雙氧水脫硫技術(shù)介紹

1、 雙氧水脫硫技術(shù)介紹1工藝原理雙氧水脫硫技術(shù)是采用27.5%雙氧水（過(guò)氧化氫溶液）經(jīng)稀釋到8.5%左右的安全濃度后進(jìn)行塔內(nèi)脫硫。過(guò)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(huì)造成過(guò)飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問(wèn)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(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)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(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題。雙氧水脫硫技術(shù)的吸收液（稀雙氧水）通過(guò)輸送泵進(jìn)入脫硫塔，洗滌脫除煙氣中SO2來(lái)達(dá)到煙氣脫硫的目的，副產(chǎn)物為稀硫酸溶液，可進(jìn)行銷售或生產(chǎn)回用。脫硫工藝主要包括4個(gè)部分：（1）吸收劑存儲(chǔ)與輸送；（2）吸收液噴淋并

2、離心分散；（3）塔內(nèi)霧滴與煙氣逆流接觸反應(yīng)；（4）副產(chǎn)物外排；（5）應(yīng)急與回收。反應(yīng)原理：煙氣中SO2的脫除過(guò)程是分兩部完成的：第一步，氣液傳質(zhì)和水合過(guò)程，即煙氣中SO2分子與水接觸時(shí)，溶解在水中，并與水分子結(jié)合為亞硫酸：SO2+H2OH2SO3（1）第二步，氧化吸收H2O2+H2SO3H2SO4+H2O（2）副反應(yīng)，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(huì)降低其利用率，應(yīng)盡量減少副反應(yīng)的進(jìn)行。副產(chǎn)物為H2SO4，對(duì)SO2無(wú)吸收能力，在溶液中達(dá)到一定濃度后（30%），用泵取出部分外排。另外，硫酸還可與過(guò)氧化氫反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的過(guò)二硫酸(H2

3、S2O8 )。由于上述兩方面的原因，硫酸的加入，會(huì)顯著提高體系的酸性、氧化性和氧化脫硫率。當(dāng)硫酸用量繼續(xù)加大，脫硫率開(kāi)始下降。當(dāng)體系酸性過(guò)強(qiáng)時(shí)，過(guò)氧化氫不太穩(wěn)定，會(huì)快速分解而損失，從而導(dǎo)致脫硫率反而下降：因此，為了達(dá)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(jiǎn)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(chǔ)與輸送系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、稀硫酸外排系統(tǒng)、應(yīng)急回收系統(tǒng)。同時(shí)包含系統(tǒng)運(yùn)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(jìn)入脫硫塔，在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，尾氣由脫硫塔的尾氣入口進(jìn)入，在脫硫塔內(nèi)與脫硫液逆流接觸，氣液兩相發(fā)生快速傳質(zhì)反應(yīng)，尾氣中S

4、O2被充分吸收，再往上經(jīng)過(guò)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(gòu)入的27.5%濃度工業(yè)級(jí)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(chǔ)罐中臨時(shí)存儲(chǔ)，再由雙氧水泵連續(xù)補(bǔ)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(bǔ)充量按照入口尾氣中SO2摩爾流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。循環(huán)吸收液通過(guò)重力降落到塔底循環(huán)槽，循環(huán)槽內(nèi)的循環(huán)吸收液再通過(guò)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(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)（對(duì)應(yīng)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

5、逆流模式操作，脫硫效率高。塔內(nèi)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)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(yùn)行的前提下盡可能降低了液氣比，使運(yùn)行成本更為經(jīng)濟(jì)。煙道留有適當(dāng)?shù)娜咏涌凇⒃囼?yàn)接口和人孔。煙道Q235材質(zhì)，脫硫塔進(jìn)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(zhì)制作。脫硫塔系統(tǒng)設(shè)置1個(gè)煙氣擋板門，為脫硫塔進(jìn)口擋板門。進(jìn)口擋板門不與低溫濕煙氣接觸，采用碳鋼材質(zhì)。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)打開(kāi)入口擋板。不脫硫時(shí)，脫硫塔僅作為煙氣通道。在脫硫塔入口尾氣管道上設(shè)置SO2測(cè)點(diǎn)，對(duì)其中SO2的摩爾流量進(jìn)行在線測(cè)定，并用測(cè)得的SO2流量值對(duì)雙氧水的補(bǔ)充量進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.2 脫硫劑儲(chǔ)

