石灰石-石膏法新技術優化雙循環濕式洗滌工藝(DLWS)
簡單的說,就是單塔兩段法,其設計依據為:石灰石的溶解,亞硫酸鈣的氧化跟二氧化硫的吸收是一個矛盾的過程,其所需的pH環境不同,石灰石的溶解和亞硫酸鈣的氧化需要較低的pH值,當pH值約為4時,其效果達到最佳,當pH值約為6時,石灰石的溶解和亞硫酸鈣的氧化難以進行;二氧化硫的吸收環境需要高的pH值,當pH值約為6時,其吸收效果達到最佳,當pH值約為4時,二氧化硫的吸收幾乎不能進行。
傳統的單塔對兩者進行了折中,但DLWS系統將吸收塔通過集液斗分為兩部分:上循環和下循環。上循環為二氧化硫的吸收段,上循環最佳的pH值為6,此時,二氧化硫的吸收效果達到最佳。上循環中的漿液來自吸收塔外的漿液槽,然后對煙氣洗滌后經集液斗又回流到吸收塔外的漿液槽,石灰石按比例加入到此漿液槽中進入系統。下循環為氧化冷卻段,下循環的漿液來自吸收塔外漿液槽的溢流液及石膏脫水系統的回用水,其運行的最佳pH值為4,此時,石灰石溶解和亞硫酸鈣的氧化達到最佳,石灰石的利用率得到最大的提高,亞硫酸鈣的氧化幾乎達到100%,石膏中的亞硫酸鈣的含量減少到了最低。同時,由于HCL和HF的溶解度較大,所以在下循環中基本都被吸收,這在設備防腐中有著重大意義。
總結DLWS系統的特點如下:
1)冷卻池的低pH值運行狀態有利于提高石灰石的利用率,并使亞硫酸鹽幾乎就地氧化。
2)上循環的較高pH值保證了二氧化硫的高吸收率。
3)煙氣中的HCl和HF幾乎在冷卻循環中被完全去除,可以將具有腐蝕的氯化物限制在洗滌器下部很小的范圍內。可以在吸收塔不同位置使用不同的材料,而不必為防腐蝕在全塔使用較貴的合金。
4)漿液內的pH值幾乎不隨煙氣中的二氧化硫的濃度波動而變化。
5)吸收循環中的氯化物很低,大約只有冷卻池循環的十分之一,保證了二氧化硫的吸收率,大大降低了吸收段材料的防腐要求。
6)上循環中含有過量的石灰石(大約過量20%)及形成的碳酸氫鈣在反應過程中具有良好的緩沖效果,即使煙氣入口濃度及流量發生較大變化也能保證高的脫硫效率及穩定操作。
7)由于系統能自動控制在最佳的pH值范圍內,不隨氣流及二氧化硫負荷變化的影響,故控制系統能比較簡單。
8)由于冷卻循環pH較低,在一定去除水平下對石灰石的粒徑要求可以放寬,大約可以節約40%左右的用于研磨石灰石的能量。
9)在同一個塔中將兩個區域分開,使各個過程都保持最佳的化學條件,這種設計具有很大的經濟優勢,也是雙循環脫硫工藝可同時獲得較高脫硫效率和優質商品石膏。
10)集液斗有導流板,導流板的設計使得塔內氣流分布均勻,氣液接觸良好,減少了死角和渦流現象,提高了塔的空間利用率,使塔高降低。
11)由于上部回路pH高,在事故性霧沫夾帶時,氣流中含有的霧滴pH高,且有過量的石灰石,故對塔以后的設備(包括脫硫風機)及管道腐蝕很小。
12)由于上下回路分開,液體分流使系統所需的事故漿池體積大為減少降低了造價。
13)系統電耗明顯降低,原因如下:
(1)上回路在高pH值運行,所需液氣比低,漿液量少,泵可以選小。
(2)塔高相對低,循環泵所需壓頭低。
(3)系統對石灰石粒度要求降低,使磨機功率大大降低,大約40%左右。
(4)氧化條件很好,氧化池液面低,氧化空氣的量和壓頭均可以降低。
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