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1、第13章 典型的湿法烟气脱硫技术,主讲： 苏昭桂 副教授电话：0311-88632391 手机：13831170025E-mail：,石灰石（石灰）湿法脱硫技术双碱法脱硫技术海水法脱硫技术镁法脱硫技术氨法脱硫技术磷铵肥法脱硫技术其他湿法烟气脱硫技术典型的湿法烟气脱硫技术,主要内容,第一节 石灰石（石灰）湿法脱硫技术,一般电厂脱硫采用回收法：石灰石（石灰）一石膏法简易石灰石（石灰）一石膏法。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,1.化学原理,传统石灰石（石灰）一石膏法是以石灰石或石灰浆液与烟气中SO2反应，脱硫产物为石膏，脱硫石膏可以综合利用。石灰石（石灰）一石膏法脱硫的基本化学原理是：,石灰石在水
2、中离解后，由于H被OH中和生成H2O,使得反应平衡向右进行。OH离子是由水中溶解的石灰石产生的，鼓入的空气将生成的CO2带走：,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,同时鼓入的空气氧化HSO3和SO32一 离子，最后生成石膏沉淀物：,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,2.典型工艺流程,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,3.主要系统,石灰石（石灰）一石膏法工艺主要系统包括：（1）由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量室组成的石灰石制备系统；（2）由洗涤吸收、除雾器和氧化装置组成的吸收塔系统；（3）由烟气换热系统、脱硫风机和烟道组成的烟气系统；（4）由水力旋流分离器和真空皮带过滤机组成的石膏脱水系统及贮存装置；（
3、5）由工艺水、工业水、废水处理组成的水系统；（6）由事故储罐和地坑组成的事故处理系统；（7）由电器、仪表、软件组成的控制系统； （8）自动运行联锁保护系统。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,4.主要系统简介,（1）烟气系统简介,烟气系统的主要作用是进行脱硫的投入和切除,为脱硫运行提供烟气通道。 烟气系统包括以下设备及其系统: 烟道、原烟气挡板门、净烟气挡板门、旁路挡板门、挡板门密封系统、增压风机及其辅助系统、烟气换热系统(GGH)及其辅助系统。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（1）烟气系统简介,烟气系统对锅炉单独设置，来自锅炉引风机出口的烟气进入烟道通向烟囱。在引风机出口与烟囱之间的烟道上设
4、置旁路挡板门，当脱硫装置运行时，烟道旁路挡板门关闭，脱硫装置进出口挡板门打开，烟气引入脱硫系统。烟气经过增压风机进入烟气换热器降温后进入吸收塔，从吸收塔出来的净烟气再进入烟气换热器升温后经烟囱排入大气。当脱硫系统停运时，旁路挡板门打开，脱硫装置进出口挡板门关闭，烟气经旁路烟道进入烟囱直接排入大气。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（2）吸收和氧化系统简介,湿法烟气脱硫技术最核心的系统，其中最主要的设备包括吸收塔、除雾器和氧化槽。,吸收塔吸收塔是烟气脱硫系统的最重要的装置，要求气液接触面积大，气体的吸收反应良好，压力损失小，适用于大容量烟气处理。吸收塔成功应用的主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷
5、射塔、鼓泡塔等。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（2）吸收和氧化系统简介,除雾器净烟气出口设除雾器，通常为二级除雾器，装在塔的圆筒顶部（垂直布置）或塔出口弯道后的平直烟道上（水平布置）。后者允许烟气流速高于前者。并设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。冷烟气中残余水分一般不能超过100mg/m3，更不允许超过200mg/m3，否则会玷污热交换器、烟道和风机等。氧化槽氧化槽的功能是接受和储存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风氧化CaSO3，结晶生成石膏。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（3）石灰石浆液制备系统（吸收剂制备系统）简介,石灰石浆液制备系统由破碎系统和湿式球磨机制浆系统组成。石灰石破碎系统用于将石灰石
