小蘇打儲存與給料系統(tǒng):
小蘇打原料儲存在儲倉中。
通過精確的給料機(如螺旋給料機),將小蘇打粉末按需輸送到研磨系統(tǒng)。
研磨與噴射系統(tǒng)(最關(guān)鍵的部分):
研磨:小蘇打原料通常需要通過噴射研磨機進行超細研磨。將其研磨至直徑在20-30微米甚至更細的粉末。增大比表面積是提高反應效率和脫硫率的關(guān)鍵。
噴射:研磨后的高活性小蘇打粉末通過一套或多套噴射裝置,被均勻地噴入煙氣管道(通常在省煤器之后,除塵器之前的煙道中)。
反應區(qū):
噴射點后方的煙道即為反應區(qū)。在這里,小蘇打粉末與煙氣充分混合,并發(fā)生上述的熱分解和中和反應。
為了保證反應效率,需要確保煙氣在反應區(qū)內(nèi)有足夠的停留時間(通常為1-2秒),并且溫度要控制在140-190°C的最佳窗口。
副產(chǎn)品收集系統(tǒng):
反應后產(chǎn)生的固態(tài)副產(chǎn)品隨煙氣進入下游的除塵器(通常是布袋除塵器)。
布袋除塵器不僅收集了脫硫副產(chǎn)品,其濾袋表面形成的粉塵層還能提供額外的反應界面,進一步提高脫硫效率。
系統(tǒng)簡單,投資較低:相對于復雜的濕法脫硫系統(tǒng),干法系統(tǒng)設(shè)備少,占地面積小,土建和安裝成本低。
無廢水、無白煙:整個過程是干式的,不產(chǎn)生廢水,避免了廢水處理問題和煙囪出口的“白色煙羽”現(xiàn)象。
布置靈活,改造方便:特別適合對現(xiàn)有鍋爐或窯爐進行脫硫改造,因為只需在原有煙道中加裝噴射點即可,對原有系統(tǒng)影響小。
啟停快速:可以隨生產(chǎn)設(shè)備的啟停而快速啟停,沒有濕法系統(tǒng)那樣的預熱和清空過程。
副產(chǎn)品為干態(tài),易于處理:收集的副產(chǎn)品是干粉,可用于填埋或作為某些工業(yè)生產(chǎn)的原料(如玻璃制造)。
吸收劑消耗量相對較大:與濕法相比,其化學計量比(實際用量與理論用量的比值)較高,通常需要1.5-2.0甚至更高,這意味著小蘇打的消耗量更大,運行成本受小蘇打價格影響顯著。
脫硫效率有一定限制:在常規(guī)操作下,脫硫效率通常能達到90%-98%,但對于排放標準極其嚴格的地區(qū),可能不如高效濕法脫硫(>99%)。
對操作要求高:噴射量、煙氣溫度、粉末細度、混合均勻度等參數(shù)都需要精確控制,否則會影響效率和成本。
可能對除塵器造成負擔:噴入的粉末會增加下游除塵器的粉塵負荷,需要除塵器有足夠的處理能力。
小蘇打干法脫硫是一種簡潔、高效、無二次污染的煙氣凈化技術(shù)。它完美地利用了小蘇打的化學特性,通過簡單的“研磨-噴射-反應-收集”流程,將氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為固態(tài)副產(chǎn)品。雖然其在吸收劑消耗量和極限脫硫效率上略遜于成熟的濕法技術(shù),但其在投資成本、系統(tǒng)復雜性、無廢水排放和改造靈活性方面的巨大優(yōu)勢,使其在許多特定應用場景中成為了極具競爭力的首選方案。
]]>這是系統(tǒng)的起點,負責物料的儲存和穩(wěn)定輸送。
小蘇打原料儲倉:
功能:儲存來自罐車輸送來的基礎(chǔ)小蘇打原料。通常為碳鋼材質(zhì),需要防潮設(shè)計。
關(guān)鍵部件:倉頂裝有除塵器(脈沖布袋式),防止進料時粉塵外逸;設(shè)有料位計,監(jiān)控料位;底部裝有倉壁振動器或空氣炮,防止物料架橋、結(jié)拱。
精密給料機:
功能:精確、連續(xù)、穩(wěn)定地將小蘇打原料從儲倉中輸出到下一環(huán)節(jié)(研磨系統(tǒng))。給料的準確性直接決定脫硫效率和運行成本。
類型:通常采用失重秤或螺旋給料機,精度極高。
普通小蘇打粒徑較大(約200目),無法直接用于高效脫硫。此系統(tǒng)將其研磨至超細粉末以滿足要求。
超細研磨機:
功能:將小蘇打(NaHCO?)研磨至D90 < 20μm(約600目以上)?的超細粉末。粒徑越細,比表面積越大,反應活性越高,脫硫效率也越高。
類型:通常采用機械式磨盤研磨機或氣流磨。
羅茨風機:
功能:為研磨系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓縮空氣源。一方面用于物料的流化,防止堵塞;另一方面作為動力源,將研磨后的超細粉通過管道進行氣力輸送。
研磨成品倉:
功能:暫時儲存研磨好的超細小蘇打粉末。
關(guān)鍵部件:同樣配有料位計、倉頂除塵器和流化裝置(流化板或流化棒),確保粉料處于干燥、松散狀態(tài),便于后續(xù)的穩(wěn)定噴射。
