多級噴霧濕法氧化煙氣脫硫脫硝除塵一體化工藝

黨修偉（山東省濟南市濟南市技師學院，山東 濟南250000）

1 工藝原理

在實際應(yīng)用期間，脫硫脫硝除塵工藝是一項經(jīng)常會用到技術(shù)，其工作主要過程為：由引風機進行煙氣輸送，隨后到達噴霧高級吸收塔內(nèi)，之后通過隔膜計量泵來輸送氧化劑，將氧化劑輸送到硝循環(huán)箱，通過這樣的方式可以使高效噴霧與氧化劑以及煙氣之間充分地接觸，把煙氣氣體中的氮、硫化合物發(fā)生氧化反應(yīng)，隨后通過建鄴對于其進行吸收，之后形成稀硫酸以及硝酸鹽，待到其達到一定濃度之后才能將漿液派出到吸收塔系統(tǒng)中，之后通過降溫會發(fā)橫結(jié)晶的變化，然后在其中形成沉淀，通過脫水將其排出，在這個過程中，經(jīng)過凈化工序的氣體需要經(jīng)過雙螺旋管束式除霧器，經(jīng)過相應(yīng)的除霧步驟才能離開吸收塔，然后通過煙筒將其排出。

（1）第一級為預(yù)洗滌，主要通過預(yù)洗滌漿液循環(huán)泵抽取塔底漿液池漿液，進行漿液噴霧降低煙氣溫度、NO2、大部分SO2、氯離子、氟離子等污染物、吸收煙氣中粉塵。避免大量SO2 進入下一級，從而減少氧化劑和二氧化硫的副反應(yīng)、降低氧化劑的耗量。其在使用過程中的原理為：石灰石經(jīng)過石灰石漿液洗滌系統(tǒng)的化學性能通過二氧化硫的脫硫效率以及無結(jié)垢的運行程度對于其進行表示，此過程中需要一個固定的系統(tǒng)設(shè)計，所以需要對于其中所存在的揚起以及二氧化硫的濃度范圍進行考量，之后煙氣、飛灰和補充所含栽植中的氯或者是硫酸鹽積聚在一定的程度上來運行。在以上過程中，比較重要的化學變量有以下幾項：EHT的體積、漿液的含固量以及工藝、磨碎的石灰石性質(zhì)，例如強制氧化、雙回路洗滌等方面。以上過程中還會設(shè)計道其他變量，包括：PH值、石灰石利用率、緩沖添加劑以及氧化抑制劑的濃度等。

石灰石溶解平衡

如果在實際當中的石灰石用量過大會出現(xiàn)過剩的情況，或者是一個巨大的EHT 的時候，其其中的溶液會產(chǎn)生相應(yīng)的平衡，在其中所存在的反應(yīng)可以通過以下化學式來表示：Ca?CO3（固）+2H→Ca+++CO2+H20。

在以上過程達到石灰石的溶解平衡的時候，其中的PH 值與已經(jīng)溶解的鈣離子濃度產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，同時也與溶液面之上的二氧化碳氣體達到平衡分壓的效果，因為其中的鈣元素已經(jīng)同屆，所以產(chǎn)生還原，隨意氯化鈣的積累會趨向與PH值較低的方向，即：CaSO4(固)←→Ca+++SO4

在CaCO3在EHT或罐中會發(fā)生溶解，之后產(chǎn)生二氧化碳氣體，通常情況下回被細膩塔內(nèi)的煙氣從溶液中抽離出來，若是二氧化碳蒸汽的壓力比標準大氣壓小，便不會有二氧化碳氣體從EHT 中開釋出來。在進入道EHT 之后的溶液會在已有煙氣的條件下，即欺壓條件為標準大氣壓的十分之一，這樣才能使二氧化硫達到飽和狀態(tài)，坨屎碳酸鈣在EHT 中發(fā)生溶解，便會導(dǎo)致二氧化碳在EHT 溶液中沉積，若是產(chǎn)生這樣的效果，在EHT中的壓力平衡就會受到二氧化硫的影響，同時受到石灰石溶解EHT 中量的影響，總結(jié)來說，其在這個過程中吸收的二氧化硫數(shù)量和石灰石，其每次都會經(jīng)過洗滌來溶解相應(yīng)的石灰石。基于此，需要確保EHT 口一段的壓力處在平衡數(shù)值，即確保其PH 值趨于較低的數(shù)值，產(chǎn)生以上情況主要就是其中較少的過剩石灰石其中大部分都溶解在EHT 中，除此之外，液體循環(huán)速度比較低或者是二氧化硫氣體濃度比較高也會使其受到一定程度的影響。

（2）第二級為脫硝氧化，臭氧氧化法脫硝主要是利用臭氧的強氧化性，將不可溶的低價態(tài)氮氧化物氧化為可溶的高價態(tài)氮氧化物，然后在洗滌塔內(nèi)將氮氧化物吸收，達到脫除的目的。該脫硝系統(tǒng)在不同的NOx 等污染物濃度和比例下，可以同時高效率脫除煙氣中的NOx、二氧化硫和顆粒物等污染物，還不影響其他污染物控制技術(shù)，是傳統(tǒng)脫硝技術(shù)的一個高效補充或替代。

