專利名稱：序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)保和化工領域，屬于廢氣凈化技術，尤其是序批式石灰石槳濕法脫硫工藝。
技術背景工業(yè)革命以來，大量化石燃料被利用，排放了大量二氧化碳和二氧化硫。大氣中的二氧化碳 造成"溫室效應"，使氣候變暖，構成長期危害；二氧化硫累積則形成"酸雨"，危害地表動植物正 常生存和生活。脫硫技術已經(jīng)成為人類生存和發(fā)展的關鍵技術之一。脫硫技術種類繁多，國內(nèi)外工業(yè)應用較為廣泛的只有十幾種，濕法脫硫技術是目前國內(nèi)外研 究最多，應用最廣的脫硫技術，此類工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總?cè)萘康?5%。主要濕法 煙氣脫硫技術如石灰石一石膏法、鈉堿法、雙堿法、氨法、金屬氧化物吸收法等。中華人民共和 國環(huán)境保護行業(yè)標準《工業(yè)鍋爐/爐窯濕法煙氣脫硫工程技術規(guī)范》和《火電廠煙氣脫硫工程技術 規(guī)范石灰石/石灰一石膏法》均對石灰石/石灰-石膏濕法脫硫提出了規(guī)范和要求。石灰石/石灰一石膏濕法是當今世界最成熟、使用最為廣泛的煙氣脫硫技術之一，已廣泛應用 于世界各地；其吸收劑石灰石的來源廣泛，成本低，鈣硫摩爾比較低，脫硫效率高，脫硫劑利用 率高，煙氣處理量大，特別適合大機組；煤種適應性強，低、中、高硫煤均可，對高硫煤優(yōu)勢突 出，脫硫產(chǎn)物石膏可作為建筑等材料。石灰石/石灰一石膏濕法脫硫?qū)嶋H是以pH5-6的石灰石/石 膏漿作吸收劑，因其密度大(1230kg/m3)，液氣比高(8 25L/m3)，接觸時間長(2 5 s),需低溫 吸收高溫排放，所以投資費用高(占電廠總投資的10% 13%)，運行費用較高；占地面積大；電耗比較高(占總發(fā)電量的1.5% 2.0%);塔內(nèi)構件和塔底持液槽易結(jié)垢、堵塞及腐蝕；脫硫副產(chǎn) 物脫硫石膏的制備儲運和綜合利用困難，脫硫成本相對較高；煙氣除塵要求高，系統(tǒng)管理操作復 雜，難以應用于中小型煙氣和燃油煙氣脫硫。鈉堿法用NaOH或Na2C03作脫硫劑，是最簡單易用的方法，由于消耗和成本高、存在二次 污染，應用范圍受到一定限制。雙堿法是采用Na2C03或NaOH和石灰兩種堿性物質(zhì)做脫硫劑的脫硫方法，吸收過程中以鈉 堿在脫硫塔內(nèi)吸收S02，吸收液回到沉淀池加石灰再生，再生的鈉堿再泵回吸收塔脫硫，克服了 傳統(tǒng)石灰石-石膏法容易結(jié)垢堵塞和鈉堿法成本高易污染的缺點。由于煙氣中CT、F、NCV和SO, 等離子的存在，強酸的鈣鹽無法再生，在一定程度上雙堿法脫硫工藝實際是石灰水脫硫法。目前，在某些地方和某些時候， 一些小型脫硫裝置運行時僅以水吸收，不加任何脫硫劑，沒 有脫硫效果；或者加有脫硫劑，但脫硫后吸收液pH沒有變化，說明裝置本身沒有脫硫效果。這 樣沒有效果的"脫硫"使環(huán)境管理和改善更加困難。發(fā)明內(nèi)容為了克服石灰石-石膏濕法脫硫成本相對較高、煙氣除塵要求高、系統(tǒng)管理操作復雜、中小型煙氣和燃油煙氣脫硫裝置難以應用的問題，本發(fā)明提供一種序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，以最 廉價的石灰石粉/漿為吸收劑、以最高效的傳質(zhì)塔為吸收裝置、以較低的pH、較低的液氣比和經(jīng) 濟的脫硫率、并拋棄脫硫副產(chǎn)物，把現(xiàn)有技術的煙氣系統(tǒng)、吸收劑制備與供應系統(tǒng)、二氧化硫吸 收系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)的四大工藝系統(tǒng)簡化，使脫硫系統(tǒng)投資省、操作管理簡單、應用更 為廣泛。本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是一種序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，是以最廉價的石灰石槳為脫硫劑序批交替吸收反應、以 高效脫硫塔為脫硫裝置、以較低的pH、較低的液氣比和經(jīng)濟的脫硫率、以脫硫廢渣為副產(chǎn)物的高 效石灰石脫硫工藝，工藝過程包括-a. 經(jīng)簡單除塵的燃煤煙氣或未經(jīng)除塵的燃油煙氣從塔底進入高效脫硫裝置；b. 以其中一組石灰石漿液為吸收劑循環(huán)脫硫，漿液pH逐步降低到預定的較低值后，臨時退 出停止吸收，吸收液與其中CaC03細顆粒繼續(xù)反應使pH恢復，到下一周期再用；c. 同時投入另一組石灰石漿液脫硫，直到pH降到預定的較低值后更替；d. —組一組漿液序批投入交替吸收，再與CaCCb反應完全后，更換一組新石灰石漿液；e. 廢漿液處理后排放，廢渣脫水后處置，潔凈煙氣經(jīng)煙囪達標排放。 