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氧化鎂脫硫塔 適合新老鍋爐改造的脫硫方式

更新時間:2014-06-10      點擊次數(shù):6060
  氧化鎂脫硫工藝的特點
  
  1、成熟
  
  氧化鎂脫硫是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,氧化鎂脫硫工藝在各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績,其中在已經(jīng)應(yīng)用了100多個項目,中國臺灣的電站95是用氧化鎂法,另外在美、德等地都已經(jīng)應(yīng)用,并且目前在我部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績。
  
  2、原料來源充足
  
  在我氧化鎂的儲量可觀,目前已探明的氧化鎂儲藏量約為160億噸,占全的80左右。其資源主要在遼寧,氧化鎂完夠作為脫硫劑應(yīng)用于電廠的脫硫系統(tǒng)中去。
  
  3、脫硫效率
  
  在化學(xué)反應(yīng)活性方面氧化鎂要遠鈣基脫硫劑,并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達到95~98以上,而石灰石/石膏法的脫硫效率僅達到90~95左右。
  
  4、費用少
  
  由于氧化鎂作為脫硫本身有其的性,因此在吸收塔的結(jié)構(gòu)、循漿液量的大小、系統(tǒng)的整體、設(shè)備的功率都可以相應(yīng)較小,這樣一來,整個脫硫系統(tǒng)的費用可以降20以上。
  
  5、運行費用
  
  決定脫硫系統(tǒng)運行費用的主要因素是脫硫劑的消耗費用和水電汽的消耗費用。氧化鎂的比氧化鈣的一些,但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40;水電汽等動力消耗方面,液氣比是一個的因素,它直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的脫硫效率以及系統(tǒng)的運行費用。對石灰石石膏系統(tǒng)而言,液氣比一般都在15L/m3以上,而氧化鎂在5L/m3以下,這樣氧化鎂法脫硫工藝就能節(jié)省大一部分費用。同時氧化鎂法副產(chǎn)物的出售又能抵消大一部分費用。
  
  6、運行可靠
  
  鎂法脫硫相對于鈣法的zui大勢是系統(tǒng)不會發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問題,能整個脫硫系統(tǒng)能夠安全有效的運行,同時鎂法PH值控制在6.0~6.5之間,在這種條件下設(shè)備腐蝕問題也得到了一定程度的。總的來說,鎂法脫硫在實際工程中的安全性能擁有非常有力的。
  
  7、效益
  
  由于鎂法脫硫的反應(yīng)產(chǎn)物是亞硫酸鎂和硫酸鎂,利用。一方面我們可以進行強制氧化全部生成硫酸鎂,然后再經(jīng)過濃縮、提純生成七水硫酸鎂進行出售,另一方面也可以直接煅燒生成純度較二氧化硫氣體來制硫酸。
  
  8、副產(chǎn)物利用前景廣闊
  
  我們知道硫酸被稱為“化學(xué)工業(yè)之母”,二氧化硫是生產(chǎn)硫酸的原料。我是一個硫資源相對缺乏的,硫磺的年量過500萬噸,折合二氧化硫750萬噸。另外硫酸鎂在食品、化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等多方面應(yīng)用都比較廣,需求量也比較大。鎂法脫硫充分利用了現(xiàn)有資源,推動了循的。
  
  9、無二次污染
  
  常見的濕法脫硫工藝里面,避的存在著二次污染的問題。對于氧化鎂脫硫而言,對于后續(xù)處理較為,對SO2進行再生,了二次污染的問題。
  
  氧化鎂法脫硫的反應(yīng)機理氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣的脫硫機理相似,都是堿性氧化物與水反應(yīng)生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應(yīng),氧化鎂反應(yīng)生成的亞硫酸鎂和硫酸鎂再經(jīng)過回收SO2后進行重復(fù)利用或者將其強制氧化全部轉(zhuǎn)化成硫酸鹽制成七水硫酸鎂。脫硫過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有MgO+H2O=Mg(OH)2Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2OMgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2MgSO3+1/2O2=MgSO4氧化鎂再生階發(fā)生的主要反應(yīng)有MgSO3→MgO+SO2MgSO4→MgO+SO3Mg(HSO3)2→MgO+H2O+2SO2SO2+1/2O2→SO3SO3+H2O→H2SO4當對副產(chǎn)物進行強制氧化制MgSO4·7H2O出售時MgSO3+1/2O2→MgSO4MgSO4+7H2O→MgSO4·7H2O
  
