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2011年环保工程师考试:大气污染控制工程篇-15

www.zige365.com 2011-8-1 17:46:38 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

二.燃煤锅炉烟气脱硫工艺

  此类烟气主要特点:含尘量大,温度较高,SO2浓度低,气量大;因而锅炉烟气脱S工艺中加有除尘,调温等于处理过程。

  目前应用较多的方法有:石灰/石灰石法、氧化镁法、钠碱法、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等。下面主要介绍石灰/石灰法和氧化镁法。钠碱法的工艺流程与石灰/石灰石法相似,再次不再介绍。

  (一)石灰/石灰石法

  石灰石是最早作为废气脱S的吸收剂之一,目前应用较普遍的是湿式石灰/石灰石-石膏法,改进的石灰/石灰石法和喷雾干燥法,最初采用的是干式抛弃法;投资和运行费用低,但存在脱S率低,增加除尘设备的负荷等缺点,近年来重点转向湿式洗涤法和喷雾干燥法。

  1.湿式石灰/石灰石-石膏法

  利用石灰或石灰石浆液作为洗涤液吸收净化烟道气中的SO2并副产石膏。

  优点:吸收剂价廉易得;副产物石膏可回收用作建筑材料;

  缺点:易发生设备结垢堵塞或磨损设备。解决这个问题最有效的办法是在吸收液中加入添加剂,目前工业上采用添加剂有:氯化钙(CaCl2)、Mg2+、已二酸、氨等。加入添加剂后,不仅能抑制结垢和堵塞现象,而且还能提高吸收效率。

  (1)反应原理

  分为吸收和氧化两个工序

  吸收过程:

  a)工艺过程

  主要有三部分组成:SO2的吸收,固液分离,固体处理。

  现结和三菱重工业石灰-石膏法工艺流程作简要说明(见书P219,图9-14)。

  b)影响吸收效率的主要因素

  1)浆液的PH值

  有些固体物质在水溶液的溶解度与PH值关系密切见下表所示(补)。

  有上表看出 PH高时溶解度小,PH低时溶解度大; 溶解度随PH变化的变化较小。这样,当石灰石灰浆液的PH低时,溶液中存在较多的 又由于石灰石颗粒表面形成一层液膜,其中溶解的 使表面形成一层外壳,使 表面钙化,抑制其与SO2进行化学反应,同时还造成结垢堵塞。因此,一般应当控制浆液的PH值在6左右。新浆液的PH值一般在8~9之间,而与含S的废气接触后PH迅速下降到7以下,当PH值降到6时下降速度减慢。一般石灰石系统操作时最佳PH值为5.8~6.2;石灰系统操作时最佳PH值为8。

  b.吸收温度

  一般来说,低温有利于吸收过程的进行,(因为吸收液面上的SO2平衡分压亦降低有利于吸收)但温度较低时, SO2与CaCO3或Ca(OH)2间的化学反应速度变慢,通常认为吸收温度决定于几个因素,但最主要的是气体进口温度气体,进口温度高则脱S率下降。

  c.石灰石的粒度

  石灰石颗粒大小对脱S率及石灰石的利用率均有影响,粒度小,比表面积大,与SO2起反应的效率高,石灰石色利用率大,大粒度太小,则石灰石得粉碎过程消耗的电能太大。一般控制石灰石的粒度在200~300之间。

  d.流体力学状态(g,l,s三者关系)

  在SO2吸收洗涤塔内是g-l-s非均相体系,在其中已含有几个相互有关的变数,如洗涤塔的持液量、液气比、气液接触时间、气体流速及循环料浆内固体的浓度。以气液比为例,一般来说,气液比大则SO2地吸收效率高,然而液气比大则气流在吸收塔内的压降损失大,液体输送量大,动能消耗大,经验表明,当液气比大于5.3l/m3时,SO2的脱硫率平均为87%,液气比小于5.3l/m3时,脱S率低于78%。在低密度的栅条填料塔中,气体流速速度在1.6~2.5m/s,液气比宜在0.8~8.2l/m3(标态)之间,当液气比为1.4 l/m3,气速为2.4 m/s时控制SO2总传质速率ka为1085mol/(m3.h.kpa),此时,过程主要受气膜阻力。

  e.控制溶液过饱和

  可以防止系统结垢,最好的方法是在吸收液中加入 晶种,以提高足够的沉积表面,使溶解盐优先沉淀其上,可以控制溶液过饱和。

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