第二章 工藝設(shè)計(jì)說明

一：脫硫工藝

1、脫硫工藝選擇

目前國內(nèi)外脫硫技術(shù)應(yīng)用泛的是濕式石灰石—石膏法。雙堿法是先用可溶性的堿性清液作為吸收劑吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰對吸收液進(jìn)行再生，由于在吸收和吸收液處理中，使用了不同類型的堿，故稱為雙堿法。鈉鈣雙堿法是以碳酸鈉或氫氧化鈉溶液為堿吸收煙氣中的SO2，然后再用石灰或熟石灰作為第二堿，處理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循環(huán)使用。由于采用鈉堿液作為吸收液，不存在結(jié)垢和漿料堵塞問題，且鈉鹽吸收速率比鈣鹽速率快，所需要的液氣比低很多，可以節(jié)省動力消耗。

因此，本工程采用鈉鈣雙堿法脫硫工藝。

2、 鈉鈣雙堿法工藝反應(yīng)原理

鈉鈣雙堿法，在啟動時以NaOH或碳酸鈉吸收SO2，吸收液用石灰乳液再生。吸收液再生后,循環(huán)使用。循環(huán)過程中的主要反應(yīng)如下:

(1)脫硫過程

2NaOH+ SO2→Na2SO3+H2O (1)

Na2SO3+ SO2+H2O→2NaHSO3 (2)

其中式(1)為啟動階段NaOH溶液吸收SO2的反應(yīng)；式(1)為吸收液pH值較高時(高于9)溶液吸收SO2的主要反應(yīng)；式(2)為吸收液pH值較低(低于9)時的主要反應(yīng)。

(2)再生過程(用生石灰)

CaO+H2O→Ca(OH)2 (3)

2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3+2H2O (4)

Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 (5)

如有氧氣存在下，還會發(fā)生以下反應(yīng)
式(3)生石灰生成石灰乳的反應(yīng)；式(4)第1步再生反應(yīng)；式(5)再生過程在pH> 9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng).所生成的CaSO3及副產(chǎn)物CaSO4 以半水化合物形式共沉淀.

式(3)生石灰生成石灰乳的反應(yīng)；

曝氣后繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)：

2CaSO3+ O2→2CaSO4 (6)

式（6）反應(yīng)生成的CaSO4可資源化利用。

本工程選擇鈉鈣雙堿法為脫硫工藝，以石灰作為主脫硫劑，鈉堿為助脫硫劑。由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液，脫硫系統(tǒng)不會出現(xiàn)結(jié)垢等問題，運(yùn)行安全可靠。且由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速率比鈣堿快很多，能在較小的液氣比條件下，達(dá)到較高的二氧化硫脫除率。

3、脫硫工藝

具體如下所述：經(jīng)除塵器除塵后的煙氣靠引風(fēng)機(jī)的動力，進(jìn)入脫硫塔，與布置在進(jìn)口煙道的初級噴淋裝置噴淋進(jìn)行傳質(zhì)換熱，初級降溫并去除部分SO2，進(jìn)入塔內(nèi)的煙氣螺旋上升，與從塔內(nèi)上部噴淋布水裝置大面積噴淋出來的吸收液充分混合接觸，由于旋流裝置的合理設(shè)計(jì)，煙氣在塔內(nèi)產(chǎn)生氣動旋流，強(qiáng)勁的上旋力與沖擊力對SO2吸收液激烈攪動，獲得的霧化效果，單位面積內(nèi)的洗滌液表面積增加上千倍，霧化的洗滌液與煙氣中的二氧化硫充分混合，達(dá)到的接觸面積與方式，吸收溶解及反應(yīng)充分。煙氣經(jīng)多級凈化處理達(dá)到要求的脫硫效果。

在脫除SO2的過程中，煙氣經(jīng)碰撞、攔截、凝聚、粘附、分離等作用，煙氣中的粉塵也逐漸被脫除。凈化后的煙氣至煙囪達(dá)標(biāo)排放。

4、本工藝的優(yōu)點(diǎn)

? 工藝，技術(shù)指標(biāo)能滿足環(huán)保要求和廠家要求；

? 采用特制進(jìn)口高效、防腐、耐磨噴頭，噴霧液滴800～1200μm，具有極大的比表面積，同時又不易引起二次夾帶；

? 脫硫效果好，脫硫效率達(dá)90%，脫硫塔煙所出口濃度不高于35mg/m3；

? 投資省、運(yùn)行費(fèi)用低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性；

? 防結(jié)垢、防堵性能好，運(yùn)行穩(wěn)定，安全性能高；

? 防腐性能好，使用壽命長（主體設(shè)備在20年以上）；

? 阻力小，壓降低（濕法脫硫系統(tǒng)小于1000Pa）；

? 操作彈性寬，運(yùn)行管理方便，系統(tǒng)簡便，投資??；

? 可確保風(fēng)機(jī)安全可靠長期運(yùn)行。

二：脫氟工藝

2.1脫氟工藝原理

含氟廢氣治理的濕法凈化技術(shù)采用堿性溶液或某些鹽類溶液來吸收含氟廢氣中的氟化物，同時得到副產(chǎn)品氟硅酸、冰晶石、氟硅酸鈉等。

堿吸收法基于氟化氫與四氟化硅極易溶于水，又基于酸堿中和的原理，相對水吸收法而言，凈化效率更高，可用于凈化鋁廠的氟化氫煙氣，同時生成副產(chǎn)品冰晶石等氟化鹽。

堿吸收法一般采用NaOH或碳酸鈉吸收。

碳酸鈉洗滌電解鋁廠煙氣時，煙氣中的氟化氫和堿液反應(yīng)生成氟化鈉，如下：

HF+Na2CO3=NaF+NaHCO3 2HF+Na2CO3=2NaF+CO2+H2O

當(dāng)吸收液中NaF達(dá)到一定濃度時，加入定量的偏鋁酸鈉可制得冰晶石。

2.2脫氟塔的主體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)脫氟塔是脫氟工藝的核心設(shè)備，

圖2-1 脫氟塔塔結(jié)構(gòu)圖

脫氟塔不但結(jié)構(gòu)簡單，且流體通過填料層的壓降較小，易于用耐腐蝕材料制造，所以特別適用于處理有腐蝕性的物料及要求壓降小的場合。碳酸鈉洗滌液體自塔頂經(jīng)液體分布器噴灑于填料頂部，并在填料的表面呈膜狀流下，氣體從塔底的氣體口送入，流過填料的空隙，在填料層中與液體逆流接觸進(jìn)行傳質(zhì)。因氣液兩相組成沿塔高連續(xù)變化，所以填料塔屬連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備。

本次煙氣脫氟裝置主要包括以下幾個系統(tǒng)：

1）脫氟劑制備系統(tǒng)

2）脫氟三級吸收系統(tǒng)

3）液循環(huán)系統(tǒng)

4）渣處理系統(tǒng)