  氧化鎂法脫硫工藝的流程簡介目前已經(jīng)商業(yè)化運行的濕法脫硫工藝中氧化鎂脫硫是一種前景較好的脫硫,該工藝較為成熟,少,結(jié)構(gòu)簡單,安全性能好,并且能夠減少二次污染,脫硫劑循利用,降了脫硫,能夠帶來一定的效益。相對于鈣法脫硫而言,避了簡易濕法存在著的一系列的問題,比如管路堵塞、煙溫過、煙氣帶水和存在二次水污染等等;同時與較為完整的石灰石/石膏法,占地面積小,運行費用,額大幅減小,效益得到大的提。
  
  鎂法的整個工藝流程可以分為副制硫酸和制七水硫酸鎂兩種,以下分別將工藝敘述以下:
  
 ?。ㄒ唬┲屏蛩釓腻仩t出來的煙氣煙溫大都在140℃以上,里面含有大量的二氧化碳、灰塵和二氧化硫,同時也包括氫氟酸、氫氯酸和三氧化硫等酸性氣體。煙氣入除塵系統(tǒng),通過靜電除塵器或者布袋除塵器將99以上的灰塵收集下來作為建筑材料出售給水泥廠等相關(guān),既能增加收益又能避因為塵粒而堵塞噴頭降脫硫效率。經(jīng)除塵后的煙氣從脫硫塔底部進入脫硫反應(yīng)塔,在脫硫塔煙氣入口處設(shè)有噴水降溫的裝置,將煙氣的溫度降到比較適于SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在煙氣上方裝有一層旋流板,目的是減緩煙氣流速增加反應(yīng)時間以及達到煙氣在塔內(nèi)均勻分布的效果。在旋流板的上面有三層噴頭不斷的噴淋脫硫劑漿液,與從下而上的煙氣進行逆向接觸,充分的進行反應(yīng)。為了減少設(shè)備的結(jié)構(gòu)堵塞問題以及減小塔內(nèi)壓力損失過大煙氣暢通,塔體內(nèi)不設(shè)支撐或檢修架。經(jīng)洗滌后的煙氣濕度比較大,需要對它進行脫水處理,一般是在吸收塔內(nèi)噴淋層的上方安裝兩層除霧器。同時在除霧器的上面又安裝了自動工藝水沖洗系統(tǒng)以便及時處理運行一時間后除霧器上面的積灰。從脫硫塔內(nèi)出來的煙氣溫度一般在55~60℃左右,并且煙氣中仍含有少許水分,直接容易造成風(fēng)機帶水腐蝕風(fēng)機葉片和煙囪。因此,在風(fēng)機前面通過加熱將煙氣溫度提后再進行,這樣就能避風(fēng)機的煙囪的腐蝕。為了在脫硫塔內(nèi)設(shè)備檢修時不影響鍋爐的正常運行,增加一旁路系統(tǒng),通過擋板門控制煙氣的走向,用于脫硫系統(tǒng),同時也不會對鍋爐的運行產(chǎn)生不利的影響。對于氧化鎂來說,在吸收塔內(nèi)與二氧化硫反應(yīng)后變成亞硫酸鎂,部分被煙氣中的氧氣氧化變成硫酸鎂。混合漿液通過脫水和干燥工序除去固體的表面水分和水。干燥后的亞硫酸鎂和硫酸鎂經(jīng)再生工序內(nèi)對其焙燒,使其分解,可得到氧化鎂,同時析出二氧化硫。焙燒的溫度對氧化鎂的性質(zhì)影響大,適合氧化鎂再生的焙燒溫度為660~870℃。當溫度過1200℃時,氧化鎂就會被燒結(jié),不能再作為脫硫劑使用。焙燒爐排氣中的二氧化硫濃度為10~16,經(jīng)除塵后可以用于制造硫酸,再生后的氧化鎂重新循用于脫硫。
  
  1、煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)是指包括預(yù)除塵器、旁路、煙氣升溫裝置和煙囪在內(nèi)的若干處理煙氣的體系。在該系統(tǒng)內(nèi)煙氣經(jīng)過除塵降溫處理將從鍋爐出來的煙氣調(diào)整到比較適宜的反應(yīng)條件,同時在設(shè)備出現(xiàn)故障或系統(tǒng)運行不正常時煙氣可從旁路通過,整個電廠系統(tǒng)的正常運行,煙氣升溫的目的是為了降煙氣的含水率,利于從煙囪排出的煙氣能夠盡快擴散。
  