按照臭氧對于NOx 復(fù)雜的氧化反應(yīng)過程，實際上最后通過N 的價態(tài)變化體現(xiàn)出來，

主要的反應(yīng)如下：

在氣相中，還會存在其他的化學物質(zhì)，這些化學物質(zhì)會很快的被臭氧進行氧化，例如：一氧化碳、二氧化硫等方面的有害氣體，除此之外還會存在一部分的NOx，在以上的過程中，會使的NOx的臭氧擁有比較強的選擇性，產(chǎn)生以上性質(zhì)的主要因素為氣相中的NOx會被轉(zhuǎn)化成為易溶于水的例子化合物，進而使氧化反應(yīng)更加完全，在這個過程中便會形成一個不可逆的反應(yīng)，脫除其中所存在的NOx，這個過程并不虎產(chǎn)生二次污染。

在以上過程中會有氧化反應(yīng)的存在，通過氧化反應(yīng)，該過程輸入化學反應(yīng)，這樣會將反應(yīng)中所出現(xiàn)的臭氧被消耗，并且，若是在反應(yīng)中存在過量的臭氧，還會在噴淋塔中被分解，以上過程除了NOx，還會存在一部分的重金屬，例如貢或者是其他的重金屬污染說等，這些污染物都會被臭氧所氧化脫出。

（3）第三級為堿液吸收，通過漿液噴霧使堿性漿液和煙氣充分接觸，吸收氮氧化產(chǎn)物和剩余的硫氧化物，最終形成硫酸鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽。漿液噴嘴噴出的堿性漿液通過吸收塔內(nèi)部傾斜隔板收集，回到堿液循環(huán)箱，并通過控制堿性漿液PH值和循環(huán)泵流量等參數(shù)，調(diào)整所需的脫硫脫硝總效率。

（4）第四級為除塵除霧，除霧器采用雙螺旋管束式除霧器，底部有螺旋除霧葉片，使煙氣形成強烈的旋轉(zhuǎn)，離心運動使得煙氣中的霧滴與除霧管筒體內(nèi)壁上的水膜接觸，達到除霧效果；擋水環(huán)阻擋了水膜向上運動，并形成液滴向下低滴落，對整個除霧器起到了自清潔的作用，大幅減少了沖洗水的用量。

2 化學過程

3 脫硫脫硝除塵工藝系統(tǒng)的主要優(yōu)點

（1）真正意義上的多級塔，完全消除了氣液接觸盲區(qū)，實現(xiàn)各級效率的疊加，達到極高的吸收效率。

（2）采用水平噴霧吸收技術(shù)，吸收反應(yīng)在空中完成，徹底解決堵塞難題。吸收塔噴嘴、儀表等所有設(shè)備塔外安裝，維修可以不必讓吸收裝置停止運行，裝置可靠性高。

（3）噴霧粒徑小，吸收漿液表面積比噴淋塔大10～25倍。

（4)液氣比小，裝置比常規(guī)技術(shù)省電約30%。循環(huán)泵直徑大幅度減少，線速度低，使用壽命大幅度提高。

（5)氣體導(dǎo)管除霧器（國家專利：201220229965.4 一種可適應(yīng)氣體流量變化的除霧器）及雙螺旋管束式除霧器，由于極大的煙氣流通面積，不會結(jié)垢堵塞，因此只需要很少的沖洗水，系統(tǒng)能做到廢水零排放。

（6)吸收塔漿液池，設(shè)置持續(xù)溢流管道，液位恒定，杜絕了漿液倒灌，進入煙道的問題。將吸收塔內(nèi)的含油泡沫等上浮物質(zhì)排出至循環(huán)漿液箱，杜絕塔內(nèi)漿液起泡等隱患。

（7）堿性吸收劑加入到循環(huán)漿液箱，進行雙pH 值運行：中和循環(huán)漿液箱保持較高的pH值，吸收塔漿液池保持較低的pH值。這種技術(shù)方案，保證了深度凈化的目標。在使用石灰石作為堿性吸收劑時，保證了副產(chǎn)物的充分氧化。而在使用NaOH作為堿性吸收劑時，能得到低PH值漿液進入脫硝循環(huán)漿液箱。

（8）副產(chǎn)物脫水系統(tǒng)設(shè)置開放式過濾器，吸收塔內(nèi)比重較大的雜質(zhì)，可以連續(xù)排出塔外，從而保持漿液純凈，噴嘴因為雜質(zhì)而發(fā)生堵塞的機會大大減少，因此漿液循環(huán)泵入口可取消濾網(wǎng)。脫水機供漿泵中的漿液無雜質(zhì)，工作可靠，可長時間連續(xù)運行。

（9）裝置能適應(yīng)鍋爐40%BMCR 和110%BMCR 工況之間的任何負荷。