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氧化镁湿式电气脱硫系统工程简介

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氧化镁湿式电气脱硫系统工程简介李根雨(天津汉城夏普环保设备有限公司董事长兼总经理,在中韩国民官环保企业协会会长)金松峰(天津汉城夏普环保有限公司副总经理高级工程师)车美兰(技术营业部科长工程师)
摘要:燃煤烟气中排放出大量的粉尘,二氧化硫和氧化氮等污染物,给环境生态带来严重的破坏,发展烟气净化技术势在必行.根据脱硫工艺在燃煤过程中所处位置,脱硫可以分为燃烧前脱硫-原煤洗选脱硫、燃烧中脱硫-循环流化床脱硫和炉内喷钙脱硫、燃烧后脱硫-烟气脱硫等等.我公司在传统脱硫技术的基础上,经过深入调研、研发出适合中国国情的氧化镁湿式电气脱硫及回收副产品工程技术,本文主要介绍此项技术的工艺过程,特点及经济性分析.
前言本公司烟气脱硫主要技术为氧化镁-七水镁湿法电气脱硫.脱硫剂为氧化镁与水配制的悬浮浆液,氧化镁由于其良好的化学活性及来源丰富而将成为中国湿法脱硫广泛采用的脱硫剂原料.二氧化硫与氢氧化镁反应后生成的亚镁、强制氧化为镁、硫.酸镁溶液经冷却之后生成副产品七水镁外销.本设计方案采用一体化塔工艺、从锅炉来的原烟气中所含的二氧化硫通过氧化镁浆液的吸收在塔内进行脱硫反应、脱硫效率大于95,处理100%的烟气、生成的亚镁悬浮颗粒,通过强制氧化在集水池中氧化成镁溶液.其它有害物质如飞灰,三氧化硫、HCl和HF大部分含量也得到去除.脱硫剂通过制浆装置配成30%浆液通过氢氧化镁浆液泵补充到塔内.
我公司提供氧化镁法湿式电气脱硫技术特点和工艺流程,给参会专家仅供参考、请批评指正.
一、湿式电气脱硫系统工艺系统介绍
主要系统构成:附件1.韩国造纸厂外观高新技术湿式电气脱硫设备(De-SOx WET ESI)的原理(1)工艺说明脱硫除尘系统湿式电气脱硫设备湿式电气脱硫设备不仅能除掉氧化硫(SOX), 粉尘, HCl, HF, 等其它成份,而且能除去细微白烟.
圆筒形高压文丘里塔从干式电气除尘器排放的高温烟气进入圆筒形高压文丘里塔、与引入的烟气同方向喷淋的水,在极小面积内气液充分接触反应.去除大粒子粉尘和部分氧化硫、因圆筒形高压文丘里塔的前端部分会产生大幅度的温度变化,腐蚀现象也比较严重、所以设计时我们采用防腐蚀材料.
吸收塔圆筒形高压文丘里塔中第一次处理的烟气进入吸收塔、入口位于吸收塔下端中央,并以一定角度向下倾斜,可以减少烟气的偏流现象,防止上面喷淋的脱硫污水流入烟道.为了方便维修防止吸收塔底部沉积悬浮物,吸收塔底部设计倾斜一定角度,喷淋的水静压流入集水池. 设计一台风机向集水池底部强制送风,使氧化镁药品与脱硫污水充分混合,亚镁(MgSO3)进一步氧化成镁(MgSO4),并防止悬浮物沉积.吸收塔中适当的运行液气比是非常重要、过大的液气比会增加水泵的运行费用,气态时增加压力损失,因此增加送风机的运行费用.以不足液气比状态运行时影响液体的流动,有可能导致烟气偏流、降低烟气和喷液的接触效率,产生脱硫效率降低的现象.为了消除上述现象设计上考虑选择适当的液气比、在脱硫塔烟气入口设置分配板或多孔板,使烟气均匀流动.为了最大限度地提高吸收塔中二氧化硫脱硫效率,烟气中的二氧化硫和循环水接触应为最佳状态.吸收塔中循环水喷液的粒子越小,接触及吸收效率越好,粒子大小与喷嘴的形状及大小,水泵的出口压力有关,但是如果缩小喷液粒子的大小,会提高循环泵的动力、增加喷嘴及水管的磨损,因此喷液粒子大小设计成2000±200 m左右.