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煤粉炉脱硫

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更新时间:2025-03-15

有效日期:还剩92

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) + H2 H+ + HSO3-
HSO3-  H+ + SO32-
HSO3的氧化          HSO3- + ½O2  H+ + SO42-
H+ SO42-  HSO4-
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+ +SO42- + 2H2 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。

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