本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝過程的主要化學反應為-(1) 在高效脫硫塔內(nèi)，煙氣中的S02首先被漿液中的水吸收，形成亞硫酸，并部分電離 S02 + H20<~>H2S03<~~>H+ + HS03— ^~> 2H+ + S032—(2) 與吸收塔和漿液中的CaCCb細顆粒反應生成CaSOyl/2H20細顆粒 CaC03 + 2H+— Ca2+ + H20 + C02個Ca2+ + S032- — CaS03.l/2H2CH(3) 同時伴有少量CaSOrl/2H20被煙氣中的氧氧化，生成石膏CaS04'2H20 HS03— + 1/2 02 — H+ + S042-Ca2+ + S042- + 2H20— CaS04-2H20i上述序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述石灰石漿液一般有兩組以上，其中 一組投入脫硫吸收反應，另外一組或幾組解列，SO,和HSOr與石灰石槳CaC03反應，直至幾個 序批后CaC03完全反應。當煙氣和脫硫過程是間歇的，氣體吸收、化學反應和漿液更換在同一石 灰石漿池交替進行時，石灰石漿池只需一組。上述序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述高效塔脫硫裝置是在較低漿液pH、 較低的液氣比時仍有較高吸收和脫硫效率的凈化塔，如旋流板塔、湍球塔等?，F(xiàn)有技術的單回路 吸收塔中最佳的pH值應選擇在5.6~5.8之間。pH值超過此值，吸收塔會有結(jié)垢問題出現(xiàn)；pH 值低于此值，漿液的吸收能力下降，最終影響到S02的脫除率和副產(chǎn)品石膏質(zhì)量。本發(fā)明的高效 塔運行pH低于此值，且脫硫率不小于75%。上述序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述上所述石灰石漿液的pH由投運時 的偏中性逐步降低到酸性(pH3 4，甚至pH2)，臨時退出后繼續(xù)反應由酸性恢復到偏中性，是一個由高到低再由低到高的吸收反應變化過程，而不是控制pH在5.6 5.8的連續(xù)過程。上述序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述漿液的濃度為30%左右，漿液中石灰石粉粒徑一般小于50拜，有時可以直接用市售"雙飛粉"、"四飛粉"配制漿液。上述序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述脫硫副產(chǎn)物是脫硫廢渣，采用拋棄法無害化處理，不回收利用。 本發(fā)明的有益效果是1. 本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝間歇使用脫硫漿液，采用拋棄法處理脫硫副產(chǎn)物，把 現(xiàn)有技術的煙氣系統(tǒng)、吸收劑制備與供應系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)的四大 工藝系統(tǒng)簡化，對煙氣預處理要求低，特別適用燃油煙氣和中小型層燃爐燃煤煙氣脫硫凈化；對 副產(chǎn)物處理要求低，廢水處理也很簡單，廢漿液只需中和脫水即可。因此，本發(fā)明投資省、操作 管理簡單、應用廣泛。2. 本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的吸收劑廉價易得，在酸性條件下反應，利用率高， 省去了專門的氧化工序，所以操作簡便、操作彈性大、運行費用低。3. 本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的吸收漿液有多組交替吸收，切換方便，利用率高； 多組吸收漿液總量大，又能保證吸收液中亞硫酸與石灰石的反應時間和效果。4. 本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的pH是變化的、酸性的，很好的解決了脫硫塔內(nèi)和漿液池構件易結(jié)垢的問題。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1是序批式石灰石漿濕法脫硫工藝流程圖。圖中1、煙氣進口， 2、高效脫硫塔，3、石灰石漿池，4、循環(huán)泵，5、制漿池，6、廢漿處 理池，7、漿液切換閥，8噴淋管，9、引風機，10、煙囪。
具體實施方式