  2、漿液制備系統(tǒng)外購氧化鎂粒徑如果脫硫要求,不需要粉碎可以直接進入消化裝置制成濃度在15~25的漿液,然后通過漿液輸送泵送吸收塔內(nèi),完成脫硫目的。
  
  3、SO2吸收系統(tǒng)吸收塔是SO2吸收的主要場所,材質(zhì)大都采用普通鋼結(jié)構(gòu)另加防腐層,塔底是漿液池,塔的中間是噴淋層,上面是除霧器。漿液在塔內(nèi)不斷的進行循,當漿液濃度達到一定的程度時就通過漿液輸出泵排到漿液處理系統(tǒng)中去。
  
  4、漿液處理系統(tǒng)從吸收塔內(nèi)出來的漿液主要是亞硫酸鎂和硫酸鎂溶液,在要求對氧化鎂再生時先應(yīng)該將溶液提純,然后進行濃縮、干燥,干燥后的亞硫酸鎂在850℃下,存在碳的情況下煅燒重新生成氧化鎂和二氧化硫,煅燒生成的氧化鎂再返回吸收系統(tǒng),收集到純度較的二氧化硫氣體被送入硫酸裝置制硫酸。
  
 ?。ǘ┲破咚蛩徭V該工藝與上述工藝相差不大,只是在脫硫劑漿液的處理方式上有所不同。在脫硫塔內(nèi)二氧化硫和氫氧化鎂反應(yīng)之后生成的亞硫酸鎂進入吸收塔底漿液池,由鼓風(fēng)機往漿液池強制送風(fēng),氧化成硫酸鎂。含硫酸鎂的水連續(xù)循使用于脫硫過程,當循水中硫酸鎂濃度達到一定條件后由泵打入集水池內(nèi),接著送硫酸鎂脫雜系統(tǒng)。脫硫污水經(jīng)脫雜設(shè)備去除雜質(zhì)之后,硫酸鎂溶液經(jīng)濃縮設(shè)備出七水硫酸鎂?;厥盏钠咚蛩徭V經(jīng)干燥后包裝貯倉,水從七水硫酸鎂(MgSO4?7H2O)分離回收后輸送到脫硫塔循使用。與上一過程相比,所不同的地方主要是
  
  1、吸收系統(tǒng)為了提硫酸鎂的純度在吸收塔的漿液槽內(nèi)需要加強制氧化,因此吸收塔的結(jié)構(gòu)與再生氧化鎂的塔體結(jié)構(gòu)就有所不同,氧化的同時需要不停的攪拌,動力消耗也會相應(yīng)提。
  
  2、增加了除雜系統(tǒng)在吸收塔出來的漿液含有多雜質(zhì),會影響硫酸鎂的,因此需要增加除雜系統(tǒng)對硫酸鎂溶液進行提純。
  
  3、濃縮系統(tǒng)提純后的硫酸鎂溶液需要進行濃縮,將溶液制成濃度的濃溶液,然后再除去多余的水分將硫酸鎂溶液轉(zhuǎn)化成帶七個水的硫酸鎂,zui后可以根據(jù)用戶的不同要求選擇不同的包裝方式進行成品處理就可以了。
  
  (三)拋棄法多情況下,用戶自身的實際情況不允許對脫硫副產(chǎn)物進行處理,尤其是中小型鍋爐的脫硫,由于小,副發(fā)生量也小,大多采用拋棄法。拋棄法的煙氣系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)和煙氣再熱裝置與上面兩種方式基本相同,所不同的是將反應(yīng)后的漿液經(jīng)過固液分離后回收大部分水并將固體拋棄。拋棄法可以減少系統(tǒng)的費用,工序也簡單了多,同時也可以避設(shè)備結(jié)垢、管路堵塞等一系列問題,后序部分的動力消耗也可以省去,只是脫硫劑的消耗費用較,廢棄固體處理起來較麻煩,但集中處理后不會造成二次污染。
  
  結(jié)論通過上述分析,氧化鎂脫硫是在理論上可行在實際應(yīng)用中得到充分驗證的一種比較適合新老鍋爐改造的脫硫方式,在部分地區(qū)是富產(chǎn)氧化鎂的地區(qū)有著好的前景。由于該方式對脫硫劑循使用并且副產(chǎn)物也能夠帶來一定的效益,同時又避了濕法的諸多缺點,因此氧化鎂脫硫?qū)鸩降玫綇V泛的應(yīng)用。
18931636799
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