第一章概述
隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國家對能源的需求量也越來越大。而煤炭和石油是現(xiàn)今以及今后很長一段時間內(nèi)的主要能源來源，我國是煤炭消費大國，煤炭占到一次能源消費總量的70%左右。由于煤炭的直接燃燒，排放大量的二氧化硫、氮氧化物和煙塵。2003年，全國各行業(yè)所產(chǎn)生廢氣中二氧化硫排放總量2158.7萬噸。預(yù)計2005年全國煤炭消費將超過18億噸，二氧化硫產(chǎn)生量將達到3000萬噸，氮氧化物產(chǎn)生量也將達到約1700萬噸。形成了嚴重的煤煙型污染。
煙氣中排放的大量二氧化硫、氮氧化物等酸性氣體對人們的身體健康及生態(tài)環(huán)境造成了極其嚴重的危害。根據(jù)有關(guān)研究，我國每排放一噸二氧化硫約造成5000元的經(jīng)濟損失，酸雨和空氣污染造成我國每年約1100多億元的經(jīng)濟損失。因此加強對SO2排放的控制，已成為我國當(dāng)今和未來相當(dāng)長時期內(nèi)的重要社會問題之一。
為了控制二氧化硫污染，我國政府進一步加強了對污染治理的政策指導(dǎo)，提高了排放標(biāo)準和要求。2000年4月，修訂的《大氣污染防治法》明確了排污收費、超標(biāo)違法的原則。并規(guī)定新建、擴建排放二氧化硫的火電廠和其他大中型企業(yè)，超過規(guī)定的污染物排放標(biāo)準或總量控制指標(biāo)的，必須建設(shè)配套脫硫除塵裝置或者采取其他控制二氧化硫排放的措施。兩控區(qū)（SO2控制區(qū)、酸雨控制區(qū)）已建企業(yè)超過規(guī)定污染物排放標(biāo)準的，應(yīng)當(dāng)限期治理，并處以罰款。2003年12月，國家環(huán)?？偩职l(fā)布新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準》，煙塵、二氧化硫及氮氧化物的排放標(biāo)準更加嚴格。國務(wù)院明確提出2005年全國二氧化硫排放量比2000年減少10%；《兩控區(qū)》二氧化硫排放量比2000年減少20%的控制目標(biāo)。
結(jié)合我國國情，開發(fā)有效的控制SO2排放的脫硫技術(shù)已成為一項極其緊迫的任務(wù)，保護和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，保障人體健康，促進經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展才是我們的最終目標(biāo)。
目前市場上運行的成熟脫硫技術(shù)有二十幾種，大致可分為濕法、半干法和干法，其中以濕法運用最為廣泛，每一種成熟的脫硫技術(shù)都有其特點，適用于不同的脫硫環(huán)境和要求。電廠依據(jù)自身標(biāo)準要求、現(xiàn)場情況、脫硫劑供應(yīng)和鍋爐規(guī)模及燃煤含硫多少，結(jié)合脫硫技術(shù)特點，選擇投資省、技術(shù)成熟完善、運行安全可靠費用低和無二次污染的實用技術(shù)。對于大量中小型燃煤鍋爐或脫硫改造工程，由于情況各異和限于投資，對適宜脫硫技術(shù)的選擇變得尤為重要！
《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》的通知(環(huán)發(fā)[2002]26號)中規(guī)定燃用含硫量≥2％煤的機組、或大容量機組(≥200MW)的電廠鍋爐建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施時，宜優(yōu)先考慮采用濕式石灰石—石膏法工藝，脫硫率應(yīng)保證在90％以上，投運率應(yīng)保證在電廠正常發(fā)電時間的95％以上。燃用含硫量＜2％煤的中小電廠鍋爐＜200MW，或是剩余壽命低于10年的老機組建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施時，在保證達標(biāo)排放，并滿足S02排放總量控制要求的前提下，宜優(yōu)先采用半干法、干法或其它費用較低的成熟技術(shù)，脫硫率應(yīng)保證在75％以上，投運率應(yīng)保證在電廠正常發(fā)電時間的95％以上。針對65t/h—670t/h電站鍋爐，目前市場上技術(shù)成熟，運用較多的脫硫技術(shù)主要有干法、半干法、氧化鎂、雙堿法、氨法等，選擇何種技術(shù)，要依據(jù)企業(yè)具體情況和當(dāng)?shù)丨h(huán)保標(biāo)準要求而定，以能夠因地制宜、以廢治廢的技術(shù)工藝為最佳！
