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技术文档

湿法石灰/石灰石烟气脱硫工艺流程

一、工艺过程的描述
  湿法XST工艺属于煤燃烧后的脱硫技术,其特点是整个脱硫系统位于空气预热器、除尘器之后,脱硫过程在溶液中进行,脱硫剂和脱硫生成物均为湿态,其脱硫过程的反应温度低于露点,所以脱硫后的烟气一般需经再加热才从烟囱排出。湿法烟气脱硫过程是气液反应,其脱硫反应速度快,脱硫效率和吸收剂利用率高,运行可靠性高,适合于火力发电厂锅炉排烟脱硫。
  图是一个常见的湿法石灰/石灰石XST工艺流程方框图,它示出了该种工艺系统的一些重要组成部分。来自锅炉引风机出口的烟气经XST增压风机提升压头,进入气一气加热器的降温侧,高温原烟气降温后进入吸收塔。排烟通过吸收塔时,烟气中的sn被喷淋浆液所吸收,进入液相(伴随有部分SO2被氧化)。烟气在吸收塔内同时被冷却和被水汽所饱和。图示出的吸收塔是一个逆流喷淋塔,逆流的意思是指在吸收塔内烟气和循环吸收浆液以相反的方向流动。以此类推,顺流即指塔内烟气与循环吸收浆液以同方向流动。以喷淋吸收塔为例,吸收塔循环泵从反应罐中连续不断地将循环吸收浆液泵送至一个或多个插入吸收塔内的喷淋母管中,每根母管上有许多支管,支管上装有数量众多的、各自独立的雾化喷嘴,浆液经喷嘴雾化成细小的液滴喷出。喷淋母管下方的塔体部分可以不布置任何其他构件,也可以设置一个多孔托盘或放置填料。这种多孔托盘可以改善烟气分布,增加托盘和填料都可以提高SO2脱除效率。脱硫除尘器吸收塔塔体的下面是反应罐,两者成为一整体,反应罐既是收集喷淋浆液的容器,又作为塔体的基础。经洗涤后的烟气在离开吸收塔模块之前需通过除雾器,除雾器用来除去烟气中夹带的浆体液滴。为防止固体物堵塞除雾器的流道,需冲洗除雾器。离开除雾器的清洁、饱和烟气再返回XST的加热侧,提升烟温,然后经XST系统出口烟道,由烟囱排入大气中。至此,XST装置完成了锅炉排烟脱硫。
  石灰乳吸收剂通过消化生石灰制得。石灰石吸收剂则通过破碎、湿法研磨块状石灰石来制备,也可以外购已研磨至一定细度的石灰石粉,在现场配制石灰石吸收浆液。制备好的吸收剂浆液贮存在一个吸收剂浆罐(或池)中。如果采用化学添加剂,则将添加剂加入吸收剂浆罐中或直接加入反应罐中,以增加SO2脱除效率或控制亚硫酸盐的氧化程度。已吸收的SO2大部分在反应罐中被氧化成硫酸,将吸收剂浆液加入反应罐中中和生成的硫酸,吸收剂浆液的馈入流量受反应罐浆液。H值或系统出口SO2浓度控制。
  在吸收塔模块中,吸收剂与已吸收的SO2反应,反应生成的固体副产物在反应罐中沉淀析出。在石灰石强制氧化工艺过程中,将压缩空气喷入反应罐中,使已吸收的SO2转化成硫酸盐,以石膏形式沉淀析出。在抑制氧化工艺中,副产物是亚硫酸钙和硫酸钙的固溶体。
  随着烟气中SO2的不断被吸收,反应罐中源源不断地沉淀出固体副产物,因此必须从反应罐中将生成的固体副产物送往脱水系统,以维持物料平衡。废弃的亚硫酸钙副产物的脱水设备通常包括一个沉降池,随后是真空过滤机。在强制氧化工艺中,则往往用水力旋流分离器替代沉降池。在脱水系统中,将固体副产物从馈出的浆液中分离出来,这种脱水后的固体副产物或者销售或者用来回填。国外也有将从反应罐排出的浆液送至多个专用的废弃池内回收澄清液,即所谓的湿石膏堆放。如果XST系统生产出商业等级的石膏,电厂则可将这种副产物外售或加工成成品出售。
  从脱水系统分离出来的液体蓄存在回收水罐中,补加水可以注入该罐体中,用回收水来补充吸收塔内烟气蒸发的水分和随固体副产物带走的水分。为了控制工艺过程中液相的可溶性盐的总量(主要是氯化物),需将脱水系统分离出来的部分液体送往废水处理系统处理,处理后的废水达到外排标准后排出系统。回收水罐中的水返回到反应罐中或用作ME器的冲洗水,或作制备吸收剂浆液用。
  参与石灰/石灰石烟气脱硫的物质,如石灰石(或石灰)、烟气、飞灰和工业水,是含有多种化台物的混合物,烟气s0^的脱除过程是一个非常复杂的体系,生成41种以上的可离解的化合物以及7种固体物,反应机理复杂,但其原理可用以下总反应式表。
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