脱硫塔内烟气及喷液量分配不当会导致烟气和液体接触时间的缩短、减少反应的接触面积,降低脱硫效率,因此设计上考虑循环水在整个断面上均匀喷淋,形成气液充分接触,并且喷嘴的喷淋角度在喷嘴端的1M以下重叠200%左右,考虑充分的反应空间.喷头与喷嘴容易分离,维修及管理方便.吸收塔内的脱硫吸收反应分为2SO2 Mg(OH)2 →MgSO3 H2O中和反应Mg(HSO3)2 Mg(OH)2 →2MgSO3 2H2O中和反应MgSO3 12O2 →MgSO氧化反应特殊电流装置特殊电流装置是将圆筒形高压文丘里塔和吸收塔中未除掉的二氧化硫(SO2),粉尘, 微量的HCl和HF, 三氧化硫(SO3)等其它有害物质,利用○极板和○-极板通电后产生的高压电场将其去除,圆筒形高压文丘里塔、吸收塔中生成的亚镁(MgSO3),镁( MgSO4)等盐成份和粉尘,与水蒸气接触后生成白烟.特殊电流装置的○-极放电,使液体粒子中未反应的烟气和液体吸附到○极上. ○极上白烟液体粒子被破坏,烟气重新与液体反应之后变成液吸附到○极、落到下端. 粉尘和白烟一起吸附到○极沿着墙面往下流. 利用泵向○极墙面喷淋一定的水形成水膜,清洗沉积的除尘粒子. 特殊电流装置能除掉粒子大小为0.01μm以上的微粒子, 100%处理白烟. (参考: 吸烟产生的烟气粒子大小为1μm .) 附件2.电晕图集水池集水池是液体的流入流出最活跃的部分,其流程如下.流入流出湿式电气脱硫设备中吸收氧化硫后排出的循环水补充水根据PH值自动调节从氧化镁存储罐流入的氢氧化镁(Mg(OH)2)溶液量MgSO4 7H2O 生产工程中回收MgSO4 7H2O之后的水为了提高MgSO4 7H2O纯度再次输送到2除杂设备的水烟气系统冷却了的原烟气进入圆筒形高压文丘里塔进行脱硫反应、去除部分大颗粒粉尘和部分氧化硫、经吸收塔与喷淋浆液充分接触反应、去除二氧化硫、第二次被处理后烟气经特殊电流装置去除细微粉尘和白烟,处理后净烟气经加热器,引风机从烟囱排放到大气中.
脱硫剂供给系统工程主要由, 有压式输送装置,MgO存储罐, MgO混合罐及输送装置, 脱硫剂输送泵, 搅拌器, MgO 粉尘处理用除尘器, 各种仪表等设备组成.氧化镁与补充水按一定比充分混合生成氢氧化镁(Mg(OH)2)溶液,输送到脱硫工程,这时充分搅拌、防止管道堵塞.这时根据集水池和氧化池中的PH值自动调节氢氧化镁的供给量,并且所有机器设备设计及安装均考虑了安全维护补充水及循环水系统供给水脱硫过程对水质没有特殊要求,但七水镁(MgSO4 7H2O)生产用或污水再利用等根据情况不同对水质有相应的要求. 补充水主要包括脱硫净烟气带走的水蒸气、七水镁制造用水,制备氢氧化镁溶液用水,为了保持氯根浓度周期排放污水等.补充水为了保持循环水的PH6~6.5,杂质浓度,盐浓度等水质符合脱硫设计的要求,提高脱硫效率,向第3次特殊电流装置的0极板雾状喷淋,喷淋的水在0极板上形成水膜,能起到清洗白烟中的粉尘和盐成份的作用. 氧化镁(MgO)与水(H2O)以一定比率混合后生成一定浓度氢氧化镁( Mg(OH)2 ).
循环水.由循环泵把脱硫剂和补充水打入集水池后,通过喷淋层喷淋.在吸收塔内二氧化硫和氢氧化镁反应之后生成的亚镁和原烟气中的粉尘和杂质进入集水池,通过PH测试装置控制集水池的PH值为6~6.5,自动调节脱硫剂供给量.通过水位测试仪自动调节集水池中水位、能起到清洗特殊电流装置表面,镁溶液浓度达到一定浓度时,自动阀自动起动循环泵,在氧化池中氧化剩余的亚镁和镁溶液由浆液输送泵输送到七水镁(MgSO4・7H2O) 生产工程. 此设备集水池中水温度为56~60℃左右.
脱杂系统脱硫污水不能直接排放至环境、可以提高浓度,去除杂质,回收副产品.
脱硫设备→氧化池除去杂质↓仓库←包装回收器浓缩设备从脱硫污水中去除杂质之后回收七水镁( MgSO4 7H2O),提纯使其商品化外销.
