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氧化鎂脫硫—煙氣脫硫設備

發布日期:2018-11-28 11:16點擊:

  脫硫原理:氧化鎂的脫硫原理與氧化鈣的脫硫原理相近,其都是堿性氧化物與水反應生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿綜合反應,氧化鎂反應生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經過回收SO2后進行重復利用或者將其強制氧化全部轉化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。

  當前已商業化運行的濕法脫硫工藝中氧化鎂脫硫技術是一種前景較好的脫硫技術,該工藝較為成熟,投資少,結構簡單,安全性能好,并且能夠減少二次污染,脫硫劑循環利用,降低脫硫成本,節約了一定的經濟效益。相對而言鈣法脫硫,避免了簡易濕法存在著的一系列的問題,比如管路堵塞、煙溫過低、煙氣帶水和存在二次水污染等等;同時與較為完整的石灰石/石膏法,占地面積小,運行成本低,投資額度小,綜合經濟效益得到提高。氧化鎂法的整個工藝流程可以分為副產品制硫酸和制七水硫酸鎂兩種。

  氧化鎂脫硫設備

  工藝敘述:

  鍋爐出來的煙溫、煙氣大都在140℃以上,里面含有大量的二氧化碳、灰塵和二氧化硫,同時也包括氫氟酸、氫氯酸和三氧化硫等酸性氣體。煙氣首先進入除塵系統,通過靜電除塵器或者布袋除塵器將99%以上的灰塵收集下來作為建筑材料出售給水泥廠等相關企業,既能增加企業收益又能避免因為塵粒而堵塞噴頭降低脫硫效率。經除塵后的煙氣從脫硫塔底部進入脫硫反應塔,在脫硫塔煙氣入口處設有噴水降溫的裝置,將煙氣的溫度降到比較適于SO2發生化學反應,在煙氣進口上方裝有一層旋流板,目的是減緩煙氣流速增加反應時間以及達到煙氣在塔內均勻分布的效果。

  在旋流板的上面有三層噴頭不斷的噴淋脫硫劑漿液,與從下而上的煙氣進行逆向接觸,充分的進行反應。為了減少設備的結構堵塞問題以及減小塔內壓力損失過大保證煙氣暢通,塔體內不設任何支撐或檢修架。經洗滌后的煙氣濕度比較大,需要對它進行脫水處理,一般是在吸收塔內噴淋層的上方安裝兩層除霧器。同時在除霧器的上面又安裝了自動工藝水沖洗系統以便及時處理運行一段時間后除霧器上面的積灰。從脫硫塔內出來的煙氣溫度一般在55~60℃左右,并且煙氣中仍含有少許水分,直接排放容易造成風機帶水腐蝕風機葉片和煙囪。

  因此,在風機前面通過加熱將煙氣溫度提高后再進行排放,這樣就能避免風機的煙囪的腐蝕。為了保證在脫硫塔內設備檢修時不影響鍋爐的正常運行,增加一旁路系統,通過擋板門控制煙氣的走向,用于保護脫硫系統,同時也不會對鍋爐的運行產生任何不利的影響。對于氧化鎂來說,在吸收塔內與二氧化硫反應后變成亞硫酸鎂,部分被煙氣中的氧氣氧化變成硫酸鎂;旌蠞{液通過脫水和干燥工序除去固體的表面水分和結晶水。干燥后的亞硫酸鎂和硫酸鎂經再生工序內對其焙燒,使其分解,可得到氧化鎂,同時析出二氧化硫。焙燒的溫度對氧化鎂的性質影響很大,適合氧化鎂再生的焙燒溫度為660~870℃。當溫度超過1200℃時,氧化鎂就會被燒結,不能再作為脫硫劑使用。焙燒爐排氣中的二氧化硫濃度為10~16%,經除塵后可以用于制造硫酸,再生后的氧化鎂重新循環用于脫硫;