6、料由80 mm破碎成小于6 mm石灰石细料并储存。系统设计出力，石灰石仓的容量至少可供两台炉脱硫装置3天使用。,汽车石料受料斗振动给料机破碎机埋刮板输送斗式提升机埋刮板输送机石灰石仓制浆系统,破碎系统的运行方式为：,湿式球磨机制浆系统主要作用是：磨制出细度合格的吸收剂。（一级二级水力旋流器进行旋流分离 合格）,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（4）石膏脱水系统简介,吸收塔排出的石膏浆液通过浆液排出泵送入石膏旋流分离器，旋流器底流进入真空皮带机脱水，脱水后的石膏直接落入石膏仓内，石膏经石膏仓底部的卸料装置装入卡车外运。真空皮带脱水是石膏脱水的第二阶段，经过水力旋流器浓缩的石膏浆直接流入真空皮带脱
7、水机。经过进料和分配系统，石膏浆被均匀地分布到真空皮带机的整个宽度上。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（5）石膏存储系统,湿石膏的存储方法取决于发电厂烟气脱硫系统石膏的产量、用户的需求量、运输手段以及石膏中间储仓的大小。对于容量为300700m2的中间储仓，石膏在其中的存放时间不应超过一个月。因此，推荐采用带有底部卸料系统的一次通过型储仓。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（6）工艺水、工业水和废水排放系统简介,工艺水来源：电厂循环水工业水来源：电厂补充水工艺水系统为FGD装置提供各生产部件正常工作所需水量。系统的水损失包括：冷却烟气蒸发的水量、排放的水量、石膏携带的水量。工业水系统为FGD
8、装置的湿磨和真空皮带提供正常的所需水量。其水质优于工艺水，主要任务是冲洗石膏成品，以期获得低氯根的产品。FGD的废水主要是由石膏脱水系统产生的少量废水，用管道送至电厂灰水系统进行中和。,典型的废水处理系统,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（7）事故储罐和地坑系统简介,事故储罐和地坑系统包括：事故储罐系统、吸收塔区地坑系统、工艺楼区地坑系统。各系统的主要作用为：事故储罐系统：如果吸收塔因大修或故障原因必须排空，事故储罐可用于临时储存吸收塔内的浆液。吸收塔区地坑系统：用于收集、输送或储存吸收塔区域设备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的浆液。工艺楼区地坑系统：用来收集、输送或储
9、存工艺楼区域设备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的浆液。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（9）控制系统简介采用集中控制方式，系统正常运行及启停过程在运行人员少量干预下均可完成。数据采集系统具备工艺流程状态显示、操作过程显示、实时数据显示、趋势显示、报警、历史数据存储检索、定期报表、计算等功能。 系统主要的闭环调节回路包括增压风机入口压力控制、石灰石浆液浓度控制、脱硫塔pH及FGD出口SO2浓度控制、吸收塔液位控制、石膏浆排出量控制等。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（10）主要顺序控制（CSC）功能组简介包括脱硫系统启运、停止顺序控制功能组以及除雾器清洗、增压风机、G
10、GH、石灰石制浆系统等设备的顺序控制子组。FGD系统的主联锁保护：FGD装置的保护动作条件包括FGD进口温度异常、进出口压力异常、增压风机故障、GGH故障、循环浆泵投入数量不足等。,一、石灰石（石灰）一石膏法工艺,（11）脱硫系统对发电机组运行的影响为克服FGD装置的阻力，一般在锅炉引风机后增设一台脱硫风机，通过压力控制，保持增压风机入口压力的稳定。从而保证了在FGD装置投入运行后，引风机出口压力基本稳定在FGD投入前的数值，引风机仍在原工况下运行，不影响锅炉的运行。脱硫装置辅助系统的运行相对独立，不会影响发电机组的安全稳定运行。,二、简易石灰石一石膏法工艺,简易石灰石一石膏法工艺原理和传统的
