气动乳化脱硫技术

气动乳化脱硫技术1.气动机理气动乳化是一种过程，乳化是一种状态。气动乳化过程是这样形成的：在一圆形管状容器中，经加速的含硫烟气以一定角度从容器下端进入容器，与容器上端下流的不稳定循环液相碰，烟气高速旋切下流循环液，循环液被切碎，气液相互持续碰撞旋切，液粒被粉碎得愈来愈细，气液充分混合，形成一层稳定的乳化液。在乳化过程中，乳化液层逐渐增厚，当上流的气动托力与乳化液重力平衡后，最早形成的乳化液将被新形成的乳化液取代。循环液带着被捕集的SO2断续流经均气室直至回到循环槽,在乳化室内，只要有足够的处理气流量，总将保持一相对稳定的乳化液层。含硫烟气在乳化室内参与了气动乳化过程，烟气中的SO2与乳化液层中的循环液微细液粒接触，由于在乳化液中，液粒的比表面积比起水膜除尘、喷淋除尘方式中液滴要大数倍至数十倍，因而，单位液量捕集SO2的效率显著增大。对于含硫烟气来说，液粒趋细，活化了液粒，更有利于化学净化过程。对于烟气，脱硫过程中的吸收、中和、氧化全部在乳化液层内完成。在工艺部分，结合电石泥/石灰脱硫，有更加具体的说明。2.标准结构气动乳化脱硫塔由三部分组成，含硫烟气首先进入均气室，再进入气动乳化过滤元件组，最后通过气液分离室，净化后的烟气出塔并排入大气。各部件的作用简述如下：均气室的作用是均匀分配烟气给每一过滤元件，使每一过滤元件发挥同等的过滤作用。烟气分配不均匀，将严重影响过滤器除尘脱硫效率；气动乳化过滤元件组，是过滤器的核心，它提供一个主要是紊流掺混的强传质气动乳化空间，它是烟气净化的主要构件，气动乳化过滤元件的结构，气流速度，布液量都直接影响烟气净化的效率。气液分离室，用于气液分离，液气分离采用凝并和惯性原理，结构简单，气液分离室还有进一步除尘脱硫的作用。3.气动乳化脱硫塔的应用气动乳化脱硫塔，在可靠性、液气比、脱硫率、耐磨、耐高温、耐腐蚀、防垢、防堵、防烟气带水、节能方面具有明显优势，13年以来有超过500脱硫塔的运行业绩。4.技术重点采用气动乳化脱硫塔，优势在于提高脱硫率、与生产完全同步的运行率、极低的运行费用；采用气动乳化脱硫塔，关键在于脱硫塔的三耐二防，即耐磨、耐腐蚀、耐高温、防堵塞、防结垢；基础在于气动乳化的机理结构、没有喷嘴、316L不锈钢材质。完全落实三耐二防，是本次建设的重点。气动乳化脱硫，其经济性优势十分明显，年运行费仅为其他脱硫方式的30%。传统脱硫方式存在的问题——无处不在的腐蚀结垢和堵塞脱硫循环液含有钙、镁、铁等离子。这些离子会在塔内结垢，垢是混合结晶体，成长速度很快，结垢以后，脱硫系统完全报废。其他脱硫方式所用的脱硫塔，离不开喷嘴，连续工作的喷嘴不可避免地磨损、腐蚀、结垢、堵塞。喷嘴堵死后，脱硫失效。气动乳化脱硫塔是唯一不需要喷嘴的脱硫塔，没有喷嘴，不会堵塞。5.气动乳化的防堵机理气动乳化脱硫塔的过滤元件不仅提供200mm×300mm的足够空间作为气流通道，更为重要的是，元件上面是高速旋转的乳化液层。通过每个过滤元件的透镜，可以一目了然地看到工作中的乳化液层，液层内的气液进行着高速旋切碰撞，冲涮着过滤元件。过滤元件与水平面成50度角。极大的元件间空间，以及循环液永不停顿地高速旋切碰撞，超过500多个案例已经证明，气动乳化塔不会堵塞。（附图1：株冶多膛炉脱硫塔乳化液层，从1999年7月运行至今，已经超过12年，进口SO2浓度14400—25000mg/Nm3，出口SO2浓度10mg/Nm3脱硫率99.8%,与生产系统同步运行率100%，没有出现过堵塞、腐蚀，至今还在一如既往运行）6.气动乳化的耐腐机理气动乳化脱硫塔由316L不锈钢制作，其耐磨、耐腐蚀、耐高温价值已被证明，符合国际标准的316L不锈钢，耐含高氯离子浓度在内的各种强腐蚀浆液溶液的腐蚀。尽管316L不锈钢材料的单价一直是A3钢10倍。但10余年来舒创从来不以其他材质做塔，从来没有抱过任何侥幸心理，将脱硫塔穿孔风险转由用户承担。高温及热交变应力、高磨损、重腐蚀下，其他材料塔内防腐都不可靠。用316L不锈钢，万无一失。（316L不锈钢气动乳化脱硫塔塔体——安装在中国电力集团下属企业的气动乳化脱硫塔的316L不锈钢材质的过滤器组件，500台气动乳化脱硫塔全部由316L不锈钢制作、安装，采用316L不锈钢的还包括所有循环浆管、排浆管、脱硫后的净烟气管及所有管道的主要部件。）7.最节能的气动乳化气动乳化无喷嘴布液法仅对水量有要求，对水压没有要求，只要循环液够流入脱硫塔就行，其他方法需要较高的水压以求喷淋效果；气动乳化脱硫塔能使用任何脱硫剂，以更小的液气比，得到更高的脱硫率。