煤粉炉脱硫

1.气动机理
气动乳化是一种过程，乳化是一种状态。气动乳化过程是这样形成的：在一圆形管状容器中，经加速的含硫烟气以一定角度从容器下端进入容器，与容器上端下流的不稳定循环液相碰，烟气高速旋切下流循环液，循环液被切碎，气液相互持续碰撞旋切，液粒被粉碎得愈来愈细，气液充分混合，形成一层稳定的乳化液。在乳化过程中，乳化液层逐渐增厚，当上流的气动托力与乳化液重力平衡后，***早形成的乳化液将被新形成的乳化液取代。

 
循环液带着被捕集的SO₂连续流经均气室直至回到循环槽,在乳化室内，只要有足够的处理气流量，总将保持一相对稳定的乳化液层。
含硫烟气在乳化室内参与了气动乳化过程，烟气中的SO₂与乳化液层中的循环液微细液粒接触，由于在乳化液中，液粒的比表面积比起水膜除尘、喷淋除尘方式中液滴要大数倍至数十倍，因而，单位液量捕集SO₂的效率显著增大。对于含硫烟气来说，液粒趋细，活化了液粒，更有利于化学净化过程。对于烟气，脱硫过程中的吸收、中和、氧化全部在乳化液层内完成。在工艺部分，结合电石泥/石灰脱硫，有更加具体的说明。
2.标准结构
气动乳化脱硫塔由三部分组成，含硫烟气首*入均气室，再进入气动乳化过滤元件组，***后通过气液分离室，净化后的烟气出塔并排入大气。各部件的作用简述如下：均气室的作用是均匀分配烟气给每一过滤元件，使每一过滤元件发挥同等的过滤作用。烟气分配不均匀，将严重影响过滤器除尘脱硫效率；气动乳化过滤元件组，是过滤器的核心，它提供一个主要是紊流掺混的强传质气动乳化空间，它是烟气净化的主要构件，气动乳化过滤元件的结构，气流速度，布液量都直接影响烟气净化的效率。气液分离室，用于气液分离，液气分离采用凝并和惯性原理，结构简单，气液分离室还有进一步除尘脱硫的作用。
3.气动乳化脱硫塔的应用
气动乳化脱硫塔，在可靠性、液气比、脱硫率、耐磨、耐高温、耐腐蚀、防垢、防堵、防烟气带水、节能方面具有明显优势，在有色、锅炉、钢铁行业气动脱硫塔有超过100个成功业绩。
 
4. 技术重点
采用气动乳化脱硫塔，优势在于提高脱硫率、与生产同步的运行率、极低的运行费用；采用气动乳化脱硫塔，关键在于脱硫塔的三耐二防，即耐磨、耐腐蚀、耐高温、防堵塞、防结垢；基础在于气动乳化的机理结构、没有喷嘴、316L不锈钢材质。
气动乳化脱硫，其经济性优势十分明显，年运行费仅为其他脱硫方式的40~50%。
传统脱硫方式存在的问题——无处不在的腐蚀结垢和堵塞
脱硫循环液含有钙、镁、铁等离子。这些离子会在塔内结垢，垢是混合结晶体，成长速度很快，结垢以后，脱硫系统报废。
其他脱硫方式所用的脱硫塔，离不开喷嘴，连续工作的喷嘴不可避免地磨损、腐蚀、结垢、堵塞。喷嘴堵死后，脱硫失效。
气动乳化脱硫塔是没有喷嘴的脱硫塔，不会堵塞。
5. 气动乳化的防堵机理
气动乳化脱硫塔的过滤元件不仅提供200mm×300mm的足够空间作为气流通道，更为重要的是，元件上面是高速旋转的乳化液层。通过每个过滤元件的视镜，可以一目了然地看到工作中的乳化液层，液层内的气液进行着高速旋切碰撞，冲涮着过滤元件。过滤元件与水平面成50度角。*的元件间空间，以及循环液停顿地高速旋切碰撞，塔体不会堵塞。

（附图1：株冶多膛炉脱硫塔乳化液层，从1999年7月运行至今，已经超过12年，进口SO₂浓度14400—25000 mg/Nm³，出口SO₂浓度10 mg/Nm³脱硫率99.8%,与生产系统同步运行率99%，没有出现过堵塞、腐蚀，运行正常）
6. 气动乳化的耐腐机理
气动乳化脱硫塔由316L不锈钢制作，其耐磨、耐腐蚀、耐高温，耐氯离子浓度＜60000mg/m³。

