1、雙氧水脫硫設(shè)備設(shè)計(jì)原則
1、執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策,符合國家的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);
2、根據(jù)公司要求,使企業(yè)尾氣經(jīng)脫硫后,SO2濃度能達(dá)200mg/Nm3以下,從而達(dá)標(biāo)排放,以促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;
3、在設(shè)計(jì)中結(jié)合現(xiàn)有管網(wǎng)和設(shè)備條件,盡量節(jié)約投資;
4、合理利用*和設(shè)備,在確保SO2達(dá)標(biāo)排放的前提下,合理選擇管材,做到經(jīng)濟(jì)適用;努力降低工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用,優(yōu)化工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);
5、脫硫工藝的選擇應(yīng)因地制宜并遵循“技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)合算、運(yùn)行可靠、管理簡單”的原則;采用合理的建設(shè)實(shí)施方案,充分考慮工程實(shí)施的可行性、經(jīng)濟(jì)性和合理性;
6、工程方案在滿足功能的前提下,優(yōu)選占地面積較小的工藝,采用節(jié)能、低噪音*設(shè)備,降低電耗及運(yùn)行成本。
2、雙氧水脫硫設(shè)備機(jī)理
雙氧水脫硫是采用27.5%雙氧水(*)經(jīng)稀釋到8.5%的安全濃度后進(jìn)行塔內(nèi)脫硫。過氧化氫在酸性溶液中將二氧化硫氧化,生成硫酸。硫酸可以和水以任一比例混溶,不會(huì)造成過飽和結(jié)晶,造成結(jié)垢堵塞問題,因此,采用雙氧水法脫硫工藝提高了系統(tǒng)的可靠性,降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)稀硫酸可以作為化工原料出售,不會(huì)產(chǎn)生二次污染問題。
雙氧水法脫硫技術(shù)是利用8.5%雙氧水溶液作為脫硫劑,稀雙氧水溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達(dá)到煙氣脫硫的目的,副產(chǎn)物為稀硫酸溶液,可進(jìn)行銷售或再利用。脫硫工藝主要包括4個(gè)部分:(1)吸收劑存儲(chǔ)與輸送;(2)吸收液噴淋并離心分散;(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣逆流接觸反應(yīng);(4)副產(chǎn)物外排。
反應(yīng)原理:
煙氣中SO2的脫除過程是分兩部完成的:
*步,氣液傳質(zhì)和水合過程,即煙氣中SO2分子與水接觸時(shí),溶解在水中,并與水分子結(jié)合為亞硫酸:
SO2 H2O→H2SO3 (1)
第二步,氧化吸收
H2O2 H2SO3→H2SO4 H2O (2)
副反應(yīng),雙氧水分解:
2H2O2→2H2O O2↑ (3)
1摩爾的雙氧水脫除1摩爾的SO2。雙氧水的分解會(huì)降低其利用率,應(yīng)盡量減少副反應(yīng)的進(jìn)行。
副產(chǎn)物為H2SO4 ,對SO2無吸收能力,在溶液中達(dá)到一定濃度后(~30%),用泵取出部分外排。
另外,硫酸還可與過氧化氫反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的過二硫酸(H2S2O8 )。
由于上述兩方面的原因,硫酸的加入,會(huì)顯著提高體系的酸性、氧化性和氧化脫硫率。當(dāng)硫酸用量繼續(xù)加大,脫硫率開始下降。當(dāng)體系酸性過強(qiáng)時(shí),過氧化氫不太穩(wěn)定,會(huì)快速分解而損失,從而導(dǎo)致脫硫率反而下降:
因此,為了達(dá)到較好的脫硫效果,體系只需要加入少量的硫酸。
3、工藝流程說明
雙氧水脫硫系統(tǒng)包括7部分,分別為:尾氣系統(tǒng)、吸收劑存儲(chǔ)與輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、副產(chǎn)物外排系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)。
含SO2尾氣由原煙道進(jìn)入脫硫塔,在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),尾氣由脫硫塔的尾氣入口進(jìn)入,在脫硫塔內(nèi)與脫硫液逆流接觸,氣液兩相發(fā)生快速傳質(zhì)反應(yīng),尾氣中SO2被充分吸收,再往上經(jīng)過脫硫塔上部的絲網(wǎng)除霧器,截留煙氣中的微小液滴后經(jīng)塔頂直排煙囪排放。
吸收試劑溶液的輸送和循環(huán)如下:將購入的27.5%濃度工業(yè)級雙氧水加水添加穩(wěn)定劑并稀釋到8.5%濃度(稀釋的目的是提高雙氧水的使用安全性)在儲(chǔ)罐中臨時(shí)存儲(chǔ),再由雙氧水泵連續(xù)補(bǔ)充至脫硫塔,以維持脫硫液中足夠的有效脫硫成分。雙氧水的補(bǔ)充量按照入口尾氣中SO2摩爾流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。循環(huán)吸收液通過重力降落到塔底循環(huán)槽,循環(huán)槽內(nèi)的循環(huán)吸收液再通過循環(huán)泵送至脫硫塔噴淋吸收層循環(huán)吸收,循環(huán)吸收液在吸收SO2后,密度逐步增大,當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)(對應(yīng)~30%濃度),由稀硫酸泵排至干吸循環(huán)槽。
4、雙氧水脫硫技術(shù)特點(diǎn)
1.流程簡短,投資省
雙氧水脫硫采用單塔設(shè)計(jì),吸收反應(yīng)和副產(chǎn)品的回收均在個(gè)塔內(nèi),配套設(shè)備少而精,流程簡短,控制簡便,可操作性強(qiáng),無需額外增加操作人員,有效節(jié)約投資成本、運(yùn)行成本和占地空間。
2.脫硫效率高
雙氧水脫硫裝置高效、方便,過氧化氫尾氣脫硫活性強(qiáng)、反應(yīng)速率快,二氧化硫的排放限值P(SO )<20
mg/m。,遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)GB 26132—2010規(guī)定的限值:現(xiàn)有裝置P(SO2)<860 mg/m。[2013年10月1日后執(zhí)行P(SO )<400 mg/m ],對氮氧化物亦有較高的脫除率,脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行。
3.精確控制
雙氧水脫硫系統(tǒng)根據(jù)吸收前后二氧化硫濃度,采用計(jì)量控制系統(tǒng)精確的控制過氧化氫吸收劑的加入量,在保證脫硫效果的同時(shí),降低了運(yùn)行成本。
4.不堵塔、阻力小
脫硫副產(chǎn)品為稀硫酸,不存在結(jié)晶堵塔等問題,吸收塔為大開孔率填料塔或空塔,系統(tǒng)阻力小(不超過1000 Pa),節(jié)省主鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗。
5.副產(chǎn)品稀酸可全部回收
系統(tǒng)產(chǎn)生的稀硫酸直接返回至硫酸系統(tǒng)干吸工序用于調(diào)節(jié)干燥及吸收酸濃,副產(chǎn)品不需二次加工,回收成本大大降低。
6.無二次污染物產(chǎn)生
整個(gè)生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生新的三廢產(chǎn)物,無二次污染,屬典型的清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)。
7.缺點(diǎn)
雙氧水脫硫工藝的缺點(diǎn)為過氧化氫具有很強(qiáng)的氧化性,長途運(yùn)輸具有一定危險(xiǎn)性,因此此工藝適用于周邊有過氧化氫產(chǎn)地的地方。