进入七水镁设备的水中杂质低于30mgL,生产七水镁( MgSO4 7H2O)之后排出的污水可以连续循环使用. 但煤中Cl- 浓缩之后影响设备腐蚀和七水镁的商品性,Cl- 浓度应维持在1~1.5%以下,镁溶液系统在脱硫塔内二氧化硫和氢氧化镁反应之后生成的亚镁进入集水池,由送风机往集水池强制送风,氧化成镁. 含镁的水连续循环使用于脱硫过程,把循环水中镁浓缩到一定浓度之后由泵打入氧化池.流入氧化池的水中大量存在亚镁、按集水池同样原理用由送风机往氧化池强制送风,把水中剩余的亚镁氧化成镁、在氧化池中亚镁完全氧化反应生成镁之后输送到脱杂系统.
副产品(七水镁)制造系统脱硫设备中生产七水镁(MgSO4 7H2O)是我公司首创技术,七水镁生产工艺是脱硫污水经脱杂设备去除杂质之后,镁溶液经浓缩设备结晶出七水镁.从脱杂设备流出的镁(MgSO4)溶液透明,无粘性,温度为35~40℃、杂质含量为30 mgL以下.此溶液输送到MgSO4・7H2O经浓缩脱水生成MgSO4・7H2O晶体.回收的七水镁经干燥后包装贮仓.水从七水镁( MgSO4 7H2O)分离回收后输送到脱硫塔循环使用.
二、技术经济效益比较分析脱硫剂来源氧化镁在中国的储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右.中国氧化镁储藏量可使用500年以上.石灰石均匀储藏在世界各国,生产和供给顺利,但设备大,投资多.还有设备损耗引起的维修费过多和运行费用大,但很多发达国家也仍在使用,氧化镁脱硫除尘系统设备简单,安装占用空间小,效率高,维护费用低,副产品经济效益好,转变了脱硫设备收益少的局面,是一项能获得经济效益的双盈工程.氧化镁是对人体无害的药物,与反应产生易溶于水的盐(MgSO4),同时产生七水(MgSO4 7H2O)或一水镁(MgSO4 1H2O),无水镁等副产物.氧化镁矿产地在辽宁海城,岫岩,山东莱州,山西白云石矿等、七水镁市场分析
七水镁即工业镁、其性质为:无色细小的针状或斜柱状结晶.无臭、味苦,相对密度1.68.易溶于水,微溶于乙醇和甘油、在67.5℃时溶于自身的结晶水中.常温下在干燥空气中失去1分子结晶水而被风化.受热分解,70~80℃时失去4分子结晶水,150℃时失去6分子结晶水,200℃时失去全部结晶水而成无水物.七水镁由于其可观的市场经济价值而越来越受到人们的关注,为使广大客户充分了解镁相关产品的市场价值,在医药,印染,纺织,制革和农业肥料方面均有市场需求,经过这次广交会调查,目前出口量达到10万吨h, 尤其是作为新型农业肥料,它的市场需求正处于上升阶段,必将为率先进入生产七水镁市场的企业带来丰厚回报.
结束语实践中我们体会到中国地域辽阔、环境条件不同、脱硫剂的品种来源不同、在不同的地区采用不同的脱硫技术(干法,半干法,湿法).在党和政府领导下,各种脱硫技术百花齐放,发挥各自特点、早日实现蓝天工程.
我们认为未来我国烟气净化技术的选择应该从经济,技术,环境等角度综合考虑,采用能回收价值高的副产品、以补偿净化设施全部或大部分费用;工艺流程简单,专用设备少,能同时除尘脱硫;脱硫剂价廉易得;无二次污染;运行和维护费用低.
本文介绍的氧化镁湿式电气脱硫系统工程就是符合上述原则的最具有竞争力的烟气净化技术,将来竞争中会成为我国未来烟气净化技术主流之一.
主要业绩照片:
第3部分原理图
③形成高压弱电流去除SOx(有害物质)和粉尘等微粒污染物.
④排放净气
②SOx和化学药品进行第二次化学反应、SOx反应生成MgSO3,将凝集.去除SOx和灰尘等成为微粒.
①SOx(有害物质)和粉尘的等0染物进入塔后,由于喷雾式水(H2O)管道(Venturi)内部的湿度降到60~70℃、将沉淀粉尘等的比较大的0染物质.SOx接触与化学药品进行第一次化学反应、去除部分SOx.
第2次对烟气处理氧化硫族脱硫反应吸收塔
第3次处理微细白烟
第1次对烟气处理进烟气烟囱回收装置杂质处理设备MgO净化烟气湿式电气脱硫设备引风机干式电气除尘器电厂锅炉水(H2O)岭东火力发电厂,2台400,000kW2台200,000kW 锅炉用脱硫设备外300余台现代电子, 锅炉用湿式电气脱硫设备韩国造纸、锅炉用湿式电气脱硫设备韩一合纤, 锅炉用湿式电气脱硫设备三星精密化学, 锅炉用湿式电气脱硫设备OB 啤酒厂, 锅炉用湿式电气脱硫设备三养社, 锅炉用湿式电气脱硫设备

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