非常节能。其他脱硫塔都带喷嘴，喷嘴必须克服0.15-0.2MPa的喷嘴阻力，才能产生符合脱硫要求的喷淋液，通常这种带喷嘴的脱硫塔的循环泵扬程需要60m，而不需要喷嘴的气动乳化脱硫塔循环泵扬程只需要20m，仅此单项，在相同循环液量的前提下，气动乳化脱硫已经节能66%，泵的扬程单项节能，仅为空塔喷淋的1/3。由于气动乳化是强传质脱硫，处理同样烟气量、同样浓度的含硫烟气，其液气比不到其他空塔喷淋脱硫的1/4。低扬程、低液气比，两项叠加综合节能效果明显，气动乳化强传质、低扬程、低液气比脱硫系统的能耗，仅为空塔喷淋脱硫能耗的1/10。气动乳化脱硫，塔阻最低可为800Pa,不及空塔喷淋等方式的1/2。小结：低扬程泵、低阻力塔、低循环液气比，气动乳化脱硫能耗极低，为用户降低脱硫成本，在运行费中，能耗占60%至80%，降低了能耗这个大头，用户的脱硫费用大大降低，实实在在省钱。乳化脱硫塔脱硫后生产含水率10%的二水石膏，已经应用广泛，供不应求，石膏的销售收入，不仅完全抵消石灰石成本和人工费，且能冲减部分电费，在操作管理甚佳的前提下，甚至能够通过脱硫赚钱。因此，我们的脱硫系统不仅能实现节能减排，还能为企业增加经济效益和社会效益。我们最为值得高兴的是，所有采用气动乳化脱硫的用户，从来不需要为脱硫排放超标而困扰，选择气动乳化脱硫，一劳永逸。8.精巧设计以求完美脱硫设计精巧，源于我们的10多年的专业脱硫经验，我们在实践中精益求精，发展出了减少对仪表控制的依赖、容易操作能全天候经济运行的脱硫系统。而三耐二防、高效节能等用户的切实需求，已经完全融入项目的每个设计细节。气动乳化建设得到国家的支持,双旋流器气动乳化脱硫塔获国家专利，更重要的得到了电力、石化、有色、冶金多行业的用户信任。9．吸收系统的工艺流程烟气从脱硫塔下部的均气室进入脱硫塔，在脱硫塔的吸收区，烟气与循环液充分传质，烟气中的SO2被脱除，脱硫后烟气经除雾后从塔顶离开脱硫塔。吸收了SO2的浆液落入塔的下部，流入脱硫塔循环槽，槽中被加入氧化空气，浆液就地氧化生成石膏。脱硫塔采用316L不锈钢制作，确保脱硫塔不会因腐蚀而停用。脱硫塔的中部是核心部件-气动乳化过滤单元，有16个过滤单元，每个高4.5m，内含2个旋流器，2个强传质乳化层的存在，确保了烟气中的SO2能稳定达标排放。脱硫塔的上方为除雾器，用来除去净化后烟气中夹带的水分。除雾器是塔的一部分，除雾器要求气流速度越小越好，速度小，水滴的动能小，便于捕捉，设计的速度约2.5m/s。塔下是循环槽，槽的底部布氧化空气管，槽内设搅拌器，搅拌器防止循环浆液沉淀，循环浆液在循环槽内由脱硫循环泵送入脱硫塔脱硫，循环槽开有溢流口。10．吸收机理脱硫塔是系统的核心，气流在塔内过塔高度15m，在塔内停留时间7秒。湿法烟气脱硫效率由塔的传质能力决定，与液气二相在塔内接触程度相关。在塔内，SO2被水吸收，成为亚硫酸（氧化后为硫酸），再与碱性物（或二性物）反应生成亚硫酸盐及硫酸盐。石灰石脱硫主要产物是石膏。其和反应为：SO2的吸收：SO2(g)?SO2(aq)SO2(aq)+H2O?H++HSO3-HSO3-?H++SO32-HSO3的氧化HSO3-+?O2?H++SO42-H++SO42-?HSO4-固体CaCO3的离解CaCO3?CaCO3(aq)Ca(OH)2(aq)?Ca2++2OH-中和反应OH-+H+?H2O(aq)（有水生成，无CO2放出）结晶反应Ca2++SO42-+2H2O?CaSO4?2H2O(s)气动乳化脱硫有八大显著优势：⑴高脱硫率：它是目前市场上脱硫率最高的设备，能针对各种原烟气，设计脱硫率90%-99.7%之间。⑵使用期长：脱硫塔整个塔体及内件，全部采用进口316L不锈钢`制造，能耐高温、耐磨损、耐腐蚀，设计使用寿命可达10年以上。⑶低Ph值：整个脱硫过程，以酸性循环液运行，对脱硫塔、循环泵、及阀门管道起到酸洗作用，不至于结垢堵塞。⑷低液气比：脱硫塔的液气比可以低至喷淋塔的1/5，可以从循环泵的流量直接体现。⑸低循环液压：气动乳化脱硫塔是以水柱直接布液，没有喷嘴，少了喷嘴的压阻，没有喷嘴结垢堵塞、腐蚀、磨损导致脱硫塔失效的隐患。⑹省电节能：由于低循环液压、小流量循环的双重因素，使循环泵等设备小型化，省电节能。⑺脱硫剂不受限制：如石灰、石灰石、电石泥碱性物、碱性氧化物以及工业废液等。⑻管理方便，运行可靠：脱硫塔免维护、免操作、无人值守。