山東省熱電設(shè)計院創(chuàng)建于1993年，是集電力、建筑、市政工程咨詢、環(huán)境設(shè)計于一體的綜合性設(shè)計單位，具有電力工程設(shè)計乙級資質(zhì)、建筑工程設(shè)計乙級資質(zhì)，電力工程咨詢乙級資質(zhì)，環(huán)境治理三級資質(zhì)。是中國機電工程學(xué)會熱電專委會、山東省勘察設(shè)計協(xié)會、山東省工程咨詢協(xié)會理事單位，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會成員單位。
建院十年來在激烈的市場竟?fàn)幹秀∈亍熬脑O(shè)計、真誠服務(wù)”的企業(yè)理念，牢固樹立了以勘測設(shè)計和多種經(jīng)營兩大主體協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，堅持發(fā)展戰(zhàn)略化，管理科學(xué)化，經(jīng)營效益化的工作思路，把面向熱電建設(shè)全過程提供管理和咨詢服務(wù)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，建成與國際接軌的、智能服務(wù)與實業(yè)相結(jié)合的新型設(shè)計院。
山東省熱電設(shè)計院屬于知識密集型企業(yè)，技術(shù)力量雄厚，工程設(shè)備先進。技術(shù)人員八十余人,其中一級注冊建筑師2人，二級注冊建筑師2人，一級注冊結(jié)構(gòu)師6人，一級注冊設(shè)備工程師6人。院內(nèi)設(shè)有五個設(shè)計室，包括機務(wù)、電氣、建筑、結(jié)構(gòu)、熱控、水工工藝、輸煤、除灰、化水、總圖、環(huán)保、化學(xué)、機械、技經(jīng)、概預(yù)算、設(shè)備、暖通等十幾個專業(yè)，專業(yè)門類齊全，具有強大的工程設(shè)計能力和工程服務(wù)能力。
經(jīng)過十多年的建設(shè)發(fā)展，山東省熱電設(shè)計院已發(fā)展成為電力勘測設(shè)計、建筑設(shè)計、工程咨詢、項目管理的綜合企業(yè)，并具備很強的技術(shù)開發(fā)轉(zhuǎn)讓、新產(chǎn)品研制、推廣、人員培訓(xùn)能力。
山東省熱電設(shè)計院始終堅持“精心設(shè)計、質(zhì)量第一、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、顧客滿意”的質(zhì)量方針，建院以來先后完成了文登熱電廠、茌平信發(fā)集團熱電廠、萬杰集團熱電廠、華泰集團熱電廠、時風(fēng)集團熱電廠、浙江民豐熱電廠等幾十項熱電工程的近百臺熱電聯(lián)產(chǎn)機組，總裝機容量達2000MW。所設(shè)計的熱電廠遍及山東大部地區(qū)及浙江、江蘇、山西、內(nèi)蒙等省區(qū)，為山東熱電的迅猛發(fā)展作出了貢獻，在國內(nèi)熱電設(shè)計領(lǐng)域擁有良好聲譽和較高知名度。
河北誠譽引進脫硫技術(shù)人才組織成立了脫硫工程部，前期進行了廣泛的市場調(diào)研和技術(shù)研發(fā)儲備。脫硫工程部作為設(shè)計院的有機組成部分，除了常規(guī)的環(huán)境設(shè)計任務(wù)外，還可為電力企業(yè)提供有關(guān)脫硫方面的技術(shù)咨詢、項目分析與論證；幫助企業(yè)選擇最佳脫硫工藝，提供完整可行的解決方案。并與國內(nèi)著名大專院所合作，在吸收、消化國內(nèi)外先進技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)適宜的脫硫技術(shù)并加以推廣應(yīng)用。
