1、雙氧水脫硫設計原則
1、執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策,符合國家的有關法規(guī)、規(guī)范和標準;
2、根據(jù)公司要求,使企業(yè)尾氣經脫硫后,SO2濃度能達200mg/Nm3以下,從而達標排放,以促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;
3、在設計中結合現(xiàn)有管網和設備條件,盡量節(jié)約投資;
4、合理利用*和設備,在確保SO2達標排放的前提下,合理選擇管材,做到經濟適用;努力降低工程造價及運行費用,優(yōu)化工程技術經濟指標;
5、脫硫工藝的選擇應因地制宜并遵循“技術合理、經濟合算、運行可靠、管理簡單”的原則;采用合理的建設實施方案,充分考慮工程實施的可行性、經濟性和合理性;
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*設備,降低電耗及運行成本。
2、雙氧水脫硫機理
是采用27.5%雙氧水(*)經稀釋到8.5%的安全濃度后進行塔內脫硫。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,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題,因此,采用雙氧水法脫硫工藝提高了系統(tǒng)的可靠性,降低了投資及運行費用。同時稀硫酸可以作為化工原料出售,不會產生二次污染問題。
雙氧水法脫硫技術是利用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來達到煙氣脫硫的目的,副產物為稀硫酸溶液,可進行銷售或再利用。脫硫工藝主要包括4個部分:(1)吸收劑存儲與輸送;(2)吸收液噴淋并離心分散;(3)塔內霧滴與煙氣逆流接觸反應;(4)副產物外排。
反應原理:
煙氣中SO2的脫除過程是分兩部完成的:
*步,氣液傳質和水合過程,即煙氣中SO2分子與水接觸時,溶解在水中,并與水分子結合為亞硫酸:
SO2+H2O→H2SO3 (1)
第二步,氧化吸收
H2O2+ H2SO3→H2SO4+H2O (2)
副反應,雙氧水分解:
2H2O2→2H2O + O2↑ (3)
1摩爾的雙氧水脫除1摩爾的SO2。雙氧水的分解會降低其利用率,應盡量減少副反應的進行。
副產物為H2SO4 ,對SO2無吸收能力,在溶液中達到一定濃度后(~30%),用泵取出部分外排。
另外,硫酸還可與過氧化氫反應生成具有強氧化性的過二硫酸(H2S2O8 )。
由于上述兩方面的原因,硫酸的加入,會顯著提高體系的酸性、氧化性和氧化脫硫率。當硫酸用量繼續(xù)加大,脫硫率開始下降。當體系酸性過強時,過氧化氫不太穩(wěn)定,會快速分解而損失,從而導致脫硫率反而下降:
因此,為了達到較好的脫硫效果,體系只需要加入少量的硫酸。
3、工藝流程說明
脫硫系統(tǒng)包括7部分,分別為:尾氣系統(tǒng)、吸收劑存儲與輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、副產物外排系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)。
含SO2尾氣由原煙道進入脫硫塔,在脫硫系統(tǒng)正常運行時,尾氣由脫硫塔的尾氣入口進入,在脫硫塔內與脫硫液逆流接觸,氣液兩相發(fā)生快速傳質反應,尾氣中SO2被充分吸收,再往上經過脫硫塔上部的絲網除霧器,截留煙氣中的微小液滴后經塔頂直排煙囪排放。
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)在儲罐中臨時存儲,再由雙氧水泵連續(xù)補充至脫硫塔,以維持脫硫液中足夠的有效脫硫成分。雙氧水的補充量按照入口尾氣中SO2摩爾流量進行調節(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,當達到設定值時(對應~30%濃度),由稀硫酸泵排至干吸循環(huán)槽。
4、技術特點
1.流程簡短,投資省
采用單塔設計,吸收反應和副產品的回收均在個塔內,配套設備少而精,流程簡短,控制簡便,可操作性強,無需額外增加操作人員,有效節(jié)約投資成本、運行成本和占地空間。
2.脫硫效率高
裝置高效、方便,過氧化氫尾氣脫硫活性強、反應速率快,二氧化硫的排放限值P(SO )<20
mg/m。,遠低于國家標準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,脫硫脫硝同時進行。
3.精確控制
系統(tǒng)根據(jù)吸收前后二氧化硫濃度,采用計量控制系統(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,降低了運行成本。
4.不堵塔、阻力小
脫硫副產品為稀硫酸,不存在結晶堵塔等問題,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)省主鼓風機動力消耗。
5.副產品稀酸可全部回收
系統(tǒng)產生的稀硫酸直接返回至硫酸系統(tǒng)干吸工序用于調節(jié)干燥及吸收酸濃,副產品不需二次加工,回收成本大大降低。
6.無二次污染物產生
整個生產過程中不產生新的三廢產物,無二次污染,屬典型的清潔生產工藝技術。
7.缺點
工藝的缺點為過氧化氫具有很強的氧化性,長途運輸具有一定危險性,因此此工藝適用于周邊有過氧化氫產地的地方。