GCT型喷淋雾化脱硫工艺技术说明

    我公司积累湿式烟气脱硫除尘吸收塔运行经验，及近年来国内外的发展趋势，研制的喷淋雾化脱硫装置，它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。在喷淋塔内部吸收剂浆液喷雾形成较大气液接触界面，烟气与液体雾粒逆流，在雾粒降落过程中吸收SO2并落在下部循环池。烟气向上流动，经除雾装置脱除去其携带的雾粒后排出塔外。

该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，解决了石灰法的塔内易结垢的问题，并具备钠碱法吸收效率高的优点。

一、工艺流程介绍

    多管旋风除尘器（预除尘，除去大部分粗颗粒粉尘，根据用户条件或烟气原始参数选择可用可不用）来的烟气经增压风机加压（在全压有余量可不用）之后，进入文丘里喷淋雾化装置的收缩管，气流速度增大，至喉管时流速达到最大。在喉管处加入的洗涤水被高速气流冲击，形成液滴并发生雾化，尘粒被润湿。在尘粒之间以及液滴与尘粒间发生碰撞和凝聚。在扩散管，气流速度锐减，便于形成较大的含尘雾粒。（当洗涤水中加有碱液时（PH值≥12），碱液良好的雾化，当二氧化硫气体通过时候，能够很好的与碱液混合反应，达到脱硫的效果）。此后烟气进入喷淋塔筒体，在喷淋塔内部上升阶段（流速在1.5-2m/s）与吸收剂浆液喷雾形成较大气液接触界面，烟气与液体雾粒逆流充份接触，在雾粒降落过程中吸收SO2 并捕润尘粒，湿润的尘粒向下流入脱硫塔底部，从溢流孔排出进入沉淀池。在筒体内上升的净化后的气体经过气水分离器除雾脱水，完成整个除尘脱硫程序，之后通过筒体上部锥体部分引出。含尘废液通过筒体底部溢流孔排入沉淀池，（溢流孔有水封设计防止漏气，并设有清理孔便于进行筒体底部清理）经沉淀（除灰）并加碱（再生）后循环使用。

同时，为了方便脱硫系统的检修和应付紧急情况，有条件情况下可并建一旁路烟道。

二、工艺流程化学反应原理

    此处主要涉及的是含尘废液的循环再生问题，可按用户的脱硫要求及运行费用分为“钠-钙双碱法”及“纯碱单碱法”两种方法，钠-钙双碱法是利用纯碱脱硫，消石灰重生的方法减少纯碱的使用，但向较纯碱单碱法需增设一个重生池及一套重生池搅拌装置；纯碱单碱法则较为简单，在清水池内定时加入纯碱即可达到脱硫效果。

1. 钠-钙双碱法 主要化学方程式如下

基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。

在塔内吸收SO2

Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2 （1）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3　　（2）

2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O　　（3）

其中式（1）是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程，式（2）是运行过程的主要反应式，式（3）是再生液PH较高时的主要反应式。

用消石灰再生

Ca（OH）2＋Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH＋CaSO3·1/2H2O

Ca（OH）2＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3·1/2H2O＋3/2 H2O

在石灰浆液（石灰达到达饱和状况）中，NaHSO3很快与Ca（OH）2　反应从而释放出［Na＋］，［SO32-］与［Ca2＋］反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使［Na＋］得到再生。Na2CO3只是一种启动碱，起动后实际上消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱（只是清渣时会带也一些，被烟气中氧气氧化会有损失，因而有少量损耗）

再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。

2. 纯碱单碱法 主要化学方程式

Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2 （1）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3　　（2）

其中式（1）是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程，式（2）是运行过程的主要反应式

三、工艺特点

与其它脱硫工艺相比，喷淋雾化脱硫工艺原则上有以下优点：

1)、 运用旋流射流技术、压力雾化和文丘里管技术，设备阻力小

2)、 用钠碱液脱硫，循环水基本上是[Na+]的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；

3)、 吸收剂的重生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；

4)、 钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比1：1-2，达到较高的脱硫效率；

四、技术特点

    我公司已经在多个项目上已经应用成熟的多管除尘+喷淋雾化脱硫工艺技术。较之其它脱硫工艺，该工艺具有以下优点：

1）、具有较佳的性价比。该工艺技术与国内外其它脱硫技术相比脱硫效率达到75-90%，而且液气比远远低于其它钙法技术。具有工艺流程简单，投资省、综合运行成本低的特点。脱硫后的烟气SO2排放可以在高浓度情况下完全满足环保排放要求，并且烟气含尘量进一步减少，可以实现花钱少、办实事的目的；

2）、该工艺在燃煤锅炉的除尘脱硫项目中运行效果非常好，这已从多个项目中得到了证实；

3）、技术成熟，运行可靠性高。该工艺技术烟气脱硫装置投入率为90%以上，系统主要设备很少发生故障，因此不会因脱硫设备故障影响正常生产系统的安全运行；

4）、对操作弹性大，对煤种变化的适应性强。该技术用碱液作为脱硫剂，工艺吸收效果好，吸收剂利用率高，可根据炉窑煤种变化，适当调节pH值、液气比等因素，以保证设计脱硫率的实现；

5）、再生和沉淀分离在塔外，大大降低塔内和管道内的结垢机会；

6）、钠碱循环利用，损耗少，运行成本低；

7）、正常操作下吸收过程无废水排放；

8）、灰水易沉淀分离，可大大降低水池的投资；

9）、脱硫渣无毒，溶解度极小，无二次污染，可考虑综合利用；

10）、钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快，可降低液气比，从而既可降低运行费用，又可减少水池、水泵和管道的投资；

11）、石灰作再生剂(实际消耗物)，运行成本低。

12）、可以用废碱液作为脱硫剂，进一步降低成本。

13）、工艺简单，比较适用于中小型工业锅炉和炉窑配套使用。

五、除尘脱硫系统各项性能参数

序号	技术指标	单位	技术参数
1	除尘脱硫系统总压力损失	Pa	～2200
	陶瓷多管除尘器(有条件情况下使用)	Pa	～900
	喷淋雾化脱硫装置	Pa	～1300
	烟风道	Pa
2	循环液气比	L/Nm3	1～3
3	SO2脱除率	%	75～90
4	除尘效率	%	≥98
5	烟气排放浓度	mg/m3	≤200
6	林格曼黑度	级	＜Ⅰ级
7	出口烟气温度	℃	50-80
8	消耗
	脱硫剂（Na2CO3）（规定品质）	kg/h	根据要求计算
	工业水（规定品质）	m3/h	根据要求计算
	电力（BMCR工况设备耗电量）	kW.h	根据要求计算
9	除尘脱硫塔设计压力	Pa	6000
10	BMCR时烟气空塔流速	m/s	1.5-3
11	陶瓷多管除尘器尺寸	mm	根据要求设计
	脱硫塔直径	m	根据要求设计
	脱硫塔高度	mm	根据要求设计
	脱硫塔壁厚	mm	根据要求设计
	脱硫塔本体材质		Q235 +内衬花岗岩

六、除尘脱硫系统组成

本脱硫系统由陶瓷多管除尘器主体、循环池、循环泵、文丘里段、除尘脱硫塔主体、接管、喷嘴及所有内件、除雾装置、操作平台、爬梯及电气控制系统、外部风机、烟风道、旁路烟道（有条件情况下）等组成。