河北誠譽適應(yīng)國內(nèi)脫硫市場需要，與加拿大turbosonic、美國EEC、臺灣臺塑等國際著名公司進行技術(shù)合作，通過引進、消化、吸收，博眾家之長，形成了以國外核心脫硫設(shè)備、技術(shù)為依托，多種脫硫技術(shù)互為補充，滿足和適宜于中國中型電站鍋爐市場煙氣脫硫之需求的脫硫技術(shù)體系。
基于對電廠的深切把握，以強大的工程設(shè)計能力為依托，采用先進的脫硫技術(shù)，我們完全能夠根據(jù)電廠的具體情況即鍋爐容量、燃煤設(shè)備類型、燃料種類及含硫率大小、脫硫效率、脫硫劑供應(yīng)條件及電廠現(xiàn)場環(huán)境、副產(chǎn)品利用等，為用戶選擇最佳的脫硫工藝，提供完整可行的解決方案和工程服務(wù)。
河北誠譽提供的服務(wù)有：
1、脫硫技術(shù)及設(shè)備
2、脫硫工程技術(shù)論證、分析、咨詢
3、工藝方案和工程設(shè)計
4、項目管理和工程承包
我們愿與用戶一起積極致力于中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，共同成長，共享祖國藍天。
第三章Tursonic噴嘴、噴淋技術(shù)和
二氧化硫回收技術(shù)
加拿大Tursonic技術(shù)公司是創(chuàng)建于1997年，她是由Sonic環(huán)境系統(tǒng)公司(建立于1961年)及Turbtak公司(建立于1976年)合并而成。公司在美國、加拿大、愛爾蘭、南非都設(shè)有分公司。經(jīng)過多年研究，開發(fā)以及在工業(yè)領(lǐng)域里的應(yīng)用，公司產(chǎn)品通過實踐證明已成為有效防止和控制空氣污染的理想設(shè)備。公司產(chǎn)品設(shè)計新穎，適應(yīng)性強，已獲30多項國際專利。在各種工業(yè)領(lǐng)域里的數(shù)百個項目中得到應(yīng)用。該公司擁有一支具有奉獻精神的專業(yè)工程師隊伍，可為我們的用戶提供工程設(shè)計及完善的技術(shù)服務(wù)。尤其是其先進的噴嘴、噴淋技術(shù)始終處于國際先進水平，已廣泛應(yīng)用于包括鍋爐煙氣脫硫在內(nèi)的各個領(lǐng)域，是脫硫技術(shù)中的核心設(shè)備，對提高脫硫效率、降低投資及運行費用、保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行發(fā)揮了很好的作用。基于先進的噴淋技術(shù)的鈉法脫硫技術(shù)是一套高效的二氧化硫回收技術(shù)，業(yè)已廣泛運用在北美地區(qū)，結(jié)合中國國情，采用鈉循環(huán)再生法既有先進的技術(shù)保障，又有效降低投資節(jié)約運行費用，必有廣闊的市場前景。
以Tursonic先進的噴嘴及噴淋技術(shù)為基礎(chǔ)，我們將其運用于其他脫硫工藝中，改善其性能，提高脫硫效率，起到相得益彰之功效。
Turbotak霧化噴嘴是一項專利技術(shù)，它具有防堵塞、抗腐蝕、霧滴大小可調(diào)、及液體霧化面積大等優(yōu)點。Turbotak霧化噴嘴已成功地應(yīng)用在數(shù)千個除塵、脫硫的項目中。
Turbotak噴嘴采用壓縮空氣或蒸汽和SO2吸收溶液的兩相噴嘴。它是利用壓縮空氣來霧化吸收劑溶液，霧滴大小取決于壓縮空氣的壓力和吸收液的流量，而空氣壓力和液體流量都是可以手動或自動控制和調(diào)節(jié)，以獲得最理想粒度的液滴及液體霧化面積，取得最佳的脫硫效果。
Turbotak噴嘴每升水產(chǎn)生的液滴面積可達到1227m2/L。相對使用填充式吸收塔時，每升水只能達到7.36～24.55m2的表面積大得很多。
Turbotak噴嘴可以控制霧滴大小，霧滴直徑可達到5μm～100μm。實踐證明，霧滴大小應(yīng)為塵粒尺寸的15～20 倍是最佳的除塵吸附效果。因為，過小的霧點會跟隨塵粒同步飄移，過大的霧滴又會領(lǐng)隨塵粒同步運行，因而相互間都不易碰撞吸附。