11、石灰石一石膏法基本上是相同的，但最大的差别在于简易石灰石一石膏法工艺不是处理全部烟气，而是采用处理部分烟气（如只处理电厂的2/3的烟气，1/3的烟气不脱硫），将脱硫的大部分烟气和未脱硫的烟气混合以后再排放，脱硫效率降低到80左右，但可省去GGH（即烟气热交换系统），这样可以大大降低投资和运行费用。,三、石灰石（石灰）抛弃法工艺,1.工艺原理 石灰石（石灰）抛弃法的一个重要特点是，其副反应产品是未氧化的亚硫酸钙（CaSO31/2H2O）与自然氧化产物石膏（CaSO42H2O）的混合物。这种固体形式的废物无法利用，只有抛弃，故称之为抛弃法。,三、石灰石（石灰）抛弃法工艺,烟气中还存在部分氧，部分已
12、生成的CaSO31/2H2O还会进一步氧化而生成石膏：,石灰石系统和石灰系统的一个重要区别：石灰石系统中，钙离子的产生与氢离子的浓度和碳酸钙的存在有关；而在石灰系统中，钙离子的产生仅与氧化钙的存在有关。因此，石灰石系统在运行时pH值比石灰系统的低。美国国家环保局的实验表明，石灰石系统的最佳操作pH值为5.86.2，而石灰系统约为8。,三、石灰石（石灰）抛弃法工艺,2.石灰石（石灰）抛弃法工艺流程,石灰石（石灰）抛弃法脱硫的主要流程：以石灰石或石灰的水浆液作脱硫剂，在吸收塔内对含有二氧化硫的烟气进行喷淋洗涤，使二氧化硫与料浆中碱性物质发生反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙而将二氧化硫去掉。浆液中的固态物
13、质连续从浆液中分离出来并排到沉淀池，同时不断地向清液加入新鲜料浆循环至吸收塔。,三、石灰石（石灰）抛弃法工艺,石灰石（石灰）法的固体废物虽经脱水，但含水率一般在60左右。处理这些废物的途径有两种：一是回填法，另一为不渗透的池存储法。对于一座500 MW的电站，若燃煤含硫量为2%，石灰抛弃法的固体废物约48 t/h，石灰石抛弃法的废物则达59 t/h。如果回填坑深12 m，电厂运行30年，则仅填脱硫废料所需面积就达700亩。,3.设备材料湿式石灰石洗涤工艺的运行工况需要采用防腐材料或涂层。,第二节 双碱法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术，先用碱金属盐类如：NaOH，Na2CO3、Na2SO3等的水溶
14、液吸收SO2，然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了SO2后的溶液再生，再生后的吸收液循环使用。两种双碱法烟气脱硫技术：钠钙双碱法和钙钙双碱法 。,钠钙双碱法工艺,1.工艺流程,气体与含有亚硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸氢钠的溶液接触，在某些情况下，溶液中还含有氢氧化钠或碳酸钠。亚硫酸钠被吸收的SO2转化为亚硫酸氢盐。抽出一部分再循环液与石灰反应，形成不溶性的亚硫酸钙并再生出可溶性的亚硫酸钠及氢氧化钠。,改进的工艺过程：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成脱硫液，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。在脱硫过程中三种生成物均溶于水，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水，一起
15、流入沉淀池。烟灰经沉淀定期清除，可回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成不易溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，通过沉淀清除。,钠钙双碱法工艺,2.设计和操作,钠钙双碱法工艺,气体洗涤系统由一个可变喉径垂直振动型文丘里洗涤器，后面跟一个板式塔或喷射接触吸收器组成。文丘里洗涤器和吸收塔都单独备有水池和捕雾器，以便对它们分别进行测试。装置操作情况见表4-5及图4-10。,此曲线代表了活性碱浓度从0.150.4 mol/L范围内的许多次的运行情况。操作周期在15个月以后，若采用文丘里和板式塔联合操作，二氧化硫的平均脱除效率为95.5%
