詳細(xì)介紹
煙氣中的SO2 實(shí)質(zhì)上是酸性的,可以通過與適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)反應(yīng)從煙氣中脫除SO2煙道氣脫的堿性物質(zhì)是石灰石(碳酸鈣)、生石灰(氧化鈣,Cao)和熟石灰(氫氧化鈣)。灰石產(chǎn)量豐富,因而相對便宜,生石灰和熟石灰都是由石灰石通過加熱來制取。有時也用碳酸納(純堿)、碳酸鎂和氨等其它堿性物質(zhì)。所用的堿性物質(zhì)與煙道氣中的SO2發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生了一種亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物(根據(jù)所用的堿性物質(zhì)不同,這些鹽可能是鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)。亞硫酸鹽和硫酸鹽間的比率取決于工藝條件,在某些工藝中,所有亞硫酸鹽都轉(zhuǎn)化成了硫酸鹽。SO2與堿性物質(zhì)間的反應(yīng)或在堿溶液中發(fā)生(濕法煙道氣脫硫技術(shù)),或在固體堿性物質(zhì)的濕潤表面發(fā)生(干法或半干法煙道氣脫硫技術(shù))。
在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中,堿性物質(zhì)(通常是堿溶液,更多情況是堿的漿液)與煙道氣在噴霧塔中相遇。煙道氣中SO2溶解在水中,形成一種稀酸溶液,然后與溶解在水中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。反應(yīng)生成的亞硫酸鹽和硫酸鹽從水溶液中析出,析出情況取決于溶液中存在的不同鹽的相對溶解性。例如,硫酸鈣的溶解性相對較差,因而易于析出。硫酸納和硫酸銨的溶解性則好得多。在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中,固體堿性吸收劑或使煙氣穿過堿性吸收劑床噴入煙道氣流中,使其與煙道氣相接觸。無論哪種情況,SO2都是與固體堿性物質(zhì)直接反應(yīng),生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應(yīng)能夠進(jìn)行,固體堿性物質(zhì)必須是十分疏松或相當(dāng)細(xì)碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中,水被加入到煙道氣中,以在堿性物質(zhì)顆粒物表面形成一層液膜,SO2溶入液膜,加速了與固體堿性物質(zhì)的反應(yīng)。
對工業(yè)廢氣進(jìn)行脫硫處理的設(shè)備,以塔式設(shè)備居多,即為脫硫塔。脫硫塔最初以花崗巖砌筑的應(yīng)用的廣泛,其利用水膜脫硫除塵原理,又名花崗巖水膜脫硫除塵器,或名麻石水膜脫硫除塵器。優(yōu)點(diǎn)是易維護(hù),且可通過配制不同的除塵劑,同時達(dá)到除塵和脫硫(脫氮)的效果。現(xiàn)在隨著玻璃鋼技術(shù)的發(fā)展,脫硫塔逐漸改為用玻璃鋼制造。相比花崗巖脫硫塔,玻璃鋼脫硫塔成本低、加工容易、不銹不爛、重量輕,因此成為今后脫硫塔的發(fā)展趨勢。另外316L不銹鋼具有耐腐蝕、耐高溫、耐磨損三大優(yōu)勢,也是脫硫塔發(fā)展重要趨勢之一。經(jīng)過多年的改進(jìn),已發(fā)展成文丘里型、旋流板型、旋流柱型、浮球型、篩板型、氣動乳化型等各種類型的脫硫塔,設(shè)備技術(shù)日趨成熟,各有優(yōu)點(diǎn)和不足,企業(yè)可依自身需要選用不同類型。
煙氣脫硫的大型脫硫裝置稱為脫硫塔,而用于燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐煙氣脫硫的小型脫硫除塵裝置多稱為脫硫除塵器。在脫硫塔和脫硫除塵器中,應(yīng)含SO2的煙氣,對煙氣中的SO2進(jìn)行化學(xué)吸收。為了強(qiáng)化吸收過程,提高脫硫效率,降低設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用,脫硫塔和脫硫除塵器應(yīng)滿足以下的基本要求:
(1)氣液間有較大的接觸面積和
一定的接觸時間;
(2)氣液間擾動強(qiáng)烈,吸收阻力小,對SO2的吸收效率高;
(3)操作穩(wěn)定,要有合適的操作彈性;
(4)氣流通過時的壓降要小;
(5)結(jié)構(gòu)簡單,制造及維修方便,造價低廉,使用壽命長;
(6)不結(jié)垢,不堵塞,耐磨損,耐腐蝕;
(7)能耗低,不產(chǎn)生二次污染。
SO2吸收凈化過程,處理的是低濃度SO2煙氣,煙氣量相當(dāng)可觀,要求瞬間內(nèi)連續(xù)不斷地高效凈化煙氣。因而,SO2參加的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)為極快反應(yīng),它們的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)值較大,反應(yīng)在膜內(nèi)發(fā)生,因此選用氣相為連續(xù)相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔和脫硫除塵器比較合適。通常,噴淋塔、填料塔、噴霧塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這些要求。其中,噴淋塔是使用廣泛的脫硫塔類型之一,噴淋塔具有結(jié)構(gòu)簡單,工藝成熟可靠的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于大型電廠,中小型低硫煙氣治理;對于高硫煙氣治理,有色行業(yè)以氣動乳化脫硫塔、多層噴淋塔等為主。