Turbotak專利的噴霧裝置，用于煙塵洗滌的接觸室里噴霧裝置，其霧化粒度越小，就越有利于SO2氣體的接觸和吸收。Turbotak噴嘴有著極好的霧化效果，因此吸收過程的液/氣比較小，一般為22.7～160L/1000m3之間，而分布板吸收塔為762L/1000m3，文丘里吸收器則達到3342L/1000 m3 。Turbotak噴嘴只耗用少量的壓縮空氣(壓力5.6kg/cm2，0.2m3/1000 m3煙氣左右)。由此可見，Turbotak噴霧技術(shù)，不僅動力消耗較少,而且吸收液循環(huán)量遠低于其他方法。
Turbosonic噴嘴專利技術(shù)可達到最大的霧化效果，由于經(jīng)噴嘴送入的霧化完善的化學(xué)吸收劑溶液能夠充分地與煙氣中SO2混合、吸附、反應(yīng)和捕集，因此獲得了脫硫效率高、鈣硫比小的效果。Turbotak還把除塵洗滌理論應(yīng)用于除霧技術(shù)之中，當(dāng)含有吸收液的煙氣通過除霧器時，以其極高的霧滴分離率使吸收劑流失極少，同時也消除了煙氣排放時所帶的水份。
Turbosonic技術(shù)的最大特點是每套噴咀都是按照系統(tǒng)的參數(shù)經(jīng)精密計算、設(shè)計后制造出來的，并非如其他系統(tǒng)，只在貨架上選取最接近的標(biāo)準噴咀，因此最能優(yōu)化系統(tǒng)達到最佳效果。
3.2、二氧化硫回收技術(shù)
此項二氧化硫回收技術(shù)是引進加拿大Turbosonic公司的先進的煙氣凈化技術(shù)。該技術(shù)核心是利用先進的Turbotak噴嘴技術(shù)、以NaOH、Na2CO3、NH4OH和有機胺作吸收劑，在吸收煙氣中的二氧化硫氣體后經(jīng)過解析等處理再生出脫硫劑循環(huán)使用并回收副產(chǎn)物二氧化硫氣體。本技術(shù)是實現(xiàn)環(huán)保與投資回收，社會效益與直接經(jīng)濟效益雙重效果的技術(shù)，總投資是常規(guī)石灰石-石膏法的70%。
3.2.1、工藝流程介紹
含硫煙氣經(jīng)預(yù)滌器，可降低煙氣溫度達到絕熱露點，使煙氣被水蒸氣飽和，同時除去包括有害物質(zhì)在內(nèi)的煙塵微粒及煙氣中HCl、H2SO4和其他酸性氣體；再經(jīng)吸收器通過吸收劑的霧化，與煙氣充分混合、接觸、傳質(zhì)、吸收生成富含SO2的溶劑；在后續(xù)的除霧器被分離，達到除去煙氣中SO2的目的。
工藝流程如下：
3.2.2、工藝原理介紹
該技術(shù)根據(jù)所使用的脫硫劑的不同又分若干種工藝方案，其中所使用的脫硫劑有：有機胺、氫氧化鈉、液氨等。下面就這三種脫硫劑分別作原理方面的介紹：
1、有機胺法（Aminc Process）
應(yīng)用Turbotak噴嘴專利技術(shù)達到極大的霧化效果，應(yīng)用對溫度反應(yīng)敏感的有機胺吸收和解吸專利技術(shù)或其它吸收劑技術(shù)，使吸收劑在煙氣中充分混合而與煙氣中SO2迅速反應(yīng)、吸收而被消除。其化學(xué)反應(yīng)式如下：
有機胺對SO2的吸收和解吸反應(yīng)：
SO2+ H2O ?àH2SO3 ．．．．．．．．．．．．．．．．(1)
H2SO3 ?àH+ + HSO3- ．．．．．．．．．．．．．．(2)
R3N + H+ ?àR3NH+ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．(3)
R3NH+ + HSO3-?à（R3NH+．．．．．．HSO3-）．．．．．．(4)
在吸收反應(yīng)中，以上反應(yīng)式全部向右進行。在SO2濃度較高的情況下，反應(yīng)式(1)和(2)強烈向右移動，因而產(chǎn)生更多的氫離子H+，它將與活潑的R3N相結(jié)合，即方程式(3)，這將促使SO2變成穩(wěn)定的酸式亞硫酸根離子HSO3-。這兩種離子按式(4)所示相結(jié)合，從而消除煙氣中的SO2。
反應(yīng)(4)的產(chǎn)物R3NH+．．．．．．HSO3-(稱之為載荷胺)，因其對溫度異常敏感，在解吸裝置中加熱噴霧，使上述(4)至(1)的反應(yīng)逆向進行，從而釋放出純凈的SO2和水的蒸汽。解吸后的有機胺送回吸收系統(tǒng)循環(huán)使用。
2、鈉法(Sodium Process）
a、NaOH對SO2吸收反應(yīng)：
3NaOH+2 SO2 à Na2SO3 + NaHSO3 + H2O (1)