16、；如只采用文丘里，效率为90.7%。,3.双碱法工艺特点,优点：1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了塔内结垢的可能性，可用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔，从而大大减小吸收塔的尺寸及操作液气比，降低脱硫成本。3）脱硫效率高，一般在95%以上。缺点：Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断向系统补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。,第三节 海水法脱硫技术,1.基本原理,天然海水含有大
17、量的可溶性盐，其中主要成分是氯化钠和硫酸盐及一定量的可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性，自然碱性约为1.2 2.5 m mol/L，这使得海水具有天然的酸碱中和能力及吸收SO2的能力。利用海水的这种特性，成功地开发出海水脱硫工艺。当SO2被海水吸收，再经处理氧化为无害的硫酸盐而溶于海水中。其实硫酸盐是海水的天然成分。经脱硫而流回海洋的海水，其硫酸盐成分只会稍微提高，当离开排放口一定距离，这种差异就会消失。,SO2 + O2 + 2HCO3 SO42- + H2O +2CO2,2.典型工艺流程,海水脱硫工艺按是否添加其他化学物质作吸收剂，可将工艺分为两类：1）不添加任何化学物质，用纯海水作为吸收剂的工
18、艺，以挪威ABB公司Flakt-Hydro工艺为代表。2）在海水中添加一定量石灰水调节吸收液的碱度，以美国Bechte公司的工艺为代表。,海水和清水中添加硫酸后pH值的变化,海水脱硫工艺,海水脱硫工艺,一、Flakt-Hydro海水脱硫工艺,Flakt-Hydro海水脱硫工艺的基本出发点是恢复硫自然循环的平衡，为此，其功能为截断工业排放的硫进入大气造成污染和破坏的渠道，同时将硫以硫酸盐的形式排入大海。,在Flakt-Hydro海水脱硫工艺中，海水采用一次直流的方式吸收烟气中的SO2，然后进入曝气池，在曝气池注入大量的海水和空气，将SO2氧化成硫酸根离子，至其水质恢复后又流入大海。,一、Flak
19、t-Hydro海水脱硫工艺,含尘烟气的除尘装置安装在海水吸收塔之前，脱硫过程设有烟气再热系统，以保证烟气有足够的抬升高度并防止烟囱内结露。该工艺不需添加任何化学物质，主要依靠海水的天然碱性进行脱硫，烟气中的SO2在吸收塔中被海水吸收，与氧反应生成硫酸根离子和氢离子。海水中氢离子浓度升高，会导致海水的pH下降。SO2要消耗氧以生成硫酸盐，在曝气池中注入大量的空气确保氧化过程的完成，使海水中溶解氧达到饱和。同时利用海水中的碳酸根离子中和在SO2吸收后pH值的降低，恢复海水的自然pH值。,一、Flakt-Hydro海水脱硫工艺,该工艺为直流洗涤系统，在吸收塔内喷淋海水吸收烟气中的SO2，吸收塔为气一
20、液逆流填料塔，出塔酸性废水依靠重力流入水质恢复系统。在水质恢复系统中，出塔废水与大量海水（循环冷却水）混合，以提高其pH值，同时鼓入空气使吸收的SO2全部氧化成硫酸盐，并使海水中的溶解氧达到饱和，最后回排入大海。工艺装置主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成。,一、Flakt-Hydro海水脱硫工艺,工艺特点,一、Flakt-Hydro海水脱硫工艺,优点：1）工艺简单，运行可靠；2）系统无磨损、堵塞和结垢问题，系统利用效率高；3）不需要设置陆地废物处理场，最大限度减少了对环境带来的负面影响；4）脱硫效率高，可达90%以上，有明显的环境效益和运行保证率；5）占地少： 6）投资和运行费用