（316L不锈钢气动乳化脱硫塔塔体。采用316L不锈钢的还包括所有循环浆管、排浆管、脱硫后的净烟气管及所有管道的主要部件。）
7. ***节能的气动乳化
由于气动乳化是强传质脱硫，处理同样烟气量、同样浓度的含硫烟气，其液气比不到其他空塔喷淋脱硫的1/2。
低扬程、低液气比，两项叠加综合节能效果明显，气动乳化强传质、低扬程、低液气比脱硫系统的能耗，仅为空塔喷淋脱硫能耗的1/3。
乳化脱硫塔脱硫后生产含水率10%的二水石膏，已经应用广泛，供不应求，石膏的销售收入，能部分抵消脱硫运营成本，因此脱硫成本大大降低。
8．吸收系统的工艺流程
烟气从脱硫塔下部的均气室进入脱硫塔，在脱硫塔的吸收区，烟气与循环液充分传质，烟气中的SO₂被脱除，脱硫后烟气经除雾后从塔顶离开脱硫塔。吸收了SO₂的浆液落入塔的下部，流入脱硫塔循环槽，槽中被加入氧化空气，浆液就地氧化生成石膏。
脱硫塔采用316L不锈钢制作，确保脱硫塔不会因腐蚀而停用。脱硫塔的中部是核心部件-气动乳化过滤单元，有16个过滤单元，每个高4.5m，内含2个旋流器，2个强传质乳化层的存在，确保了烟气中的SO₂能稳定达标排放。脱硫塔的上方为除雾器，用来除去净化后烟气中夹带的水分。除雾器是塔的一部分，除雾器要求气流速度越小越好，速度小，水滴的旋能小，便于捕捉，设计的速度约2.5m/s。
塔下是循环槽，槽的底部布氧化空气管，槽内设搅拌器，搅拌器防止循环浆液沉淀，循环浆液在循环槽内由脱硫循环泵送入脱硫塔脱硫，循环槽开有溢流口。
9．吸收机理
脱硫塔是系统的核心，气流在塔内过塔高度15m，在塔内停留时间7秒。湿法烟气脱硫效率由塔的传质能力决定，与液气二相在塔内接触程度相关。在塔内，SO₂被水吸收，成为亚硫酸（氧化后为硫酸），再与碱性物（或二性物）反应生成亚硫酸盐及硫酸盐。石灰石脱硫主要产物是石膏。其和反应为：
SO₂的吸收：         SO₂ (g) ↔ SO₂ (aq)
SO₂ (aq) + H₂O ↔ H⁺ + HSO₃^-
HSO^3- ↔ H⁺ + SO3^2-
HSO₃的氧化          HSO^3- + ½O₂ ↔ H⁺ + SO4^2-
H⁺ + SO4^2- ↔ HSO^4-
固体CaCO₃的离解        CaCO₃  ↔ CaCO₃ (aq)
Ca(OH)₂ (aq) ↔ Ca²⁺ +2OH^-
中和反应                 OH^- + H⁺ ↔ H₂O (aq) 
（有水生成，无CO2放出）
结晶反应            Ca²⁺ +SO₄^2- + 2H₂O ↔ CaSO₄·2H₂O(s)
 
 
 
气动乳化脱硫有八大显著优势：
⑴高脱硫率：它是目前市场上脱硫率***高的设备，能针对各种原烟气，设计脱硫率90%-99.7%之间。
⑵使用期长：脱硫塔整个塔体及内件，全部采用进口316L不锈钢`制造，能耐高温、耐磨损、耐腐蚀，设计使用寿命可达10年以上。
⑶低Ph值：整个脱硫过程，以酸性循环液运行，对脱硫塔、循环泵、及阀门管道起到酸洗作用，不至于结垢堵塞。
⑷低液气比：脱硫塔的液气比可以低至喷淋塔的1/5，可以从循环泵的流量直接体现。
⑸低循环液压：气动乳化脱硫塔是以水柱直接布液，没有喷嘴，少了喷嘴的压阻，没有喷嘴结垢堵塞、腐蚀、磨损导致脱硫塔失效的隐患。
⑹省电节能：由于低循环液压、小流量循环的双重因素，使循环泵等设备小型化，省电节能。
⑺脱硫剂不受限制：如石灰、石灰石、电石泥碱性物、碱性氧化物以及工业废液等。
⑻管理方便，运行可靠：脱硫塔免维护、免操作、无人值守。