2NaHSO3 （加熱）àNa2SO3 + SO2↑+ H2O (2)
吸收劑在吸收SO2過程中建立起Na2SO3 + NaHSO3溶液系統(tǒng)，其中NaHSO3是熱不穩(wěn)定的，在解吸器中被加熱而釋放出S02供回收。解吸后的溶液經(jīng)濃縮，使Na2SO3結(jié)晶析出回收利用。
應(yīng)用NaOH溶液吸收SO2的特點是液/氣比例低，SO2去除效率高。見表1。
表1 使用NaOH脫除SO2的資料總結(jié)
分步板式吸收塔
液/氣比例（L/1000m3）
136
3343
762
pH
5.5 ~
6.0
/
/
NaOH用量（克分子量/ SO2克分子量）
1.14
/
/
SO2去除率（%）
99
95
95
SO2去除率與使用NaOH溶液
液/ 氣比變化的關(guān)系
b、. Na2CO3對SO2吸收反應(yīng)：
（1）當(dāng)Na2CO3與SO2的化學(xué)當(dāng)量為1:1時
Na2CO3 + SO2+ H2O àNa2SO3 + H2CO3 ．．．．．．．．．．．．(1)
H2CO3 àH2O + CO2↑．．．．．．．．．．．．(2) （2）而Na2CO3是易被氧化的物質(zhì)，在循還過程長時間與空氣易接觸發(fā)生氧化反應(yīng)：
2 Na2CO
3 + O2 à2Na2SO
4 ．．．．．．．．(3)
（3）當(dāng)Na2CO3與SO2的化學(xué)當(dāng)量比例<1：1時
xNa2CO3 + SO2 + H2OàyNa2SO3 + zNaHSO3 ．．．．．．．(4)
zHSO3- + z/2 O2 àzHSO4- ．．．．．．．．(6)
由于生成中等強酸的HSO4-而使溶液pH下降。
如果溶液下降到pH 4以下，由于產(chǎn)生下列的化學(xué)反應(yīng)而使部分SO2從溶液中溢出。
SO32- + H+ ?àH SO3- ．．．．．．．．．．．．．．．．．(7)
H SO3- + H+ ?àH2SO3 ．．．．．．．．．．．．．．．．(8)
H2SO3 ?àSO2↑+ H2O ．．．．．．．．．．．．．．(9)
其平衡關(guān)系如圖1所示。
圖1 pH值與物質(zhì)（基團）關(guān)系平衡圖
吸收過程的控制要點是控制吸收循環(huán)液的pH，其pH控制點的選擇是依據(jù)最終產(chǎn)品的要求而確定的。Na2CO3溶液是由計量泵送入系統(tǒng)循環(huán)槽，以維持其穩(wěn)定的pH，其加入量的變化將取決于進入吸收系統(tǒng)中煙氣的SO2含量變化。
3、氨法（Ammonium Process）
NH3對SO2吸收反應(yīng)：
應(yīng)用氣態(tài)NH3吸收煙氣中的SO2是一個簡單易行的連續(xù)過程。按最終副產(chǎn)品生成（NH4)2SO4的需求，NH3與SO2的化學(xué)計算式中分子比例為2∶1。如反應(yīng)式(1)、(2)、(3)。
NH3 + H2O ?àNH4OH ．．．．．．．．．．(1)
2(NH4)OH + SO2 à（NH4)2SO3 ．．．．．．．．．．(2)
2（NH4)2SO3 + O2 à2（NH4)2SO4 ．．．．．．．．．．．(3)
當(dāng)NH3的加入量小于2∶l時，將有部份的亞硫酸氫氨鹽產(chǎn)生。如反應(yīng)式(4)。
3(NH4)OH + 2 SO2 à（NH4)2SO3 +（NH4)HSO3 (4)
如果溶液pH低于4時，值得注意的結(jié)果是SO2呈氣態(tài)狀態(tài)從吸收液中迅速析出，其反應(yīng)式為了(5)、(6)、(7)表示。
SO32- + H+ ?àHSO3- ．．．．．．．．．．．．．．．．．(5)
H2SO3 àSO2↑+ H2O ．．．．．．．．．．．(7)
因此控制好吸收液排出口的pH波動范圍是重要的。依據(jù)資料介紹，NH3的加入量，與煙氣中SO2的化學(xué)計算比例可以維持在等于或高于1.9這個水平。在穩(wěn)定NH3與SO2的反應(yīng)比例時(在排出口溶液pH可以反映)，即使液/氣比例在于22.7--153.8L/1000m3范圍內(nèi)有任何的波動變化，由于應(yīng)用Turbotak噴嘴的精細噴霧技術(shù)，SO2的去除率并沒有受到多大的影響(見表2) 。
