雙堿法和氧化鎂法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

1、雙堿法和氧化鎂法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比1.1雙堿法脫硫工藝化學(xué)反應(yīng)原理：基本化學(xué)原理可分為月硫過(guò)程和再生過(guò)程兩部分。鈉 -鈣雙 堿法Na/Ca采用純堿啟動(dòng)，鈉堿吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化學(xué)原理可 分脫硫過(guò)程和再生過(guò)程。脫硫過(guò)程：Na2CO3 + SO2 - NaSO3 + CO2(1) 2NaOH + SO2 - Na2SO3 + HO (2)Na2CO3 + SO2+ H2O - NaHSO3(3)(1)式為吸收啟動(dòng)反應(yīng)式；(2)式為主要反應(yīng)式，pH9 (堿性較高時(shí))(3)式為當(dāng)堿性降低到中性甚至酸性時(shí)(5V pHMg(OH)22、吸收SO2 + H2O- H2SO3SO3 + H2O- H2

2、SO43、中和Mg(OH)2+ H2SO3 MgSO+2H2OMg(OH)2+ H2SO4 MgSQ+2H2OMg(OH)2+2HCl MgCl 2+2H2OMg(OH)2+2HF MgF2+2H2O4、氧化2 MgSO3+O2 2MgSO45、結(jié)晶MgSO3+ 3H2C MgSO 3 - 3HDMgSO4+ 7H2O MgSO4 - ZO系統(tǒng)組成脫硫系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、氫氧化鎂漿液制備系統(tǒng)、濃縮塔系 統(tǒng)、副產(chǎn)品處理系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、公用系統(tǒng)(工藝水、壓縮空氣、事故漿液罐系統(tǒng)等）、電氣控制系統(tǒng)等幾部分組成。鍋爐/窯爐一 除塵器一 引風(fēng)機(jī)一 濃縮塔一 吸收塔一 煙囪來(lái)自于鍋爐或窯爐

3、的煙氣經(jīng)過(guò)除塵后在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入濃縮塔、吸收塔， 吸收塔為逆流噴淋空塔結(jié)構(gòu)，集吸收、氧化功能于一體，上部為吸收區(qū)，下部為 氧化區(qū)，經(jīng)過(guò)除塵后的煙氣與吸收塔內(nèi)的循環(huán)漿液逆向接觸。系統(tǒng)一般裝3-4臺(tái)漿液循環(huán)泵，每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層霧化噴淋層。當(dāng)只有一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)或負(fù)荷較 小時(shí)，可以停運(yùn)1-2層噴淋層，此時(shí)系統(tǒng)仍保持較高的液氣比，從而可達(dá)到所需 的脫硫效果。吸收區(qū)上部裝二級(jí)除霧器，除霧器出口煙氣中的游離水份不超過(guò) 75mg/Nm3o吸收SO2后的漿液進(jìn)入循環(huán)氧化區(qū)，在循環(huán)氧化區(qū)中，亞硫酸鎂被 鼓入的空氣氧化成硫酸鎂晶體。同時(shí)，由吸收劑制備系統(tǒng)向吸收氧化系統(tǒng)供給新 鮮的氫氧化鎂漿液，用于補(bǔ)充被消耗掉的

4、氫氧化鎂，使吸收漿液保持一定的pH值。反應(yīng)生成物漿液達(dá)到一定密度時(shí)先排至吸收塔前的濃縮塔，經(jīng)濃縮后進(jìn)入脫硫副產(chǎn)品系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)脫水形成硫酸鎂晶體。工藝特點(diǎn)1、反應(yīng)性好，脫硫效率高濕法脫硫的反應(yīng)強(qiáng)度取決于脫硫劑堿金屬離子的溶解堿性。由于鎂離子的 溶解堿性比鈣離子高數(shù)百倍，因而鎂基脫硫劑具有比鈣基脫硫劑高數(shù)十倍的脫硫 反應(yīng)能力。工業(yè)實(shí)踐證明，鎂基脫硫劑能比鈣基脫硫劑更高的脫硫效率，可達(dá) 99%以上，同時(shí)采用鎂基脫硫所要求的噴淋水量?jī)H相當(dāng)于達(dá)到同樣脫硫效率的鈣 基脫硫的1/3,耗電量也大為降低。2、運(yùn)行可靠性高由于鎂基脫硫生成物的溶解度較高，其固體懸浮物為松散的結(jié)晶體，不易沉 積，因此沒(méi)有鈣基濕法脫硫系