21、低，一般投资占电厂投资的7%8%，全烟气量处理时系统电耗占机组发电量的11.5左右，无须采购、运输、制备其他添加剂。,二、Bechtel海水脱硫工艺,一般海水大约含镁1300 mg/L，以氯化镁和硫酸镁为主要存在形式。在吸收塔中，喷入的海水与石灰石浆液相遇，镁与石灰浆反应生成氢氧化镁，它可有效地吸收二氧化硫。,1.化学反应机理,2.工艺流程,约为冷却水总量2%的海水进入吸收塔，其余海水用于溶解脱硫生成的石膏晶体。在洗涤系统中加入石灰或石灰石与石膏的混合物，提高脱硫所需的碱度。海水中可溶性镁与加入的碱反应再生成为吸收剂Mg（OH）2，可以迅速吸收烟气中的SO2。,3.工艺优点,二、Bechtel
22、海水脱硫工艺,1）脱硫效率高（可达95%），SO2排放浓度可降至0.005%或更低；2）吸收剂浆液的再循环量可降至常规石灰石法的四分之一，低液气比减少了投资，降低了吸收系统能耗；3）工艺生成完全氧化的产物，不经处理即可直接排入大海，且生成可溶性产物，能保证完全氧化； 4）生产的最终产物是很细的石膏晶体，破坏了过饱和现象，降低了洗涤中Ca（OH）2的浓度，从而避免结垢，并保证系统中足够的晶核浓度。,第四节 镁法脱硫技术,镁法脱硫技术可分为氧化镁法和氢氧化镁法，分别以氧化镁和氢氧化镁为吸收剂。 一、氧化镁法脱硫工艺1.氧化镁法脱硫基本原理氧化镁法烟气脱硫的基本原理是用MgO的浆液吸收SO2，生成含
23、水亚硫酸镁和少量硫酸镁，然后送流化床加热，当温度在1235K以上时释放出MgO，SO2可回收利用。,2.氧化镁法工艺流程,一、氧化镁法脱硫工艺,在洗涤中采用含有氧化镁的泥浆水液做吸收剂，类似于石灰浆洗涤，需要同样类型的设备。氧化镁被转变为亚硫酸镁和硫酸镁，然后将其从溶液中脱除和干燥。干燥后的亚硫酸镁在850下，在碳存在的情况下（用于还原硫酸镁）被煅烧再生。煅烧产生的氧化镁再回入吸收系统，SO2富气被送入硫酸制备装置或还原成元素硫。,3.工艺特点1）装置小型化，建设费用低脱硫塔具有冷却、增湿、脱硫、除尘、空气氧化等一整套功能，占地面积小，建设费用低。2）脱硫效率高，运行费用低3）安全性能好，可靠
24、性高氢氧化镁比氢氧化钠更安全，运行时，吸收液在pH中性附近，处理工艺安全。由于脱硫是在溶液状态下进行，无结垢和堵塞现象。 4）我国氧化镁（菱苦土）资源丰富，该方法在我国很有发展前途。,一、氧化镁法脱硫工艺,二、氢氧化镁脱硫工艺,氢氧化镁法脱硫就是以氢氧化镁作为碱性脱硫剂，把排烟中的SO2吸收除去，并以空气氧化生成无害的硫酸镁水溶液排放的技术。该装置技术由冷却、除尘吸收、氧化、过滤四个工序组成，其工艺流程如图4-17所示 。,三、镁法脱硫的特点,镁法烟气脱硫工艺因其反应产物为MgSO3、Mg（HSO3）2和MgSO4，它们在水中的溶解度比相应的钙盐大得多，与石灰石一石膏法烟气脱硫工艺相比，有以下
25、特点：（1）氧化镁是碳酸镁煅烧后的产物，价格相对低廉，氧化镁产物是仅次于石灰的廉价碱。（2）氢氧化镁比碳酸钙与二氧化硫反应速度快，吸收率高。（3）氧化镁分子量（41）比碳酸钙分子量（100）小，所以氧化镁法脱硫工艺的系统（包括吸收塔、循环浆量、工艺系统等）比石灰石一石膏法规模小，吸收剂用量少，设备占地面积小，投资费用相对较低。（4）镁法脱硫工艺具有运行稳定可靠，不易堵塞的特点，因运行时PH控制在6左右，设备腐蚀问题并不严重。（5）在抛弃法中，其废水主要含MgSO3和MgSO4，经处理后可排放，工艺流程短，但产生较大环境污染。若采用回收法，副产品可回收利用，MgO耗量相对较低，但工艺复杂、流程长
26、，占地面积大，一次性投资较大，运行费用较高，能源消耗也较大，却几乎不产生环境污染。,第五节 氨法脱硫技术,一、湿式氨法脱硫工艺,湿式氨法脱硫工艺是采用一定浓度的氨水做吸收剂，在一结构紧凑的吸收塔内洗涤烟气中的SO2，达到烟气净化的目的。形成的脱硫副产物是可做农用肥的硫酸铵，不产生废水和其他废物，脱硫率在90%99%，易于保证出口SO2浓度持续达标。,1.Walther氨法工艺,一、湿式氨法脱硫工艺,湿法氨水脱硫工艺最早是由克卢伯公司开发于20世纪七八十年代的氨法Walther工艺（图4一19），80年代初有一定的应用，包括一台处理烟气量750000 m3/h（250 t/h ）的装置。经除尘后