表2 使用NH3去除SO2資料總結(jié)
液/ 氣比例（L / 1000m3）
22.7 153.8
NH3（克分子量/ SO2克分子量）
≥1.9
SO2去除率（%）
>98
更加值得注意是，應(yīng)用Turbotak噴霧技術(shù)，在（NH4)2SO3氧化反應(yīng)生成（NH4)2SO4的過程中，以自己特有的噴霧技術(shù)，可以應(yīng)用氣體進行直接反應(yīng)(如反應(yīng)式3)，革除了用濃H2S04進行的傳統(tǒng)工藝。傳統(tǒng)方法是用過量的濃硫酸氧化，然后再加入NH3中和過剩的H2SO4 。如反應(yīng)式(8)和(9)。
（NH4)2SO3 + H2SO4(過量) à（NH4)2SO4+ SO2 ↑+ H2O ．．．．．．(8)
H2SO4 (剩余) + 2 NH3 à（NH4)2SO4 ．．．．．．．．．．．．(9)
析出的SO2還要引入其它系統(tǒng)(例如硫酸產(chǎn)生系統(tǒng))吸收。從而無論在原料消耗還是生產(chǎn)成本方面，本方法比傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法有著極強的優(yōu)勢。最終產(chǎn)品是（NH4)2SO4，固體硫酸氨在農(nóng)用肥料和稀土工業(yè)方面有著廣泛的用途。由于是三廢處理的副產(chǎn)品回收，生產(chǎn)成本低廉，在市場競爭中會有良好的社會效益和豐厚的經(jīng)濟效益。
3.2.3、Turbotak技術(shù)特點：
1、除硫率高達99.5％的水平，最佳經(jīng)濟效果為85～95％；
2、消除二次污染，副產(chǎn)品是化工基本原料得到利用，市場潛力大；
3、可用高硫煤或高硫油，既可降低燃料采購成本，又可增加副產(chǎn)品回收收入；
4、系統(tǒng)阻力小，液體循環(huán)量少，從而用電用水等動力消耗少；
5、系統(tǒng)維修要求低，內(nèi)部無運轉(zhuǎn)部件，使用壽命長；
6、占地面積小，布置靈活，可以臥式、豎式或高空布置；
8、是實現(xiàn)環(huán)保與投資回收創(chuàng)經(jīng)濟效益的雙重效果技術(shù)。是目前正在美加地區(qū)
推廣和對舊式除硫設(shè)備改造的新技術(shù)。
3.3、鈉堿循環(huán)再生脫硫技術(shù)
鈉堿循環(huán)再生脫硫工藝是運用Turbosonic先進的噴嘴及噴淋技術(shù)，針對目前國內(nèi)中小型鍋爐脫硫的技術(shù)現(xiàn)狀而自主研發(fā)的技術(shù)。該技術(shù)借鑒了石灰石/石灰—石膏法技術(shù)成熟、運行費用低的優(yōu)點而克服了其液氣比高、容易結(jié)垢的缺點，用其固硫，借鑒了鈉法技術(shù)脫硫效率高、不結(jié)垢的優(yōu)點，克服其運行費用高的缺點，用其脫硫，因此，這種脫硫技術(shù)是兩種脫硫技術(shù)的完美結(jié)合。同時為節(jié)省投資，對脫硫廢物經(jīng)簡單處理后直接達標(biāo)排放；比較適合中小型電站鍋爐進行脫硫改造。
3.3.1、工藝基本原理
鈉堿循環(huán)再生法煙氣脫硫技術(shù)是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大，不會造成過飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。
鈉堿循環(huán)再生法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應(yīng)機理類似，主要反應(yīng)為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中，然后離解成H+和HSO3—；
SO2(g)= = = SO2(aq) （1）
SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3—= = = 2H++SO32—；（2）
式（1）為慢反應(yīng)，是速度控制過程之一。
