nèi)，先進(jìn)行鈣基脫硫，煙氣經(jīng)由石灰或石灰石制備的鈣基脫硫循環(huán)液洗滌進(jìn)行脫硫，去除煙氣中絕大部分煙塵、SO2和部分氧氣；經(jīng)鈣基脫硫后，煙氣再進(jìn)行鈉基脫硫，經(jīng)由鈉堿或由鈣堿再生的鈉堿清液洗滌進(jìn)一步脫硫，去除煙氣中的微量二氧化硫；經(jīng)鈣基脫硫和鈉基脫硫后得到的凈煙氣經(jīng)除霧后排出。
用于脫硫后的鈣基脫硫循環(huán)液回到吸收塔底，在塔底與新鮮的鈣基脫硫循環(huán)液混合后，大部分返回鈣基脫硫段重新利用，另一部分經(jīng)抽出，進(jìn)行沉淀分離，去除脫硫渣和煙塵，濾液返回鈣基脫硫段重復(fù)利用。用于脫硫后的鈉基清液回到再生池內(nèi)，按設(shè)定的pH值自動(dòng)加入定量再生堿進(jìn)行再生，再生后的鈉基清液再送入鈉基脫硫段循環(huán)使用。部分鈉基清液由鈉堿脫硫循環(huán)泵定期送至除霧器用于除霧器的清洗。
如圖2所示，適用上述分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝的裝置，包括吸收塔1、若干循環(huán)泵和再生/沉淀池2，吸收塔1內(nèi)由下至上依次設(shè)置有鈣基脫硫段吸收器11、鈉基脫硫段吸收器12和除霧器13，鈣基脫硫段吸收器11下端的鈣基脫硫循環(huán)液輸出管路16經(jīng)鈣堿脫硫循環(huán)泵15接入鈣基脫硫段吸收器11頂部；再生/沉淀池2的鈉基清液輸出管路25經(jīng)鈉堿脫硫循環(huán)泵24接入鈉基脫硫段吸收器12頂部，鈉基脫硫段吸收器12底部連通再生/沉淀池2，再生/沉淀池2底部接通脫硫渣排出管路27。
在鈣基脫硫段吸收器11內(nèi)加入石灰或石灰石111和補(bǔ)液112，通過塔釜攪拌器14攪拌均勻形成鈣基脫硫循環(huán)液，同時(shí)通入氧化空氣113；在再生/沉淀池2內(nèi)加入鈉堿22和水23形成鈉基清液。
將含塵煙氣3送入吸收塔1內(nèi)，鈣基脫硫循環(huán)液16由鈣堿脫硫循環(huán)泵15經(jīng)吸收塔1底抽送到鈣基脫硫段吸收器11頂部進(jìn)行洗滌，吸收煙氣中絕大部分煙塵、SO2和部分氧氣，吸收二氧化硫后的鈣基脫硫循環(huán)液回到吸收塔1底部，一部分形成脫硫渣114直接排出，另一部分經(jīng)脫硫渣排出泵17抽出，一路18返回鈣基脫硫段吸收器11頂部，另一路19排出進(jìn)行沉淀分離20；經(jīng)鈣基脫硫后，煙氣進(jìn)入鈉基脫硫吸收器12，鈉基清液25由鈉堿脫硫循環(huán)泵24經(jīng)鈉堿再生/沉淀池2抽送到鈉基脫硫段吸收器12頂部進(jìn)行洗滌，進(jìn)一步吸收煙氣中的二氧化硫，經(jīng)鈣基脫硫和鈉基脫硫后的煙氣再經(jīng)除霧器13加水10除霧后排出；吸收二氧化硫后的鈉基清液26回到鈉堿再生/沉淀池2內(nèi)，在鈉堿再生/沉淀池2內(nèi)進(jìn)行再生，再生后的鈉基清液24再送入鈉基脫硫段吸收器12循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于將含塵煙氣送入吸收塔內(nèi)，先進(jìn)行鈣基脫硫，煙氣經(jīng)由石灰或石灰石制備的鈣基脫硫循環(huán)液洗滌進(jìn)行脫硫，去除煙氣中絕大部分煙塵、SO2和部分氧氣；經(jīng)鈣基脫硫后，煙氣再進(jìn)行鈉基脫硫，經(jīng)由鈉堿或由鈣堿再生的鈉堿清液洗滌進(jìn)一步脫硫，去除煙氣中的微量二氧化硫；經(jīng)鈣基脫硫和鈉基脫硫后得到的凈煙氣經(jīng)除霧后排出。
2.如權(quán)利要求1所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于在鈣基脫硫段，脫硫后的鈣基脫硫循環(huán)液回到吸收塔底，在塔底與新鮮的鈣基脫硫循環(huán)液混合后，大部分返回鈣基脫硫段重新利用，另一部分抽出，進(jìn)行沉淀分離，去除脫硫渣和煙塵，濾液返回鈣基脫硫段重復(fù)利用。
3.如權(quán)利要求1所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于在鈉基脫硫段，脫硫后的鈉基清液回到再生池內(nèi)，按設(shè)定的pH值自動(dòng)加入再生堿進(jìn)行再生，再生后的鈉基清液再送入鈉基脫硫段循環(huán)使用。
4.如權(quán)利要求3所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于所述的再生堿為鈉堿或/和鈣堿。
5.如權(quán)利要求1所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于鈣基脫硫段的pH值控制在5.0-6.5，鈉基脫硫段的pH值控制在6.5-9.0。
6.如權(quán)利要求1所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝，其特征在于鈣基脫硫的循環(huán)吸收液的含固量為1-35％，鈉基脫硫吸收循環(huán)液為清液。
7.一種分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝的裝置，包括吸收塔、若干循環(huán)泵和再生/沉淀池，其特征在于所述的吸收塔內(nèi)由下至上依次設(shè)置有鈣基脫硫段吸收器、鈉基脫硫段吸收器和除霧器，鈣基脫硫段吸收器下端的鈣基脫硫循環(huán)液輸出管路經(jīng)鈣堿脫硫循環(huán)泵接入鈣基脫硫段吸收器頂部；再生/沉淀池的鈉基清液輸出管路經(jīng)鈉堿脫硫循環(huán)泵接入鈉基脫硫段吸收器頂部，鈉基脫硫段吸收器底部連通再生/沉淀池，再生/沉淀池底部接通脫硫渣排出管路。
8.如權(quán)利要求7所述的分段式鈉鈣雙堿法脫硫工藝的裝置，其特征在于所述的鈉基清液輸出管路分出一路連通除霧器。
全文摘要
本發(fā)明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(gè)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，本發(fā)明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(gè)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(duì)煙氣進(jìn)行雙重脫硫，同時(shí)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。
文檔編號(hào)B01D53/78GK101053744SQ20071006733
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者吳忠標(biāo), 李福才, 程常杰, 韓俊, 何開富, 程斌, 王凱南, 莫建松 申請(qǐng)人:浙江天藍(lán)脫硫除塵有限公司, 杭州天藍(lán)環(huán)保設(shè)備有限公司, 吳忠標(biāo)