負責將超細小蘇打粉末均勻、準確地注入煙道。
定量給料裝置:
功能:根據(jù)煙氣入口的SO?濃度、煙氣量等參數(shù),精確控制進入噴射器的粉料量。通常也采用高精度的失重秤。
噴射器(給料器):
功能:利用文丘里效應或流化原理,將物料與壓縮空氣充分混合,形成均勻的氣固兩相流。
類型:文丘里式噴射器或流化式噴射器。
噴射噴嘴:
功能:將氣固混合物均勻地分布并噴射到煙道的核心高溫區(qū)域。噴嘴的數(shù)量和布置位置至關(guān)重要,必須保證粉末與煙氣能充分、快速地混合。
煙道(反應管道):
功能:這不是一個獨立的設(shè)備,而是工藝反應的場所。噴射出的NaHCO?在高溫煙氣(140°C – 210°C 為最佳反應溫度窗口)中瞬間分解為Na?CO?,并立即與SO?反應。
要求:需要保證足夠的反應停留時間(通常>2秒),因此噴射點后的煙道需要有足夠的長度。
負責收集反應后的副產(chǎn)物。
高效布袋除塵器(必配):
功能:
氣固分離:捕集煙氣中攜帶的絕大部分脫硫副產(chǎn)物(主要是Na?SO?)和未反應完的吸收劑。
二次反應平臺:附著在濾袋表面的粉層形成了一個“過濾床”,當煙氣穿過時,未反應的吸收劑能繼續(xù)與殘余的酸性氣體反應,進一步提高脫硫效率。
要求:濾袋需選擇適用于堿性工況和可能濕度變化的材質(zhì)(如P84、PTFE覆膜等)。
引風機:
功能:提供整個系統(tǒng)煙氣流動的動力,克服系統(tǒng)阻力。通常安裝在除塵器之后,是系統(tǒng)的“心臟”。
PLC/DCS控制系統(tǒng):
功能:是整個系統(tǒng)的大腦。實時監(jiān)測煙氣參數(shù)(SO?濃度、流量、溫度等),自動調(diào)節(jié)小蘇打的給料量,實現(xiàn)精準控制和節(jié)能運行。
溫度范圍:
小蘇打脫硫的適宜溫度為?140~200℃(中低溫脫硫)。溫度過高(>250℃)可能導致小蘇打分解(生成Na?CO?和CO?),降低反應效率。
若用于高溫煙氣(如燃煤鍋爐),需先降溫或改用干法噴射+布袋除塵組合工藝。
濕度要求:
煙氣含適量水分(>5%)可促進反應,但濕度過高易導致設(shè)備結(jié)垢或堵塞。
化學計量比:
理論用量為?1mol NaHCO? : 1mol SO?,實際需根據(jù)煙氣中SO?濃度超量添加(通常1.2~1.5倍)。
過量使用會增加成本,且未反應的NaHCO?可能影響后續(xù)除塵。
顆粒度優(yōu)化:
小蘇打需研磨至?20~50μm?的細粉,增大比表面積以提高反應速率。
顆粒過粗會導致反應不完全,過細可能增加粉塵夾帶。
均勻噴射:
通過噴嘴將小蘇打粉體均勻噴入煙道,避免局部濃度過高或過低。
噴射位置通常選在除塵器前的煙道中,確保充分混合。
防堵塞措施:
噴射系統(tǒng)需配備流化裝置(如壓縮空氣輔助),防止小蘇打吸潮結(jié)塊。
主要產(chǎn)物:
小蘇打與SO?反應生成?亞硫酸鈉(Na?SO?)和硫酸鈉(Na?SO?),需通過除塵器(如布袋除塵)收集。
資源化利用:
副產(chǎn)物可作為工業(yè)原料(如造紙、玻璃制造),但需檢測雜質(zhì)含量。
環(huán)保風險:
若副產(chǎn)物含有重金屬等污染物,需按危廢處理,避免隨意堆放。
腐蝕風險:
反應生成的酸性物質(zhì)(如SO?、HCl)可能腐蝕煙道和除塵器,需采用防腐材料(如316L不銹鋼、玻璃鋼)。
清灰頻率:
定期清理除塵器,防止副產(chǎn)物積壓影響系統(tǒng)阻力。
粉塵爆炸風險:
小蘇打粉體在空氣中達到一定濃度時可能爆炸,儲存和噴射系統(tǒng)需防靜電、防明火。
人員防護:
操作人員需佩戴防塵口罩和護目鏡,避免吸入粉塵。
脫硫劑準備:首先,小蘇打(碳酸氫鈉,NaHCO3)作為脫硫劑在料倉中儲存。通過下料閥均勻進入研磨機,研磨機中的研磨盤和分級輪高速旋轉(zhuǎn),將NaHCO3物料粉碎至設(shè)計要求的粒徑,一般要求粒徑在20μm以下。
噴射系統(tǒng):研磨后的超細小蘇打粉通過噴射系統(tǒng)噴入高溫煙氣管道中。噴射系統(tǒng)的作用是確保小蘇打粉末能夠迅速與煙氣中的SO2接觸并發(fā)生化學反應。
脫硫反應:在高溫條件下,噴入的NaHCO3迅速分解生成碳酸鈉(Na2CO3)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應活性,進一步與煙氣中的二氧化硫(SO2)反應,生成亞硫酸鈉(Na2SO3)和水(H2O),從而實現(xiàn)SO2的吸收凈化。
