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旋流板脱硫塔脱硫原理

更新时间:2024-05-30      点击次数:59

旋流板塔中,SO2的化学吸收反应因吸收剂的不同而不同。目前,在旋流板塔脱硫中应用的脱硫剂有石灰(CaO)、纯碱(Na2CO3)及烧碱(NaOH)。
(1)以CaO为脱硫剂。当以CaO为脱硫剂时,旋流板塔内将发生如下的化学吸收反应:
石灰消化反应
CaO+H2O→Ca(OH)2 ⑴
Ca(OH)2吸收SO2的化学反应
Ca(OH)2+SO2→CaSO3 1/2H2O+1/2H2O ⑵
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O ⑶
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3 1/2H2O+CO2 ⑷
CaSO3 1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3) ⑸
由于烟气中含有过剩的氧,还会发生亚硫酸盐氧化反应:
2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4 2H2O ⑹
由于烟气中过剩氧少,一般为4左右,能发生氧化反应的亚硫酸钙少,大部分的亚硫酸钙(约95以上)并未发生氧化反应。
(2)应用“双碱"法脱除SO2。采用“双碱"法,既提了SO2的吸收效率,又降了吸收剂的。其原理如下:采用*碱烧碱(NaOH)吸收SO2,再用二碱石灰浆液(Ca(OH)2)进行再生,再生后的NaOH碱液可继续循使用。其化学反应如下:
化学吸收SO2
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O ⑺
由于烟气中含有氧气,将会进行亚硫酸钠氧化反应
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4 ⑻
同样,未发生氧化反应的亚硫酸钠占95以上。
再生反应
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 1/2H2O↓ ⑼
由于氧化副反应生成的Na2SO4难以再生,使烧碱(NaOH)的消耗量有所增加,需不断向系统补充少量的烧碱(NaOH)(大约为3~5)
(3)以Na2CO3作吸收剂。吸收剂Na2CO3在温下吸收烟气中的SO2,同时生成Na2SO3,Na2SO3还可继续吸收SO2而生成NaHSO3。NaHSO3是酸式盐,不具有吸收SO2的能力。其化学反应如下:
2Na2CO3+SO2+H2O→2NaHCO3+Na2SO3 ⑽
2NaHCO3+SO2→Na2SO3+H2O+CO2↑ ⑾
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 ⑿
吸收开始时,主要按⑽、⑾式进行反应生成Na2SO3,而后Na2SO3继续吸收SO2生成酸式盐NaHSO3,实际吸收反应按⑿式进行。
由于烟气中含有过剩氧,也会引起如下的氧化反应:
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4
在一般情况下,循吸收液中含有Na2SO3和Na2SO4,但Na2SO4的含量少。因而吸收液的主要成分是Na2SO3和NaHSO3。在此吸收液中,*能吸收SO2的是NaSO3。当吸收液全部是Na2SO3时,对SO2的吸收能力zui大;当吸收液中的Na2SO3全部转化成NaHSO3时,对SO2的吸收能力为0。
(4)以NaOH作脱硫剂。以NaOH为吸收剂,吸收SO2反应如下:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O ⒀
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 ⒁
以NaOH为脱硫剂与以Na2CO3为吸收剂基本上相同,不再赘述。
外厂商之所以采用钠碱法脱硫,主要原因是其脱硫效率(90~95);可获得浓度SO2和冰晶石等副产物;吸收液还可再生,再生后的吸收液可循使用等。我厂商采用钠碱法脱硫,并非是为了获得浓度的SO2和冰晶石副产物,而是以CaO为吸收剂时*工艺过程条件不掌握而造成脱硫塔结垢。
1.2气液传质脱硫机理及除尘机理

锅炉烟气经文丘里喉管降温增湿,从塔底以切线方向进入塔内向上螺旋流动。石灰浆液由石灰浆液循系统进入塔内喷洒在旋流板中心的盲板上,后被盲板分配到旋流板的各个叶片上形成薄层液膜,并被导流旋转的气流(7~8m/s)喷散成液滴,液滴粒径为40~60μm,单位液体表面积增加了2600倍。液滴随气流旋转运动,在离心力的作用下,被甩塔的内壁,形成沿塔内壁旋转向下流动的水膜,在离心力的作用下,烟尘甩塔的内壁上,烟尘被润湿,质量增加,随水膜一起向下流动。从叶片直塔底,液体以细滴状态穿过气相与气体接触,进行SO2和石灰浆的气液传质过程,传热、传质强度较大。在此过程中,烟气中气体SO2溶于石灰浆液滴成为溶解性SO2,后被活性组分Ca(OH)2吸收,生成CaSO3 1/2H2O。吸收后的石灰浆液滴被烟气的离心力甩塔的内壁,靠重力作用,随同被润湿的烟尘及水膜一同下降并进入灰水分离系统分离灰渣,灰水中主要含有大量的CaSO3 1/2H2O、未发生化学吸收反应的Ca(OH)2、烟尘及少量的CaSO4 2H2O。净化后的烟气经汽水分离系统除雾后到中。旋流板塔盘上,气液接触的模型如图1所示。

旋流板脱硫塔脱硫原理



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