5、統(tǒng)中存在的結(jié)垢、結(jié)塊、堵塞等現(xiàn)象，運(yùn)行可靠， 維護(hù)更容易。3、造價(jià)低由于反應(yīng)強(qiáng)度高，鎂基噴淋反應(yīng)吸收塔的高度只有鈣基脫硫的2/3左右，因此，鎂基脫硫的主體設(shè)備的造價(jià)要明顯低于鈣基吸收塔。4、運(yùn)行費(fèi)用低由于鎂基工藝的耗電量比石灰石/石膏法低約一半，加上投資較低，雖然脫 硫劑成本較高，但綜合脫硫成本一般比石灰石 /石膏法低1015%左右。5、副產(chǎn)品回收的經(jīng)濟(jì)效益高鎂基工藝的直接副產(chǎn)物是亞硫酸鎂，經(jīng)氧化后形成硫酸鎂。脫硫工藝實(shí)際產(chǎn) 出的是含少量硫酸鎂的亞硫酸鎂副產(chǎn)物。只有經(jīng)強(qiáng)制氧化產(chǎn)生主要成分為硫酸鎂 的副產(chǎn)物。兩種脫硫副產(chǎn)物都具有市場(chǎng)利用價(jià)值，其處理和利用形式應(yīng)該 因地制 宜”取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較

6、和在特定項(xiàng)目中的可行性。2,在供暖鍋爐上適應(yīng)性投資工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范中有如下規(guī)定，見表表1脫硫裝置主要技術(shù)指標(biāo)由表1可以看出氧化鎂法的漿液循環(huán)泵流量是雙堿法的40%,所以漿液循環(huán)泵的投資比雙堿法小。由于氧化鎂的分子量、鈣硫比都比雙堿法的小，因此氧化鎂法脫硫工藝的系 統(tǒng)比雙堿法規(guī)模小，設(shè)備占地面積小。氧化鎂法在pH接近中性時(shí)運(yùn)行，對(duì)設(shè)備的防腐等級(jí)不是很嚴(yán)格，而雙堿法 在低pH值下運(yùn)行迫使設(shè)備的防腐處理及設(shè)備材質(zhì)的選擇更加嚴(yán)格。氧化鎂法較雙堿法脫硫配套的設(shè)備較少， 例如，氧化鎂法的除霧器前后一般 情況下就沒(méi)有必要設(shè)置沖洗裝置，在供暖結(jié)束后對(duì)除霧器進(jìn)行清洗即可， 即使設(shè) 置了沖洗

7、裝置，其沖洗次數(shù)也大大減少。而雙堿法由于易結(jié)垢，在除霧器前后必 須設(shè)置除霧器沖洗裝置，而且雙堿法必須設(shè)置曝氣系統(tǒng)，否則生成的CaSO3 H2O 將會(huì)嚴(yán)重堵塞管道及設(shè)備，而在氧化鎂法脫硫中可以不設(shè)曝氣系統(tǒng)。針對(duì)供暖中心的建設(shè)資金有限的實(shí)際情況， 占地面積小，建設(shè)費(fèi)用低的氧化 鎂法脫硫應(yīng)該是建設(shè)方應(yīng)該優(yōu)先選用的工藝。運(yùn)行費(fèi)用決定脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要因素是脫硫劑的消耗費(fèi)用和水、電的消耗費(fèi)用.氧化鎂法的用量約是雙堿法的 60%,雖然氧化鎂的價(jià)格比氧化鈣的價(jià)格高一些， 但雙堿法在脫硫劑費(fèi)用上沒(méi)有節(jié)省很多。 而在水、電等動(dòng)力消耗方面，氧化鎂法 的節(jié)能性卻更加明顯。循環(huán)水量氧化鎂法是雙堿法的40%,這就大