布袋除塵:脫硫反應后產(chǎn)生的粉狀顆粒物(包括未反應的小蘇打和生成的副產(chǎn)物如硫酸鈉、亞硫酸鈉等)隨氣流進入布袋除塵器進行收集。布袋除塵器可以有效捕集這些顆粒物,防止其進入后續(xù)系統(tǒng)。
副產(chǎn)物處理:收集到的脫硫灰通常會進行進一步處理,例如資源化利用或安全處置。脫硫灰的主要成分包括硫酸鈉、亞硫酸鈉和未反應的小蘇打。
整個過程強調(diào)了小蘇打的高效利用和對煙氣中SO2的快速吸收凈化能力,同時通過布袋除塵器有效控制了粉塵排放,確保了環(huán)保效果。
]]>具體來說,小蘇打脫硫過程包括以下幾個步驟:
化學反應:小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學反應外,小蘇打還可以通過物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設(shè)備應用:小蘇打脫硫通常應用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風機等設(shè)備。通過稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點,適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領(lǐng)域。然而,小蘇打價格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應用中可能會產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術(shù)是一種高效且經(jīng)濟實用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領(lǐng)域,但其應用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>干法小蘇打脫硫工藝具有以下特點:
高效脫硫:該工藝能夠去除尾氣中95%以上的SO?,甚至可以達到99%的去除率。
無需噴水:整個過程不需要添加任何水分,避免了濕法脫硫中產(chǎn)生的廢水問題,同時也不會產(chǎn)生溫降,因此不會出現(xiàn)煙囪冒白煙的現(xiàn)象。
設(shè)備簡單:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備投資和運行成本較低,且操作維護方便。
適應性強:該工藝對煙氣工況適應性強,能夠根據(jù)鍋爐負荷波動靈活調(diào)整噴入量,實現(xiàn)超低排放。
副產(chǎn)物回收:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用。
此外,干法小蘇打脫硫技術(shù)廣泛應用于煤電廠、垃圾焚燒廠、玻璃制造、水泥生產(chǎn)及冶金等行業(yè),適用于處理含有酸性物質(zhì)的工業(yè)廢氣。該技術(shù)不僅滿足嚴格的環(huán)保要求,還具有經(jīng)濟效益高、投資省、運行費用低等優(yōu)點。
]]>優(yōu)點:
成本低廉:小蘇打易于獲取且價格便宜,降低了脫硫過程的經(jīng)濟成本。
反應速度快:小蘇打與SO?反應迅速,能夠快速凈化煙氣中的酸性物質(zhì)。
操作簡單:小蘇打脫硫工藝簡單,易于操作和管理。
無毒害:小蘇打本身無毒害,對環(huán)境和人體較為安全。
副產(chǎn)物可回收:脫硫后的副產(chǎn)物(如Na?SO?和Na?SO?)可以回收再利用,減少廢棄物的產(chǎn)生。
能耗低:小蘇打脫硫過程中能耗較低,特別是在凈化后煙氣溫度較高的情況下,有利于煙囪排氣擴散,不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象。
無污水排放:干法脫硫工藝無污水、污酸處理問題,減少了環(huán)境污染。
缺點:
脫硫效率較低:小蘇打脫硫的效率相對較低,尤其是在干法脫硫中,反應速度和氣固混合是制約其效率的主要因素。
反應產(chǎn)物需進一步處理:小蘇打脫硫過程中產(chǎn)生的反應產(chǎn)物(如二氧化碳和硫酸鹽)需要進一步處理,否則會影響后續(xù)工藝。
反應過程中產(chǎn)生的二氧化碳:反應過程中產(chǎn)生的二氧化碳會影響反應的進行,需要采取措施去除。
設(shè)備龐大:小蘇打脫硫設(shè)備龐大,占地面積較大。
小蘇打脫硫具有成本低、操作簡單、無毒害等優(yōu)點,但也存在脫硫效率低、反應產(chǎn)物需進一步處理等缺點。