  1、煙氣系統煙氣系統是指包括預除塵器、旁路、煙氣升溫裝置和煙囪在內的若干處理煙氣的體系。在該系統內煙氣經過除塵降溫處理將從鍋爐出來的煙氣調整到比較適宜的反應條件,同時在設備出現故障或系統運行不正常時煙氣可從旁路通過,保證整個電廠系統的正常運行,煙氣升溫的目的是為了降低煙氣的含水率,利于從煙囪排出的煙氣能夠盡快擴散。

  2、漿液制備系統外購氧化鎂粒徑如果符合脫硫要求,不需要粉碎可以直接進入消化裝置制成濃度在<5~25%的漿液,然后通過漿液輸送泵送至吸收塔內,完成脫硫目的;

  3、SO2吸收系統吸收塔是SO2吸收的主要場所,材質大都采用普通鋼結構另加防腐層,塔底是漿液池,塔的中間是噴淋層,上面是除霧器。漿液在塔內不斷的進行循環,當漿液濃度達到一定的程度時就通過漿液輸出泵排到漿液處理系統中去。

  4、漿液處理系統從吸收塔內出來的漿液主要是亞硫酸鎂和硫酸鎂溶液,在要求對氧化鎂再生時首先應該將溶液提純,然后進行濃縮、干燥,干燥后的亞硫酸鎂在850℃下,存在碳的情況下煅燒重新生成氧化鎂和二氧化硫,煅燒生成的氧化鎂再返回吸收系統,收集到純度較高的二氧化硫氣體被送入硫酸裝置制硫酸。

  制七水硫酸鎂該工藝與上述工藝相差不大,只是在脫硫劑漿液的處理方式上有所不同。在脫硫塔內二氧化硫和氫氧化鎂反應之后生成的亞硫酸鎂進入吸收塔底漿液池,由鼓風機往漿液池強制送風,氧化成硫酸鎂。含硫酸鎂的水連續循環使用于脫硫過程,當循環水中硫酸鎂濃度達到一定條件后由泵打入集水池內,接著送至硫酸鎂脫雜系統。脫硫污水經脫雜設備去除雜質之后,硫酸鎂溶液經濃縮設備結晶出七水硫酸鎂;厥盏钠咚蛩徭V經干燥后包裝貯倉,水從七水硫酸鎂(MgSO4.7H2O)分離回收后輸送到脫硫塔循環使用。

  1、吸收系統為了提高硫酸鎂的純度在吸收塔的漿液槽內需要加強制氧化,因此吸收塔的結構與再氧化鎂的塔體結構就有所不同,氧化的同時需要不停的攪拌,動力消耗也會相應提高。

  2、增加了除雜系統在吸收塔出來的漿液含有很多雜質,會影響硫酸鎂的品質,因此需要增加除雜系統對硫酸鎂溶液進行提純

  3、濃縮系統提純后的硫酸鎂溶液需要進行濃縮,將溶液制成高濃度的濃溶液,然后再除去多余的水分將硫酸鎂溶液轉化成帶七個結晶水的硫酸鎂,最后可以根據用戶的不同要求選擇不同的包裝方式進行成品處理就可以了。

  拋棄法很多情況下,用戶企業自身的實際情況不允許對脫硫副產物進行處理,尤其是中小型鍋爐的脫硫,由于規模小,副產品發生量也小,大多采用拋棄法。拋棄法的煙氣系統、吸收劑制備系統、吸收系統和煙氣再熱裝置與上面兩種方式基本相同,所不同的是將反應后的漿液經過固液分離后回收大部分水并將固體拋棄。拋棄法可以大大減少系統的投資費用,工序也簡單了很多,同時也可以避免設備結垢、管路堵塞等一系列問題,后序部分的動力消耗也可以省去,只是脫硫劑的消耗費用較高,廢棄固體處理起來較麻煩,但集中處理后不會造成二次污染。

  結論

  通過上述分析,氧化鎂脫硫是在理論上可行在實際應用中得到充分驗證的一種比較適合新老鍋爐改造的脫硫方式,在部分地區特別是富產氧化鎂的地區有著很好的市場前景。由于該方式對脫硫劑循環使用并且副產物也能夠帶來一定的經濟效益,同時又避免了大型濕法的諸多缺點,因此氧化鎂脫硫技術將會逐步得到更廣泛的應用。

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