煤粉爐脫硫

1.氣動機理氣動乳化是一種過程，乳化是一種狀態(tài)

1.氣動機理
氣動乳化是一種過程，乳化是一種狀態(tài)。氣動乳化過程是這樣形成的：在一圓形管狀容器中，經加速的含硫煙氣以一定角度從容器下端進入容器，與容器上端下流的不穩(wěn)定循環(huán)液相碰，煙氣高速旋切下流循環(huán)液，循環(huán)液被切碎，氣液相互持續(xù)碰撞旋切，液粒被粉碎得愈來愈細，氣液充分混合，形成一層穩(wěn)定的乳化液。在乳化過程中，乳化液層逐漸增厚，當上流的氣動托力與乳化液重力平衡后，***早形成的乳化液將被新形成的乳化液取代。

 
循環(huán)液帶著被捕集的SO₂連續(xù)流經均氣室直至回到循環(huán)槽,在乳化室內，只要有足夠的處理氣流量，總將保持一相對穩(wěn)定的乳化液層。
含硫煙氣在乳化室內參與了氣動乳化過程，煙氣中的SO₂與乳化液層中的循環(huán)液微細液粒接觸，由于在乳化液中，液粒的比表面積比起水膜除塵、噴淋除塵方式中液滴要大數(shù)倍至數(shù)十倍，因而，單位液量捕集SO₂的效率顯著增大。對于含硫煙氣來說，液粒趨細，活化了液粒，更有利于化學凈化過程。對于煙氣，脫硫過程中的吸收、中和、氧化全部在乳化液層內完成。在工藝部分，結合電石泥/石灰脫硫，有更加具體的說明。
2.標準結構
氣動乳化脫硫塔由三部分組成，含硫煙氣首*入均氣室，再進入氣動乳化過濾元件組，***后通過氣液分離室，凈化后的煙氣出塔并排入大氣。各部件的作用簡述如下：均氣室的作用是均勻分配煙氣給每一過濾元件，使每一過濾元件發(fā)揮同等的過濾作用。煙氣分配不均勻，將嚴重影響過濾器除塵脫硫效率；氣動乳化過濾元件組，是過濾器的核心，它提供一個主要是紊流摻混的強傳質氣動乳化空間，它是煙氣凈化的主要構件，氣動乳化過濾元件的結構，氣流速度，布液量都直接影響煙氣凈化的效率。氣液分離室，用于氣液分離，液氣分離采用凝并和慣性原理，結構簡單，氣液分離室還有進一步除塵脫硫的作用。
3.氣動乳化脫硫塔的應用
氣動乳化脫硫塔，在可靠性、液氣比、脫硫率、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、防垢、防堵、防煙氣帶水、節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢，在有色、鍋爐、鋼鐵行業(yè)氣動脫硫塔有超過100個成功業(yè)績。
 
4. 技術重點
采用氣動乳化脫硫塔，優(yōu)勢在于提高脫硫率、與生產同步的運行率、極低的運行費用；采用氣動乳化脫硫塔，關鍵在于脫硫塔的三耐二防，即耐磨、耐腐蝕、耐高溫、防堵塞、防結垢；基礎在于氣動乳化的機理結構、沒有噴嘴、316L不銹鋼材質。
氣動乳化脫硫，其經濟性優(yōu)勢十分明顯，年運行費僅為其他脫硫方式的40~50%。
傳統(tǒng)脫硫方式存在的問題——無處不在的腐蝕結垢和堵塞
脫硫循環(huán)液含有鈣、鎂、鐵等離子。這些離子會在塔內結垢，垢是混合結晶體，成長速度很快，結垢以后，脫硫系統(tǒng)報廢。
其他脫硫方式所用的脫硫塔，離不開噴嘴，連續(xù)工作的噴嘴不可避免地磨損、腐蝕、結垢、堵塞。噴嘴堵死后，脫硫失效。
氣動乳化脫硫塔是沒有噴嘴的脫硫塔，不會堵塞。
5. 氣動乳化的防堵機理
氣動乳化脫硫塔的過濾元件不僅提供200mm×300mm的足夠空間作為氣流通道，更為重要的是，元件上面是高速旋轉的乳化液層。通過每個過濾元件的視鏡，可以一目了然地看到工作中的乳化液層，液層內的氣液進行著高速旋切碰撞，沖涮著過濾元件。過濾元件與水平面成50度角。*的元件間空間，以及循環(huán)液停頓地高速旋切碰撞，塔體不會堵塞。

（附圖1：株冶多膛爐脫硫塔乳化液層，從1999年7月運行至今，已經超過12年，進口SO₂濃度14400—25000 mg/Nm³，出口SO₂濃度10 mg/Nm³脫硫率99.8%,與生產系統(tǒng)同步運行率99%，沒有出現(xiàn)過堵塞、腐蝕，運行正常）
6. 氣動乳化的耐腐機理
氣動乳化脫硫塔由316L不銹鋼制作，其耐磨、耐腐蝕、耐高溫，耐氯離子濃度＜60000mg/m³。

