利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的技术研究.doc
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1、利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的技术研究文章介绍了利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺流程、设备和技术设计特点,并对其应用前景进行了分析。我国每年由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失达1100多亿元。而火电厂的二氧化硫排放占全部二氧化硫排放的比重很高,因此火电厂脱硫是国家减排二氧化硫的重点之一。烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效的技术手段。目前,世界各国对烟气脱硫都非常重视,已开发出数十种行之有效的脱硫技术。本文介绍了利用造纸白泥脱除锅炉烟气中二氧化硫的方法。1 造纸白泥-石膏法烟气脱硫技术造纸白泥是
2、造纸厂的废弃物。造纸厂碱回收车间的黑液浓缩焚烧后,从燃烧炉底部流出的熔融物的主要成分是碳酸钠和硫化钠,溶于稀白液后,称为绿液。在苛化工段,往绿液中加消石灰,使碳酸钠转化为氢氧化钠。澄清后的液体称为白液,即蒸煮用的碱液,沉淀出的碳酸钙称为白泥。化学反应式如下:Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3造纸白泥需要进行洗涤以回收其中的残碱,经过滤、脱水后即产出白泥。草浆碱回收后的白泥因含硅量高,难以回收CaCO3,只能堆存填埋。由于造纸白泥含碱达4.14%,排入江河后会对生态环境造成十分严重的危害和污染,国家从2000年起就限制其排放量。为解决这一难题,同时也为消除“白色污染”,利用造纸白
3、泥脱除锅炉烟气中的二氧化硫,有利于充分利用国内大量的造纸白泥变废为宝,降低产品成本,节约资金,实现可持续发展。造纸白泥作为一种脱硫剂可有效脱除烟气中的二氧化硫,具有以废治废、脱硫效率高、脱硫成本低的特点,同时又减少了白泥的堆存。造纸白泥可替代双碱法中的氢氧化钠和氧化钙、氧法镁法中的氧化镁、石灰石-石膏法中的碳酸钙,广泛适用于工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉中的二氧化硫脱除。脱硫效率可达到90%,由于在脱硫的同时也具有除尘作用,除尘效率可达到98%。利用白泥脱硫不需要特殊设备,在循环泵前加入到水池中搅拌一下即可。为了减少系统的结垢,在加入造纸白泥的同时加入少量的氧化镁即可维持系统的稳定运行。2 造纸
4、白泥脱硫工艺流程造纸白泥-石膏湿法脱硫工艺系统主要由烟气除尘降温系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程见图1。锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、气-气换热器GGH(可选)降温后进入吸收塔。烟气在吸收塔内向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO2、SO3、HCl和HF,与此同时采用强制氧化工艺,将反应的副产物氧化为石膏(CaSO42H2O)。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,使气体和液体得到充分接触。每个泵通常都与其各自的喷淋层相连接,即通常采用单元制。在吸收塔
5、中,造纸白泥与二氧化硫反应并氧化生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。石膏脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,去除清洁烟气中所携带的浆液雾滴。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗,一是为了防止除雾器堵塞,二是可将冲洗水作为补充水以稳定吸收塔液位。在吸收塔出口,烟气温度为5565,且为水蒸汽所饱和。通过GGH将烟气加热到72以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后,洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。脱硫过程主反应为:SO2+H2OH2SO3(吸收)CaCO3+H2SO3CaSO3
6、+CO2+H2O(中和)CaSO3+1/2O2CaSO4(氧化)CaSO3+1/2H2OCaSO31/2H2O(结晶)CaSO4+2H2OCaSO42H2O(结晶)CaSO3+H2SO3Ca(HSO3)2(pH控制)同时烟气中的HCl、HF与CaCO3反应,生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入造纸白泥浆液进行调节与控制,一般pH值在5.26.5。3 主要工艺系统设备及功能3.1 烟气系统烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和GGH等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板烟道的烟气温度较低且含湿量较大,容易对烟道产生腐蚀,需进行防腐处理。烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备,分
7、为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口,由双层烟气挡板组成,当关闭主烟道时,双层烟气挡板之间连接密封空气,以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时,旁路烟道关闭,这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构,保证在FGD系统发生故障时能迅速打开旁路烟道,以确保锅炉的正常运行。经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来温度一般在5565,含有饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX,其携带的SO42-、SO32-盐等会结露,如不经过处理直接排放,易形成酸雾,且将影响烟气的抬升高度和扩散。为此,湿法FGD系统通常配
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