27、的烟气先经过热交换器，从上方进入洗涤塔，与氨水（25%浓度）并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入另一台洗涤塔脱除SO2，之后再进入一座高效洗涤塔，将残存的盐溶液洗涤出来，最后经热交换器加热后的清洁烟气排入烟囱。,2.氨一硫酸铵法,一、湿式氨法脱硫工艺,除尘后的烟气从电厂锅炉引出，经换热器，进入冷却装置高压喷淋水雾降温、除尘（去除残存的烟尘），冷却到接近饱和露点温度的洁净烟气再进入到吸收洗涤塔中。吸收塔内布置有两段吸收洗涤层，使洗涤液和烟气得以充分的接触，脱硫后的烟气经塔内的湿式电除尘和除雾后，再进入换热器升温，达到排放标准的净气经烟囱排入大气。脱硫后含有硫
28、酸铵的洗涤液经结晶系统形成副产品硫酸铵。氨水洗涤脱硫工艺设备主要由脱硫洗涤系统、烟气系统、氨水制备贮存系统、硫酸铵结晶系统等组成。核心设备是脱硫洗涤塔。,由电除尘器来的SO2烟气（温度140160）经过再热器回收热量后，温度降为100120，再经水喷淋冷却到80，进入SO2吸收塔。吸收塔的吸收温度在50左右，SO2吸收率 95%，烟气出口NH3容积浓度20106。吸收后的烟气进入再热器，升温到70，进入烟囱排放。吸收塔为多级循环吸收，一般级数为35级。,二、新氨法（NADS）脱硫工艺,NADS技术中的NH3和H2O是分别进入吸收塔，由此带来了三个优点：第一，吸收塔出口烟气的NH3含量低，氨损耗
29、小；第二，吸收液的循环量小，气、液比大，能耗低，解决了大型循环泵的技术难题；第三，得到的吸收产品亚硫酸铵浓度较高，为后续化肥生产装置节省蒸汽，可确保回收1 t SO2的蒸汽消耗1L。,二、新氨法脱硫工艺,三、氨一亚铵法工艺,氨一亚硫酸铵法是直接将吸收SO2后的母液加工成产品亚硫酸铵（简称亚铵）。该法流程简单，可减少硫酸和氨的消耗，且液氨、氨水和固体碳酸氢铵均可作为氨源，既可生产液体亚铵，又可以制取固体亚铵。氨一亚铵法工艺流程见图4-23，可分为吸收、中和、分离三部分。,四、氨一酸法工艺,氨一酸法是将吸收SO2，后的吸收液用酸分解，副产物为SO2气体和化肥。氨一酸法20世纪30年代用于生产，具有
30、工艺成熟、设备简单、操作方便、可副产化肥等优点。 氨一酸法最常见的是采用H2SO4分解吸收液，可得硫酸铵溶液，或加工成固体硫酸铵作为肥料出售。氨一酸法可分为吸收、分解及中和三个主要工序。,四、氨一酸法工艺,第六节 磷铵肥法脱硫技术,磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术是我国自行开发的一项新技术，利用天然磷矿石和氨为原料，在烟气脱硫过程中直接生产磷铵复合肥料的回收法脱硫技术。,中试工艺可分为两个系统： 烟气脱硫系统及肥料制备系统,（1）烟气脱硫系统烟气经高效除尘器后含尘量200 mg/m3 用风机将烟压升高到6860 Pa正压，经文氏管喷水调控降温，进入四塔并列的活性炭脱硫塔组，利用其中一只塔周期性
31、切换再生，控制一级脱硫率70，并制得30左右的硫酸；一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔，用磷铵浆液洗涤脱硫，最后分离雾滴后排放。,（2）肥料制备系统在常规单槽多浆萃取槽中，用脱硫生产的稀硫酸分解磷矿粉，过滤后获得稀磷酸，加氨中和得磷铵，作为二级脱硫剂；二级脱硫并经氧化后的肥料浆先在蒸发设备中浓缩，再送入干燥机干燥，最后生产出固体氮磷复合肥料包装出厂。,第七节 其他湿法烟气脱硫技术,1.亚钠循环脱硫技术 亚钠循环脱硫技术，就是人们所说的韦尔曼一洛法技术，它是利用亚硫酸钠溶液作为脱硫剂，对SO2进行吸收，亚硫酸钠可再生循环使用。2.有机酸钠石膏法脱硫技术 利用有机酸钠溶液做吸收剂，与烟气中SO2进行吸
32、收，生成硫酸氢钠，硫酸氢钠氧化成硫酸钠；硫酸钠再用石灰石（碳酸钙CaCO3）还原为有机酸钠循环使用，同时得到副产品石膏。,3. 石灰镁法脱硫技术使用氢氧化镁Mg(OH)2做脱硫吸收剂，Mg(OH)2可用MgO加水生成，也可用该工艺中脱硫产物MgSO4用石灰Ca(OH)2再生。即用MgO启动，用石灰再生Mg(OH)2循环使用。该工艺与氧化镁、氢氧化镁脱硫技术不同之处，是用石灰再生氢氧化镁。4.碱式硫酸铝法用碱性硫酸铝溶液吸收废气中的SO2，然后将吸收液氧化，用石灰石再生为碱性硫酸铝循环使用，副产石膏。 5.氧化锌法,第八节 典型的湿法烟气脱硫塔系统,脱硫塔系统是湿法烟气脱硫技术的关键核心系统。这
