效率高、能循環(huán)——氫氧化鈣濕法脫硫,有點牛
氫氧化鈣Ca(OH)2是非常重要的化工原料,由于自身的堿性、抗菌作用、煙氣脫硫效果、吸收CO2及在聚合物中的補強作用,廣泛用于電力、化工、建筑、食品、醫(yī)藥、塑料、造紙、石油添加劑等行業(yè),是較常用的化工原料之一。
根據(jù)生產(chǎn)工藝和反應(yīng)體系的不同,CaO加水消化為Ca(OH)2的工藝分為干法消化(Dry Hydration)和濕法消化(Wet slaking)兩種工藝路線。
將某種粒度大小的生石灰投放到消化器中與定量的水(其中水灰質(zhì)量比約為0.5-0.8)相互作用而進行消化反應(yīng),因為加水量少,直接制得含水較少的Ca(OH)2粉末。消化反應(yīng)過程中釋放出的熱量將部分水轉(zhuǎn)變成水蒸氣,產(chǎn)生的膨脹壓力填充于粒子間隙。孔隙體積增大,組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,Ca(OH)2形成質(zhì)地疏松的粉末,體積增大為原體積的1.5-2.0倍,產(chǎn)物和原料流動性較好。
氧化鈣與水在液相體系中的反應(yīng),所得產(chǎn)物是氫氧化鈣漿料,反應(yīng)結(jié)束后需進行過濾、烘干、粉碎、收集以得到粉體狀氫氧化鈣。
相對于干法消化工藝,濕法消化所得氫氧化鈣產(chǎn)品白度高、比表面積大、反應(yīng)體系均勻、工藝穩(wěn)定、效率高、消化條件易控,但水灰比大,工藝復(fù)雜,成本高,且由于反應(yīng)在液相體系中進行,溫度難以超過100°C,使得許多過燒的石灰石活性低,難以水化。此外,輕燒的石灰石也由于存在部分未被燒成CaO的物料在消化后被當(dāng)做殘渣除去,使得單位產(chǎn)品的石灰石原料消耗大,生產(chǎn)裝置方面也存在一定程度的堵塞與腐蝕,不如干法消化工藝裝置簡單便捷。
氫氧化鈣煙氣脫硫的基本原理是,通過煙氣大面積與Ca(OH)2的接觸,使煙氣中的SO2溶解于水并和氫氧化鈣漿液反映生成亞硫酸鈣,在鼓入大量空氣的條件下,使亞硫酸鈣氧化生成石膏,從而達到降低煙氣中SO2的目的。
煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝是一種使用石灰/生石灰(CaO/Ca(OH)2)作為吸收劑、以循環(huán)流化床作為脫硫吸收反應(yīng)器的新型半干法脫硫工藝,充分利用循環(huán)流化床的特性,脫硫劑在進行氣、固兩相間的傳熱傳質(zhì)過程中循環(huán)多次,延長了反應(yīng)時間,爐內(nèi)未反應(yīng)完全的大顆粒CaO被湍流破碎,為SO2反應(yīng)提供了更大的表面積,從而提高了脫硫效率和脫硫劑的利用率。
爐內(nèi)噴鈣是采用爐膛吸收劑噴射(FSI)脫硫技術(shù),即把石灰石噴入爐膛內(nèi),在超過750℃的高溫下迅速分解成CaO,CaO與SO2在800~1200℃的高溫區(qū)域內(nèi)直接進行反應(yīng)生成了CaSO4,由于其脫硫效率僅20%~50%,遠低于濕法和半干法脫硫。通過對煙氣增濕活化,使?fàn)t內(nèi)未能參與反應(yīng)完全的CaO經(jīng)過噴射增濕轉(zhuǎn)變?yōu)镃a(OH)2,煙氣中的SO2與較高化學(xué)反應(yīng)活性的Ca(OH)2進行反應(yīng),從而將脫硫效率提高至70%~80%。
(1)脫硫效率高。氫氧化鈣濕法脫硫工藝脫硫率高達95%以上,不但二氧化硫濃度很低,煙氣含塵量也大幅減少。
(2)技術(shù)成熟,運行可行性好。新建的大機組采用濕法脫硫工藝先進,使用壽命長,可取得良好的投資效益。
(3)對煤種變化的適應(yīng)性強??捎糜谌魏魏蛄康拿悍N的煙氣脫硫,無論是含硫量大于3%的高硫煤,還是含硫量低于1%的低硫煤。
(4)吸收劑資源豐富,價格便宜。脫硫工藝需求劑的石灰石,在我國分布很廣,資源豐富。
(5)脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用??梢栽黾与姀S效益、降低運行費用。
(6)技術(shù)進步快。近年來對氫氧化鈣濕法工藝的研究與不斷的改進,如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔,塔內(nèi)流速大幅度提高,噴嘴性能進一步改善等。
氫氧化鈣用作煙氣脫硫劑在原料、生產(chǎn)工藝、價格、應(yīng)用效果幾個方面基本達到一個優(yōu)勢平衡。在實際應(yīng)用中,相較于其他脫硫劑及工藝較為成熟,應(yīng)用潛力依舊很大。
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