8、大減低了循環(huán) 泵的耗電量，而循環(huán)泵又是整個(gè)脫硫系統(tǒng)功率最大的設(shè)備。具體數(shù)據(jù)分析詳見表3安全運(yùn)行方面供暖鍋爐負(fù)荷變化大，這對(duì)脫硫設(shè)備的安全運(yùn)行影響較大，尤其測(cè)控儀器儀表設(shè)備，氧化鎂法配套的設(shè)備較少；而雙堿法為了保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行， 配套了較齊全的測(cè)控設(shè)備。氧化鎂法整個(gè)系統(tǒng)的事故率及維修率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙堿法運(yùn)行中雙堿法對(duì)pH值的控制十分嚴(yán)格，而鍋爐實(shí)際運(yùn)行人員的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)有 限，設(shè)備結(jié)垢和管路堵塞現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，設(shè)備腐蝕現(xiàn)象也比較嚴(yán)重。鎂法脫硫相 對(duì)于鈣法的最大優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問(wèn)題，能保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)能 夠安全有效的運(yùn)行，同時(shí)鎂法 pH值控制在6.57.5之間，在這種條件下設(shè)備腐 蝕問(wèn)題

9、也較容易解決?？偟膩?lái)說(shuō)，鎂法脫硫在實(shí)際工程中的安全性能擁有非常有 力的保證。供暖鍋爐的運(yùn)行具有時(shí)段性，且鍋爐間經(jīng)常倒換運(yùn)行，氧化鎂法在鍋爐在短 期停運(yùn)后可將排空、沖洗的步驟省去，短時(shí)間停運(yùn)后再次啟動(dòng)脫硫附屬設(shè)備， 形 成的物理垢很快被水流沖開，基本上不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。而雙堿法脫硫系統(tǒng)中， 操作人員必須對(duì)停運(yùn)的設(shè)備管路立即進(jìn)行排空、沖洗操作，否則很容易在管道及設(shè)備上結(jié)成硬垢，再次啟動(dòng)設(shè)備時(shí)對(duì)設(shè)備造成損壞。相比較氧化鎂法的操作比較簡(jiǎn)單，故障率和維修率低。這種運(yùn)行方式是符合 供熱廠的實(shí)際情況的。氧化鎂法和雙堿法脫硫工藝比較見表 2表2工藝比較脫硫工藝項(xiàng)目雙減法氧化鎂法脫硫效率%90989098吸收

10、劑CdO蠅0可比性高高結(jié)垢易結(jié)垢不結(jié)垢_堵塞堵塞不堵塞占地面枳大小運(yùn)行費(fèi)用高低投資大小3.實(shí)例以單臺(tái)四十噸供暖鍋爐為例，對(duì)兩種工藝循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行成本進(jìn)行簡(jiǎn)單的比 較，煙氣量為120000m3/h （工況）,初始SO2濃度為2000mg/Nm3,達(dá)標(biāo)濃度為 400mg/Nm3,運(yùn)行時(shí)間 3600h。相關(guān)費(fèi)用：石灰價(jià)格250元/噸（純度75%,氧化鎂價(jià)格500元/噸（純度 85%,水費(fèi)4.6元/噸，電費(fèi)0.77元/度。對(duì)表分析見表3表3運(yùn)行費(fèi)用分析表項(xiàng)目單櫛單位雙堿法數(shù)植氧化卷法致值脫硫劑年桂量噸/隼nea 4702年靜用萬(wàn)元/年2注33K 1電量年耗量度/年1ggmop3554000年曾用h元/年6L 024.9水