6、存稀釋輸送系統(tǒng)脫硫劑采用外購(gòu)的27.5%濃度的工業(yè)雙氧水，用罐車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，先在儲(chǔ)罐中添加穩(wěn)定劑儲(chǔ)存。再用濃雙氧水泵送到稀釋槽內(nèi)加水稀釋到8.5%，再由稀雙氧水泵連續(xù)補(bǔ)充至脫硫塔內(nèi)。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(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力增大，溫度上升，有一定的安全隱患，因此雙氧水儲(chǔ)罐設(shè)置壓力安全閥，保護(hù)儲(chǔ)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(yīng)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(jìn)行補(bǔ)充。工藝水水源由建設(shè)方提供，管道恒壓供應(yīng)。工藝水輸送到各用水點(diǎn)，包括尾氣降溫增濕水、和除霧器沖洗用水。工藝水的補(bǔ)充以定量方式補(bǔ)充。由流量計(jì)對(duì)補(bǔ)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)

7、行控制，以確保稀硫酸濃度在工藝設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。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(shí)質(zhì)是SO3+H2O=H2SO4。隨著反應(yīng)的進(jìn)行硫酸的濃度不斷提高，需補(bǔ)充水分將其稀釋到最佳吸收酸濃。硫酸生產(chǎn)需要補(bǔ)充加水為過(guò)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(gè)很重要的水平衡問(wèn)題，即進(jìn)入干燥吸收工序的水分過(guò)多，超出理論水量將使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。要實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)稀硫酸全部回收，首要問(wèn)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(guò)氧化氫溶液（俗稱雙氧水）作為吸收劑時(shí)，理論上可獲得稀硫酸的w（H2SO4）最高可達(dá)到55，即本工藝技

8、術(shù)副產(chǎn)的稀硫酸w（H2SO4）可在055內(nèi)調(diào)節(jié)。為保證硫酸生產(chǎn)的水平衡，允許返回稀硫酸w(H2SO4)應(yīng)控制不低于2.90 ，否則產(chǎn)生稀酸量過(guò)多，返回到硫酸系統(tǒng)后會(huì)破壞干燥和吸收循環(huán)系統(tǒng)的水平衡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)惡化硫酸生產(chǎn)，甚至導(dǎo)致停產(chǎn)，并且稀酸量過(guò)大同時(shí)也會(huì)造成吸收劑的損失。另外還需考慮吸收過(guò)程中循環(huán)吸收液的水平衡問(wèn)題，以及吸收液中水蒸氣蒸發(fā)所致的水分消減的補(bǔ)充問(wèn)題。在生產(chǎn)控制上，采取連續(xù)添加精確計(jì)量的吸收劑、連續(xù)補(bǔ)水、連續(xù)排稀酸等穩(wěn)定操作的控制技術(shù)，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(jì)和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，對(duì)稀硫酸外排流量進(jìn)行定量調(diào)節(jié)。2.5應(yīng)急回收系統(tǒng)在脫硫界區(qū)

9、內(nèi)建設(shè)一座應(yīng)急漿液池，用于收集脫硫塔檢修時(shí)外排的全部脫硫液，檢修結(jié)束后，用泵將脫硫液返送到塔內(nèi)使用。平時(shí)可收集泄漏溶液和沖洗水。3 主要工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)1流程簡(jiǎn)短，投資省采用單塔設(shè)計(jì)，吸收反應(yīng)和副產(chǎn)品的回收均在個(gè)塔內(nèi)，配套設(shè)備少而精，流程簡(jiǎn)短，控制簡(jiǎn)便，可操作性強(qiáng)，無(wú)需額外增加操作人員，有效節(jié)約投資成本、運(yùn)行成本和占地空間。2脫硫效率高脫硫裝置高效、方便，過(guò)氧化氫尾氣脫硫活性強(qiáng)、反應(yīng)速率快，二氧化硫的排放限值P(SO2)<20mgm3，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB261322010規(guī)定的限值：2013年10月1日后執(zhí)行P(SO2)<400mgm3，對(duì)氮氧化物亦有較高的脫除率，脫硫脫硝同時(shí)進(jìn)行。3精確控制根據(jù)吸收前后二氧化硫濃度，采用計(jì)量控制系統(tǒng)精確的控制過(guò)氧化氫吸收劑的加入量，在保證脫硫效果的同時(shí)，降低了運(yùn)行成本。4不堵塔、阻力小脫硫副產(chǎn)品為稀硫酸，不存在結(jié)晶堵塔等問(wèn)題，吸收塔