（316L不銹鋼氣動乳化脫硫塔塔體。采用316L不銹鋼的還包括所有循環(huán)漿管、排漿管、脫硫后的凈煙氣管及所有管道的主要部件。）
7. ***節(jié)能的氣動乳化
由于氣動乳化是強傳質脫硫，處理同樣煙氣量、同樣濃度的含硫煙氣，其液氣比不到其他空塔噴淋脫硫的1/2。
低揚程、低液氣比，兩項疊加綜合節(jié)能效果明顯，氣動乳化強傳質、低揚程、低液氣比脫硫系統(tǒng)的能耗，僅為空塔噴淋脫硫能耗的1/3。
乳化脫硫塔脫硫后生產含水率10%的二水石膏，已經應用廣泛，供不應求，石膏的銷售收入，能部分抵消脫硫運營成本，因此脫硫成本大大降低。
8．吸收系統(tǒng)的工藝流程
煙氣從脫硫塔下部的均氣室進入脫硫塔，在脫硫塔的吸收區(qū)，煙氣與循環(huán)液充分傳質，煙氣中的SO₂被脫除，脫硫后煙氣經除霧后從塔頂離開脫硫塔。吸收了SO₂的漿液落入塔的下部，流入脫硫塔循環(huán)槽，槽中被加入氧化空氣，漿液就地氧化生成石膏。
脫硫塔采用316L不銹鋼制作，確保脫硫塔不會因腐蝕而停用。脫硫塔的中部是核心部件-氣動乳化過濾單元，有16個過濾單元，每個高4.5m，內含2個旋流器，2個強傳質乳化層的存在，確保了煙氣中的SO₂能穩(wěn)定達標排放。脫硫塔的上方為除霧器，用來除去凈化后煙氣中夾帶的水分。除霧器是塔的一部分，除霧器要求氣流速度越小越好，速度小，水滴的旋能小，便于捕捉，設計的速度約2.5m/s。
塔下是循環(huán)槽，槽的底部布氧化空氣管，槽內設攪拌器，攪拌器防止循環(huán)漿液沉淀，循環(huán)漿液在循環(huán)槽內由脫硫循環(huán)泵送入脫硫塔脫硫，循環(huán)槽開有溢流口。
9．吸收機理
脫硫塔是系統(tǒng)的核心，氣流在塔內過塔高度15m，在塔內停留時間7秒。濕法煙氣脫硫效率由塔的傳質能力決定，與液氣二相在塔內接觸程度相關。在塔內，SO₂被水吸收，成為亞硫酸（氧化后為硫酸），再與堿性物（或二性物）反應生成亞硫酸鹽及硫酸鹽。石灰石脫硫主要產物是石膏。其和反應為：
SO₂的吸收：         SO₂ (g) ↔ SO₂ (aq)
SO₂ (aq) + H₂O ↔ H⁺ + HSO₃^-
HSO^3- ↔ H⁺ + SO3^2-
HSO₃的氧化          HSO^3- + ½O₂ ↔ H⁺ + SO4^2-
H⁺ + SO4^2- ↔ HSO^4-
固體CaCO₃的離解        CaCO₃  ↔ CaCO₃ (aq)
Ca(OH)₂ (aq) ↔ Ca²⁺ +2OH^-
中和反應                 OH^- + H⁺ ↔ H₂O (aq) 
（有水生成，無CO2放出）
結晶反應            Ca²⁺ +SO₄^2- + 2H₂O ↔ CaSO₄·2H₂O(s)
 
 
 
氣動乳化脫硫有八大顯著優(yōu)勢：
⑴高脫硫率：它是目前市場上脫硫率***高的設備，能針對各種原煙氣，設計脫硫率90%-99.7%之間。
⑵使用期長：脫硫塔整個塔體及內件，全部采用進口316L不銹鋼`制造，能耐高溫、耐磨損、耐腐蝕，設計使用壽命可達10年以上。
⑶低Ph值：整個脫硫過程，以酸性循環(huán)液運行，對脫硫塔、循環(huán)泵、及閥門管道起到酸洗作用，不至于結垢堵塞。
⑷低液氣比：脫硫塔的液氣比可以低至噴淋塔的1/5，可以從循環(huán)泵的流量直接體現(xiàn)。
⑸低循環(huán)液壓：氣動乳化脫硫塔是以水柱直接布液，沒有噴嘴，少了噴嘴的壓阻，沒有噴嘴結垢堵塞、腐蝕、磨損導致脫硫塔失效的隱患。
⑹省電節(jié)能：由于低循環(huán)液壓、小流量循環(huán)的雙重因素，使循環(huán)泵等設備小型化，省電節(jié)能。
⑺脫硫劑不受限制：如石灰、石灰石、電石泥堿性物、堿性氧化物以及工業(yè)廢液等。
⑻管理方便，運行可靠：脫硫塔免維護、免操作、無人值守。