本發(fā)明序批式石灰石漿濕法脫硫工藝實際是以石灰石為保障的高效脫硫系統(tǒng)，以石灰石漿為 脫硫劑序批交替吸收反應、以高效塔為脫硫裝置、以脫硫廢渣為副產(chǎn)物的石灰石濕法脫硫工藝。如圖1所示，經(jīng)簡單除塵的燃煤煙氣或未經(jīng)除塵的燃油煙氣直接從煙氣進口 (1)進入高效脫 硫塔(2)，先以石灰石漿池(3) A池中的漿液作為吸收劑脫硫，由循環(huán)泵(4)和噴淋管(8)把 石灰石漿池(3) A池反復抽到高效脫硫塔(2)吸收S02，此時吸收和反應同時進行，漿液pH 逐步降低，到設定值后，調(diào)整漿液切換閥(7)投運B池，使石灰石漿池(3) A池石灰石槳液解 列，暫時退出吸收系統(tǒng)，石灰石漿池(3)A池中亞硫酸氫鹽與石灰石粉反應生成亞硫酸鈣和C02, 至pH恢復到設定值后重新使用；以石灰石漿池(3) B池新的石灰石漿液作為吸收劑繼續(xù)脫硫到 規(guī)定pH,這樣A池、B池、A池、B池、 一組一組序批投入交替吸收反應，直至A池漿液中石 灰石殘留降到規(guī)定值后調(diào)整漿液切換閥(7)投運B池，并將A池廢漿排至廢漿處理池(6)處理，制漿池(5)配制好的漿液進入石灰石漿池(3) A池備用，B池也以同樣的方法操作和控制，兩 組或多組石灰石漿池(3)序批式交替吸收、反應和更換，連續(xù)不斷的吸收煙氣中的S02，脫硫后 潔凈煙氣經(jīng)引風機(9)從煙囪(10)排放。序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的吸收劑包括水、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽等多樣，在吸收過程 中，水吸收煙氣中的S02生成亞硫酸鹽，繼續(xù)吸收生成亞硫酸氫鹽，并部分生成亞硫酸鈣、亞硫 酸氫鈣，解列后繼續(xù)反應生成亞硫酸鈣，少量氧化成硫酸鈣，退出反應后加石灰中和沉淀后根據(jù) 需要和鹽濃度回用或達標排放。序批式石灰石漿濕法脫硫工藝的序批式周期可以由運行時間確定，也可以以燃料消耗量確定。 根據(jù)本發(fā)明的技術優(yōu)勢，當煙氣和脫硫過程是間歇的，石灰石漿池(3)也可以只設一組，氣 體吸收、化學反應和漿液更換在同一石灰石漿池(3)交替進行，如每天工作IO小時的備用柴油 發(fā)電機尾氣脫硫可以根據(jù)生產(chǎn)周期的柴油消耗量配置一塔一池一泵的脫硫系統(tǒng)，柴油發(fā)電機停止 工作時更換和處理廢漿液。
權利要求
1.一種序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，是以最廉價的石灰石漿為脫硫劑序批交替吸收反應、以高效脫硫塔為脫硫裝置、以較低的pH、較低的液氣比和經(jīng)濟的脫硫率、以脫硫廢渣為副產(chǎn)物的高效石灰石脫硫工藝，工藝過程包括a.經(jīng)簡單除塵的燃煤煙氣或未經(jīng)除塵的燃油煙氣從塔底進入高效脫硫裝置；b.以其中一組石灰石漿液為吸收劑循環(huán)脫硫，漿液pH逐步降低到預定的較低值后，臨時退出停止吸收，吸收液與其中CaCO3細顆粒繼續(xù)反應使pH恢復，到下一周期再用；c.同時投入另一組石灰石漿液脫硫，直到pH降到預定的較低值后更替；d.一組一組漿液序批投入交替吸收，再與CaCO3反應完全后，更換一組新石灰石漿液；e.廢漿液處理后排放，廢渣脫水后處置，潔凈煙氣經(jīng)煙囪達標排放。
2. 根據(jù)權利要求1所述的序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述石灰 石漿液一般有兩組以上，其中一組投入脫硫吸收反應，另外一組或幾組在低pH下與石灰 石漿CaC03反應；當煙氣和脫硫過程是間歇的，氣體吸收、化學反應和漿液更換可以在 同一石灰石漿池交替進行時，石灰石漿池可以只設一組。
3. 根據(jù)權利要求1所述的序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，其特征還在于，所述上所 述石灰石漿液的pH由投運時的偏中性逐步降低到酸性，臨時退出后繼續(xù)反應由酸性恢復 到偏中性，是一個由高到低再由低到高的吸收反應變化過程，而不是控制pH在某值的連 續(xù)過程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種序批式石灰石漿濕法脫硫工藝，是以最廉價的石灰石漿為脫硫劑序批交替吸收反應、以高效脫硫塔為脫硫裝置、以較低的pH、較低的液氣比和經(jīng)濟的脫硫率、以脫硫廢渣為副產(chǎn)物的高效石灰石脫硫工藝。煙氣進入高效脫硫裝置，以一組石灰石漿液為吸收劑脫硫pH逐步降低到設定值后，臨時退出停止吸收，吸收液與CaCO₃細顆粒繼續(xù)反應使pH恢復后再用，此時另一組石灰石漿液投入脫硫，直到pH降到設定值后更替，一組一組漿液序批投入交替吸收再與CaCO₃反應完全后，更換一組新石灰石漿液，廢漿液處理后排放，廢渣脫水后處置。本發(fā)明投資省、運行費用低、操作管理簡單、應用廣泛，并解決了塔池結(jié)垢問題。
文檔編號B01D53/50GK101327395SQ20081002812
公開日2008年12月24日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權日2008年5月16日
發(fā)明者貢有成 申請人:貢有成