33、一系统通常由吸收装置、除雾装置、氧化装置和脱硫剂浆液循环装置组成。脱硫塔系统结构的不同，在很大程度上决定着烟气脱硫技术的特点。,一、喷淋塔（空塔）,喷淋塔也称为空塔或喷雾塔，是在吸收塔内上部布置几层喷嘴，脱硫剂通过喷嘴喷出形成液雾，通过液滴与烟气的充分接触，来完成传质过程，净化烟气。喷嘴形式和喷淋压力对液滴直径有明显的影响。液滴在塔内的停留时间与液滴喷嘴出口速度和烟气流动方向有关。,一、喷淋塔（空塔）,1.逆流喷淋塔,逆流喷淋塔是比较常用的湿法脱硫吸收塔，烟气从吸收塔的下部进入吸收塔，脱硫剂通过上部的喷嘴喷淋成雾滴，烟气逆向与雾滴接触，塔内烟气流速一般为2.54.0 m/s，可以使大部分液滴保
34、持在悬浮状态，大液滴一般停留时间为1l0s，小液滴在一定条件下处于悬浮状态，在吸收塔出口一般设置两级除雾器，以除去烟气中携带的雾滴。如图4-28所示。,在该吸收塔的设计中，烟气上升后通过一个B&W的专利筛或多孔板，与浆液的泡沫接触。由于在整个塔横截面上的烟气分布很均匀，使得通过多层喷淋区时烟气和吸收剂之间能有效接触。用机械的方法保证烟气均匀分布在大直径的吸收塔中，成为设计的关键。托盘能自清洗，无结垢运行的能力。托盘两侧的压力降大约在200700 Pa之间。,2.合金托盘吸收塔,一、喷淋塔（空塔）,3.双循环吸收塔,吸收塔是德国NOELLKRC公司开发的技术，该技术是“单塔两段法”。塔的每一段或
35、循环都在不同的pH条件下运行，两个循环合在一个吸收塔内，烟气沿切向或垂直方向进入吸收塔下段（下循环），被冷却至烟气饱和温度。这一循环的浆液中含有上循环浆液溢流下来的没有反应的石灰石及亚硫酸钙晶体。下循环的pH在4-5之间，该值非常适合石灰石及亚硫酸钙的溶解，因此，石灰石与被溶解SOZ反应而被充分利用。与此同时，亚硫酸钙被氧化成硫酸钙（石膏），含水的石膏洗涤液经排泄泵引至脱水工段经脱水成石膏产品。,一、喷淋塔（空塔）,3.双循环吸收塔,烟气通过冷却段预洗净化后，经一段环状空间进入吸收塔上部的喷雾区（即上循环）。吸收塔通过集液斗收集上循环的浆液将下循环和上循环分开。在上循环中，烟气与石灰石浆液逆流
36、接触，保证SO2的传质容量。烟气通过上循环的洗涤，达到最大的SO2去除率后，经烟囱排放。上循环浆液的pH约为6左右，该值能保证达到较高的脱硫效率。,二、填料塔,1.格栅塔在吸收塔内设置为格栅的填料，当脱硫剂浆液由分配管通过头部朝上的各个管口，从管口流出的脱硫浆液落到塔内填料上，与通过的烟气接触形成液膜。格栅上的液膜可使气液充分接触并延长接触时间，从而保证较高的脱硫效率。填料塔的格栅通常是塑料或玻璃钢等材料制成的，塔内一般设置23层，每层高度约为24m。格栅填料塔分为顺流和逆流两种，顺流时空塔气流速度约为45 m/s，与逆流相比结构紧凑。,二、填料塔,2.湍球塔,湍球吸收塔，学名叫三相流动床。设
37、计烟气是从塔底部进入吸收塔，塔的上部有脱硫浆液喷嘴，烟气与吸收塔上部喷嘴喷射下来的脱硫浆液逆流接触，少量的塑料球填充塔内，被气流冲浮，形成悬浮层。气相液相的逆流接触是在填充于格内的运动小球间进行的，当烟气流速增加致使气一液两相接触时间缩短时，脱硫效率的降低可以通过增加引起湍流的小球数量得以自动解决，气相中的雾滴通过塔上部的除雾器去除。,二、填料塔,2.湍球塔,该塔的缺点是运行参数控制不当，pH波动较大或氧化不充分时容易结垢堵塞，处理比较困难，因此运行维护工作量大、运行费用高。,三、喷射鼓泡塔（CT一121）,1.工作原理,鼓泡塔（JBR）是CT121工艺的核心部分。鼓泡塔提供了高效的气一液接触
38、方式，可以在稳定和可靠的基础上高效的脱除SO2和粉尘。通过鼓泡装置，烟气均匀扩散到浆液中，使得JBR达到很高的性能。烟气先进入烟气冷却烟道。在这里，烟气是通过烟气冷却泵（浆液），辅以补充水和滤液被冷却到饱和状态。然后，烟气通过浸没在浆液面以下的许多喷嘴喷射而到浆液中，并产生一个气泡层，这个气泡层促进了烟气中SO2的吸收。此外，JBR在设计上将酸性物质的中和，亚硫酸氧化生成石膏以及石膏的结晶等几个过程同时在鼓泡塔中完成。最后，处理后的净烟气通过除雾器除去携带的液滴，然后经GGH升温后排入烟囱。,三、喷射鼓泡塔,2.鼓泡式吸收塔,鼓泡塔是CT121工艺的核心，烟气通过喷射管均匀分布到JBR的浆液中
