[实用新型]设有矩形烟气接口的硫氧化物吸收设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种净化烟气中硫氧化物的设备，尤其涉及从锅炉烟气中回收硫氧化物的吸收设备。

背景技术

以煤或石油为燃料的锅炉或火力发电厂排放大量烟气。这些烟气含有SOx、NOx、HCl和HF等有害物质，其中SOx是形成酸雨的主要物质。随燃烧煤种的不同，SO₂含量通常在300—5000ppmv(1000—15000mg/Nm³)之间。但是，烟气量十分巨大，以燃煤锅炉而论，蒸汽规模从35T/h到2500T/h，发电机组容量6MW到1000MW，烟气量由5万Nm³/h到250万Nm³，SO₂排放量1000吨/年到100,000吨/年。由于SO₂是酸性气体，采用碱性水溶液除吸烟气中的SOx，即烟气除硫(Flue Gas Desulfurization，FGD，)是有效的方法，具有广泛的应用价值。

烟气脱硫的方法较多，根据所采用的原料的不同，主要有以下几种方法：

以石灰石为原料的钙法；

以氨为原料的氨法；

以氧化镁为原料的镁法；

以碳酸钠或氢氧化钠为原料的钠法。

工业上，现有技术主要是钙法。由于石灰石在水中溶解度很低，只有30-50mg/L，必须磨制成超细粉末，而且一般以湿磨为主，石灰石的细度达到大于325目的比例大于90％。钙法的反应原理如下。

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

H₂SO₃+CaCO₃(石灰石)＝CaSO_3·1/2H₂O↓+CO₂↑+H₂O

CaSO_3·1/2H₂O+1/2O₂+3/2H₂O＝CaSO₄.2H₂O↓(石膏)

烟气首先与含有超细石灰石的浆状吸收液接触，其中的SO₂溶解在水溶液中，形成亚硫酸，再与吸收液中的碳酸钙反应，形成半水亚硫酸钙，同时放出二氧化碳。半水亚硫酸钙和碳酸钙在水中的溶解度相近。为了提高钙的溶解度，降低设备的堵塞，采用鼓空气氧化的办法，将溶解度过低的亚半水亚硫酸钙转化为溶解度较高的硫酸钙。在同样条件下，硫酸钙的溶解度是亚硫酸钙的30倍。同时，硫酸钙沉淀为石膏，即二水硫酸钙，具有比半水亚硫酸钙更大用途，可以作为建筑材料，尤其是作为水泥的添加剂。这也是为何目前工业化的烟气脱硫钙法都需要鼓空气氧化的原因。

钙法在中国具有较好的应用前景，中国具有丰富的天然石灰石矿产资源。另外，中国具有巨大的建材市场，尤其是水泥工业。因此，钙法烟气脱硫过程可以在中国获得广泛应用。但是，由于中国也具有很巨大的天然石膏资源，并且由巨大的磷肥工业副产的磷石膏产量也很巨大，在很大程度上也限制了钙法烟气脱硫技术的推广应用。

另外，由于中国的电厂锅炉烟气除尘效率目前还不是很高，脱硫石膏的产品质量较差，也直接影响了其应用。

为此，需要寻求其它方法。

以氨为原料的氨法包括三个具体步骤：

(1)SO₂吸收：

SO₂+2NH₃+H₂O＝(NH₄)₂SO₃

(2)亚硫铵氧化

SO₃^2-+1/2O₂＝SO₄^2-

(3)硫铵结晶：

(NH₄)₂SO₄(L)＝(NH₄)₂SO₄(S)

因此，氨法脱硫过程生产硫酸铵，一种高效化肥，其肥效比碳铵高一倍，比尿素也要高20％。原料氨中的有效氮N价值在18～19元/N，但是，在硫铵中，其价值可提高到30元/N，相当于SO₂的价值达到400～500元/吨，或者煤中的硫的价值达到800～1000元/吨。因此，以氨为原料的FGD技术可以产生明显的经济价值。