然后H+與溶液中的OH—中和反應(yīng)，生成鹽和水，促進SO2不斷被吸收溶解。具體反應(yīng)方程式如下：
2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3
脫硫后的反應(yīng)產(chǎn)物進入再生池內(nèi)用另一種堿，一般是Ca(OH)2進行再生，再生反應(yīng)過程如下：
Ca(OH)2 + Na2SO3 →2 NaOH + CaSO3
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 →Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O +1/2H2O
存在氧氣的條件下，還會發(fā)生以下反應(yīng)：
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O →2 NaOH + CaSO4·H2O
脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其簡單處理后用泵打入渣場。再生的NaOH可以循環(huán)使
3.3.2、工藝流程介紹
來自鍋爐的煙氣先經(jīng)過除塵器除塵，然后煙氣經(jīng)煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內(nèi)布置若干層（根據(jù)具體情況定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的氣液接觸條件，從塔頂噴下的堿液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應(yīng)。經(jīng)脫硫洗滌后的凈煙氣經(jīng)過除霧器脫水，脫水后進入換熱器，升溫后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機通過煙囪排入大氣。
工藝流程圖：
主要工藝過程是，清水池一次性加入氫氧化鈉制成脫硫液，用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水，在脫硫過程中，煙氣夾雜的飛灰同時被循環(huán)液濕潤而捕集，從吸收塔排出的循環(huán)漿液流入沉淀池?；以?jīng)沉淀定期清除，可回收利用，如制磚等。上清液溢流進入反應(yīng)池與投加的石灰進行反應(yīng)，置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉淀清除。
脫硫塔也可采用空塔噴淋方式，當(dāng)塔徑達到一定尺度時，旋流扳式的效果就不明顯了，需要變換氣液接觸形式，保證脫硫效率。
3.3.3、工藝特點
與石灰石/石灰濕法脫硫工藝相比，鈉堿循環(huán)再生法有以下優(yōu)點：
（1）用NaOH脫硫，循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液，在循環(huán)過程中對水泵、管道、設(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設(shè)備運行與保養(yǎng)；
（2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外，這樣避免了塔內(nèi)堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；同時可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系統(tǒng)更緊湊，且可提高脫硫效率；
（3）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般在90%以上，這樣也可降低投資，減少運行費用；
（4）具有脫硫、除塵一體化效用。
缺點是：NaSO3氧化副反應(yīng)產(chǎn)物Na2SO4較難再生，需不斷補充NaOH或Na2CO3而彌補堿的消耗量。另外，Na2SO4的存在也將降低石膏的質(zhì)量。
第四章EEC循環(huán)流化床干法脫硫工藝(CDS)