39、。 原烟气进入由上下隔板形成的封闭容器中。喷管安装在下隔板上，将原烟气导入吸收塔的浆液区，烟气从浆液中鼓泡上升，流经贯通上下隔板的上升管。由于烟速很低，烟气中携带的液滴在上层隔板的空间被沉降分离，处理后的净烟气流出吸收塔，通过除雾器除去剩余携带的液滴，后经GGH升温后排入烟囱。,三、喷射鼓泡塔（CT一121）,鼓泡塔中浆液分两个区：鼓泡区和反应区。下面4种反应是在鼓泡中同时完成。 SO2的吸收 亚硫酸氧化成硫酸 硫酸中和生成石膏 石膏的结晶,三、喷射鼓泡塔,3.鼓泡区,鼓泡区是一个由大量不断形成和破碎的气泡组成的连续气泡层。当原烟气流经喷射管进入浆液内部产生气泡，从而形成泡层。在鼓泡区，形成了
40、很大的气一液接触区，在这个区域中，烟气中的SO2溶解在气泡表面的液膜中。烟气中的飞灰也在接触液膜后被除去。气泡的直径从320 mm（在这样大小的气泡中存在小液滴）不等。大量的气泡产生了巨大的接触面积，使JBR成为一个非常高效的多级气一液接触器。,三、喷射鼓泡塔（CT一121）,反应区在鼓泡区以下，石灰石浆液直接补入反应区。鼓泡塔浆池容积在设计上考虑了1520 h的浆液滞留时间，为下列的反应过程提供了充分的反应时间。 氧化空气在浆液中被充分溶解； 吸收的亚硫酸氧化成硫酸； 石灰石溶解； 石灰石与硫酸中和反应； 石膏晶体生成。,4.反应区,三、喷射鼓泡塔（CT一121）,5.内部浆液循环,气体喷射
41、装置，当气体由出气口以520 m/s的速度水平喷射至液体中时，在出气口水平附近形成气体喷射泡，然后由于浮力作用而曲折向上。气泡被急剧分散，形成喷射鼓泡层。在喷射鼓泡层中，气体塔藏量与浸入深度及释放气速有关，浸入越浅或释放气速越快，则气体塔藏量越高。JBR的另一个重要特点是氧气和钙不断地被补充到起吸收作用的反应区和气泡层，因此SO2的吸收、氧化和中和一并进行。由于强烈的氧化作用，在该反应器系统中只有SO42而没有SO32,三、喷射鼓泡塔,三、喷射鼓泡塔,6.鼓泡塔的技术优点,1）SO2脱除率高：JBR压降、优异的烟气流量分配性能。2）运行可靠、简便：不易结垢，石灰石利用率高，氧化反应完全，可靠性
42、高。3）粉尘排放减少。4）可以在高氯离子浓度下高效运行。 5）在低pH环境下，阻碍石灰石溶解的氟化铝不会导致石灰石溶解闭塞。6）石膏脱水简单,四、液柱塔,双接触流程液柱吸收塔，它由逆/顺流的双塔组成，平行竖立于氧化反应罐之上，塔内的下部均匀布置压力喷嘴，在后置的顺流塔顶部设置除雾器。由于液柱塔内气液两相反复接触，充分传质，因此，不仅能保证高的脱硫效率，而且避免了填料所带来的堵塞弊病。但该种塔型在对负荷适应性及运行的灵活性等方面考虑不够全面。,1.冲击式液柱塔工艺,四、液柱塔,浙江大学热能工程研究所开发的冲击液柱式湿法石灰石一石膏法烟气脱硫装置可用于130 t/h以上锅炉容量的烟气脱硫，装置脱硫
43、效率可达90%以上； 冲击液柱式石灰石石膏湿法FGD技术与其他的脱硫技术相比较，最主要的区别就在于气液接触方式和塔内的氧化方式,2.液柱喷射塔工艺,四、液柱塔,从锅炉引风机来的未脱硫热烟气，经烟气换热器（GGH）与吸收塔出口脱硫后的冷烟气换热后进入吸收塔，在吸收塔内上升的过程中与脱硫剂循环液相接触，通过气一液一固三相高效地交融接触，烟气中SO2与脱硫剂发生反应，将SO2除去。循环液在循环泵的作用下，通过循环管道和吸收塔中部的喷射装置（接触区）进入吸收塔，从喷嘴向上喷射，在上部散开，并在重力作用下落到吸收塔的循环槽内。由石灰石粉、副产品等组成的混合物从吸收塔循环槽到喷射装置重复进行循环。,反应塔
44、可以分为三个工作区：首先是洗涤吸收区。在这个区内，主要是SO2和SO3等酸性成分被浆液中的水吸收，SO2和水生成HSO3，再和石灰石浆液进行高效反应，得到很高的脱硫效率。其次是吸收塔循环槽，通过通入氧气并加上搅拌，使HSO3被氧化为HSO4，亚硫酸盐氧化成硫酸盐。最后是烟气除雾区，在吸收塔的上部安装两层高效除雾器，保证烟气换热器的安全使用和排烟温度。吸收塔出口脱硫冷烟气与吸收塔入口未脱硫热烟气通过烟气换热器（GGH）换热后排放。,四、液柱塔,技术特点：,四、液柱塔,气液传质交换充分，在脱硫反应区域脱硫效率高，液柱向上喷射，同时散开回落，在整个反应区域布满了脱硫循环浆液，脱硫剂浆液呈滴状或膜状，浆液与浆液之间不断碰撞，产生新的表面，同时液柱是根据烟气在脱硫反应塔内的流场而布置的，烟气与浆液能够充分接触，从而保证相当高的脱硫效率。脱硫反应塔内不产生结垢和堵塞，性能稳定。脱硫后烟气的高效除雾脱硫产物为石膏，不产生二次污染，石膏还可以再利用,二、,1.,
