酸性氣體脫除工藝
酸性氣體凈化工藝按照有無廢水排出分為干法、半干法和濕法三種, 每種工藝有其組合形式,也各有優缺點。
1 干法除酸
干法除酸可以有兩種方式, 一種是干式反應塔, 干性藥劑和酸性氣體在反應塔內進行反應, 然后一部分未反應的藥劑隨氣體進入除塵器內與酸進行反應。另一種是在進入除塵器前噴入干性藥劑,藥劑在除塵器內和酸性氣體反應。
除酸的藥劑大多采用消石灰(Ca(OH)2) , 讓Ca(OH)2 微粒表面直接和酸氣接觸, 產生化學中和反應, 生成無害的中性鹽顆粒, 在除塵器里, 反應產物連同煙氣中粉塵和未參加反應的吸收劑一起被捕集下來, 達到凈化酸性氣體的目的。
消石灰吸附HCl等酸性氣體并起中和反應,要有一個合適溫度, 約140 ℃, 而從余熱鍋爐出來的煙氣溫度往往高于這個溫度, 為增加反應塔的脫酸效率, 需通過換熱器或噴水調整煙氣溫度, 一般采用噴水法來實現降溫。
此種工藝的特點是: (1) 工藝簡單, 不需配置復雜的石灰漿制備和分配系統, 設備故障率低, 維護簡便; (2) 藥劑使用量大, 運行費用略高; (3) 除酸(HCl)效率相對濕式和半干式低些。
2 半干法除酸
半干法除酸的吸收劑一般采用氧化鈣(CaO)或氫氧化鈣(Ca(OH)2)為原料, 制備成Ca(OH)2 溶液, 在煙氣凈化工藝流程中通常置于除塵設備之前, 因為注入石灰漿后在反應塔中形成大量的顆粒物, 必須由除塵器收集去除。由噴嘴或旋轉噴霧器將Ca(OH)2 溶液噴入反應器中, 形成粒徑極小的液滴。由于水分的揮發從而降低廢氣的溫度并提高其濕度, 使酸氣與石灰漿反應成為鹽類, 掉落至底部。煙氣和石灰漿采用順流或逆流設計, 無論反應器采用何種流動方式, 其主要目的均為維持煙氣與石灰漿微粒充分反應的接觸時間, 以獲得高的除酸效率。
半干式反應塔內未反應完全的石灰, 可隨煙氣進入除塵器, 若除塵設備采用袋式除塵器, 部分未反應物將附著于濾袋上與通過濾袋的酸氣再次反應, 使脫酸效率進一步提高, 相應提高了石灰漿的利用率。
此種方式的特點是: (1) 半干式反應塔脫酸效率較高, 對HCl的去除率可超過90% , 此外, 對一般有機污染物及重金屬也具有良好的去除效率,若搭配袋式除塵器, 則重金屬去除效率可超過99% ; (2) 不產生廢水排放, 耗水量較濕式洗滌塔少; (3) 流程簡單, 投資和運行費用相對較低; ( 4)石灰漿制備系統較復雜。
3 濕式洗滌塔
濕法脫酸采用洗滌塔形式, 煙氣進入洗滌塔后經過與堿性溶液充分接觸得到滿意的脫酸效果。洗滌塔設置在除塵器的下游, 以防止粒狀污染物阻塞噴嘴而影響其正常操作。同時濕式洗滌塔不能設置在袋式除塵器上游, 因為高濕度之飽和煙氣將造成粒狀物堵塞濾布, 氣體無法通過濾布。濕式洗滌塔產生的廢水經濃縮后, 污泥進入除塵器前設置的干燥塔內進行干燥以干態形式排出。濕式洗滌塔所使用的堿液通常為NaOH, 較少使用石灰漿液Ca (OH) 2 以避免結垢。
此種方式的特點是: (1) 流程復雜, 配套設備較多; (2) 凈化效率較高, 在歐洲及美國應用多年的實踐均可驗證其對HCl脫除效率可超過95% ,對SO2亦可超過80% ; ( 3) 產生含高濃度無機氯鹽及重金屬的廢水, 需經處理后才能排放; (4) 處理后的廢氣因溫度降低至露點以下, 需再加熱, 以防止煙囪出口形成白煙現象, 造成不良景觀; ( 5) 設備投資高, 運行費用也較高。
通過以上比較, 濕法凈化工藝的污染物凈化效率最高, 但流程復雜, 配套設備較多, 并有后續的廢水處理問題, 一次性投資和運行費用高; 干法凈化工藝在日本近年的焚燒廠建設中采用較多, 其工藝比較簡單, 投資低, 運行維護方便, 在很多場合是理想的選擇。但干法工藝凈化效率相對較低, 沒有提升空間; 半干法凈化工藝可達到較高的凈化效率, 投資和運行費用低, 流程簡單, 不產生廢水,歐洲的焚燒廠采用半干法的較多, 丹麥、法國、德國采用半干法的比例分別約為20%、40%和30%。半干法在國內已有較多成功的應用實例, 積累了一定的運行經驗, 故為推薦工藝。
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