美國環(huán)境技術(shù)（EEC）公司是美洲最大的大氣污染治理公司及設(shè)備制造商。該公司所開發(fā)的世界最先進的循環(huán)流化床干法脫硫系統(tǒng)(CDS)和噴霧干燥脫硫系統(tǒng)(SDA)用以控制火電廠煙氣的排放，清除其中的SO2，取得了良好的業(yè)績，對解決酸雨難題做出了貢獻。在城市固體廢物焚化設(shè)施、石化以及發(fā)電廠等應(yīng)用場合，
艾尼科環(huán)保技術(shù)有限公司(簡稱艾尼科環(huán)?；駿ETC)是美國環(huán)境技術(shù)(EEC)公司在中國的全資子公司。艾尼科環(huán)保在江蘇南京設(shè)立有工程設(shè)計中心、在安徽蚌埠高新技術(shù)開發(fā)區(qū)設(shè)有生產(chǎn)基地，是集設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、售后服務(wù)于一體的環(huán)保技術(shù)與設(shè)備的專業(yè)供應(yīng)商。
EEC公司是除塵專家，具有靜電除塵和袋式除塵國際最先進的技術(shù)，因此其干式、半干式脫硫技術(shù)與除塵器達到了完美的結(jié)合，確保整個脫硫系統(tǒng)安全可靠和高效運行，這也正是EEC技術(shù)的顯著之處！
4.1、循環(huán)流化床干法脫硫工藝(CDS)
循環(huán)流化床干法煙氣脫硫工藝(CDS)是引進美國環(huán)境技術(shù)公司(EEC)的成熟脫硫工藝。本工藝技術(shù)成熟、脫硫效率高(可達90%以上，甚至98%)、設(shè)備簡單且不需要防腐、投資省、用水量很少、無污水，石灰用量較其他干法或半干法少，比較適合中國國情。此工藝比較適合于中小機組，現(xiàn)也已擴大到大型機組上應(yīng)用。該脫硫技術(shù)完全符合2005年10月1日起執(zhí)行的國家脫硫標(biāo)準，即
4.1.1、CDS干法脫硫工藝流程
從鍋爐出來的含塵和SO2的煙氣，從脫硫塔的底部經(jīng)過文丘里管上升，進入塔內(nèi)。生石灰(CaO)在消化器內(nèi)加水消化后，在消石灰倉內(nèi)儲存。將一定量的消石灰和水在文丘里喉口上端加入，在脫硫塔內(nèi)與煙氣混合流動，并與煙氣中的SO2反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，SO2得以脫除。攜帶反應(yīng)產(chǎn)物和煤灰的煙氣冷卻到稍高于露點以上的溫度，進入后部的電除塵器或布袋除塵器。反應(yīng)產(chǎn)物和煤灰被除塵器收下后，通過空氣斜槽返回塔內(nèi)，再次循環(huán)參與脫硫反應(yīng)。由于消石灰、煤灰和反應(yīng)產(chǎn)物多次在脫硫塔和除塵器之間循環(huán)，增加了反應(yīng)時間，消石灰的作用得以充分發(fā)揮，用量減少，同時脫硫效率得以提高。
工藝流程圖：
4.1.2、CDS干法脫硫工藝原理：
循環(huán)流化床干法煙氣脫硫系統(tǒng)是將流化床理論與噴霧干燥原理相結(jié)合的一種脫硫技術(shù)。采用湍流方式，使吸收劑在吸收塔內(nèi)湍流、反復(fù)循環(huán)，與煙氣中的SO2等酸性氣體充分接觸、反應(yīng)來實現(xiàn)脫除SO2等其他酸性氣體的一種方法。煙氣脫硫工藝分6個步驟：⑴吸收劑存儲和輸送；⑵煙氣霧化增濕調(diào)溫；⑶脫硫劑與含濕煙氣霧化顆粒充分接觸混合；⑷二氧化硫吸收；⑸灰循環(huán)；⑹灰渣排除。⑵、⑶、⑷、三個步驟均在吸收塔中進行，其化學(xué)、物理過程如下所述。
a．化學(xué)過程：
當(dāng)霧化水經(jīng)過霧化噴嘴在吸收塔內(nèi)霧化，并與煙氣充分接觸，煙氣冷卻并增濕，氫氧化鈣粉顆粒同H2O 、SO2、H2SO3反應(yīng)生成干粉產(chǎn)物，整個反應(yīng)分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應(yīng)，反應(yīng)步驟及方程式如下：
⑴SO2被液滴吸收；
SO2(氣)+H2O→H2SO3(液)
⑵吸收的SO2同溶液的吸收劑反應(yīng)生成亞硫酸鈣；
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