雙氧水脫硫技術介紹.doc

雙氧水脫硫技術介紹1工藝原理雙氧水脫硫技術是采用27.5%雙氧水（過氧化氫溶液）經(jīng)稀釋到8.5%左右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。同時稀硫酸可直接用于制酸系統(tǒng)干吸段使用，也可作為化工原料出售，不會產(chǎn)生二次污染問題。雙氧水脫硫技術的吸收液（稀雙氧水）通過輸送泵進入脫硫塔，洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，副產(chǎn)物為稀硫酸溶液，可進行銷售或生產(chǎn)回用。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(chǎn)物外排；（5）應急與回收。反應原理：煙氣中SO2的脫除過程是分兩部完成的：第一步，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+H2OH2SO3（1）第二步，氧化吸收H2O2+H2SO3H2SO4+H2O（2）副反應，雙氧水分解：2H2O22H2O+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(chǎn)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。2 工藝流程雙氧水脫硫工藝流程簡圖（附錄2）本脫硫系統(tǒng)包括5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)、稀硫酸外排系統(tǒng)、應急回收系統(tǒng)。同時包含系統(tǒng)運行必備的電氣系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)等。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(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。2.1脫硫系統(tǒng)脫硫塔采用尾氣和噴淋吸收液逆流模式操作，脫硫效率高。塔內根據(jù)工藝設計采用空塔或高效散堆填料，全塔阻力約1000Pa。整塔操作彈性大，在保證工藝穩(wěn)定運行的前提下盡可能降低了液氣比，使運行成本更為經(jīng)濟。煙道留有適當?shù)娜咏涌凇⒃囼灲涌诤腿丝?。煙道Q235材質，脫硫塔進口處做局部防腐處理，與低溫濕煙氣接觸的煙道均采用玻璃鋼FRP材質制作。脫硫塔系統(tǒng)設置1個煙氣擋板門，為脫硫塔進口擋板門。進口擋板門不與低溫濕煙氣接觸，采用碳鋼材質。脫硫系統(tǒng)運行時打開入口擋板。不脫硫時，脫硫塔僅作為煙氣通道。在脫硫塔入口尾氣管道上設置SO2測點，對其中SO2的摩爾流量進行在線測定，并用測得的SO2流量值對雙氧水的補充量進行調節(jié)。2.2 脫硫劑儲存稀釋輸送系統(tǒng)脫硫劑采用外購的27.5%濃度的工業(yè)雙氧水，用罐車運到現(xiàn)場后，先在儲罐中添加穩(wěn)定劑儲存。再用濃雙氧水泵送到稀釋槽內加水稀釋到8.5%，再由稀雙氧水泵連續(xù)補充至脫硫塔內。由于雙氧水具有熱不穩(wěn)定性，可發(fā)生分解產(chǎn)生氧氣并放熱，導致儲罐壓力增大，溫度上升，有一定的安全隱患，因此雙氧水儲罐設置壓力安全閥，保護儲罐安全。2.3工藝水系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)水消耗主要為脫硫反應熱蒸發(fā)水、尾氣增濕降溫蒸發(fā)水、副產(chǎn)物外排帶水。消耗的水主要以定量的方式進行補充。工藝水水源由建設方提供，管道恒壓供應。工藝水輸送到各用水點，包括尾氣降溫增濕水、和除霧器沖洗用水。工藝水的補充以定量方式補充。由流量計對補水電動調節(jié)閥進行控制，以確保稀硫酸濃度在工藝設計范圍之內。2.4稀硫酸排出系統(tǒng)硫酸生產(chǎn)是采用濃硫酸吸收煙氣中SO2氣體，實質是SO3+H2O=H2SO4。隨著反應的進行硫酸的濃度不斷提高，需補充水分將其稀釋到最佳吸收酸濃。硫酸生產(chǎn)需要補充加水為過氧化氫尾氣脫硫工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)稀硫酸提供了出路，但是硫酸生產(chǎn)的干燥和吸收有一個很重要的水平衡問題，即進入干燥吸收工序的水分過多，超出理論水量將使生產(chǎn)無法正常進行。要實現(xiàn)副產(chǎn)稀硫酸全部回收，首要問題是保證硫酸生產(chǎn)水平衡、尾氣吸收水平衡。采用市售（H2O2）=27.5 的過氧化氫溶液（俗稱雙氧水）作為吸收劑時，理論上可獲得稀硫酸的w（H2SO4）最高可達到55，即本工藝技術副產(chǎn)的稀硫酸w（H2SO4）可在055內調節(jié)。為保證硫酸生產(chǎn)的水平衡，允許返回稀硫酸w(H2SO4)應控制不低于2.90 ，否則產(chǎn)生稀酸量過多，返回到硫酸系統(tǒng)后會破壞干燥和吸收循環(huán)系統(tǒng)的水平衡，嚴重時會惡化硫酸生產(chǎn)，甚至導致停產(chǎn)，并且稀酸量過大同時也會造成吸收劑的損失。另外還需考慮吸收過程中循環(huán)吸收液的水平衡問題，以及吸收液中水蒸氣蒸發(fā)所致的水分消減的補充問題。在生產(chǎn)控制上，采取連續(xù)添加精確計量的吸收劑、連續(xù)補水、連續(xù)排稀酸等穩(wěn)定操作的控制技術，保持副產(chǎn)稀硫酸的w(H2SO4)穩(wěn)定在2030。在稀硫酸外排管線上安裝流量計和電動調節(jié)閥，對稀硫酸外排流量進行定量調節(jié)。2.5應急回收系統(tǒng)在脫硫界區(qū)內建設一座應急漿液池，用于收集脫硫塔檢修時外排的全部脫硫液，檢修結束后，用泵將脫硫液返送到塔內使用。平時可收集泄漏溶液和沖洗水。3 主要工藝設計特點1流程簡短，投資省采用單塔設計，吸收反應和副產(chǎn)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脫硫效率高脫硫裝置高效、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(SO2)20mgm3，遠低于國家標準GB261322010規(guī)定的限值：2013年10月1日后執(zhí)行P(SO2)400mgm3，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