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2.3.1 单塔双循环脱硫技术
单塔双循环湿法脱硫技术脱硫反应原理与传统湿法脱硫一致,但其在整个脱硫工艺路线中与传统脱硫法具备更多的优势。工艺特点是将一个吸收塔分成上下两段,分别控制两段在不同的pH值下操作。上段(上循环)pH控制在6左右,下段(下循环)控制pH在4.5左右(见图10)。这样,在上循环段,高pH值的浆液有利于SO2的吸收,在下循环段,低pH值的浆液有利于硫酸钙和亚硫酸钙的溶解,利于亚硫酸钙氧化成为石膏。每个循环的控制都是独立的,并且易于优化和快速调整。对于一些不利的运行工况,比如燃料或负荷变化能够迅速反应。
由于双循环工艺使得上循环浆液中含有过量石灰石(约过量20%),系统缓冲容量大。通过缓冲作用,系统地自动控制在一个稳定的最佳pH范围内,不会随气流及负荷的变化而波动。这样,在其他湿法工艺中所遇到的pH大幅度波动的情况在双循环工艺中能够得到避免。由于操作时pH稳定,从而避免了CaSO4过饱和波动引起的结垢及堵塞。由此特别的工艺特征,使该工艺系统不需频繁调整控制进料。所有操作有一套相对简单的控制系统来完成。由于集液斗导流板设计,使得塔内气体经集液斗后整流,少了塔中常遇到的死角、涡流现象,提高了塔的空间利用率,提高了整体的脱硫效率。
2.3.2 双塔双循环脱硫技术
双塔双循环脱硫技术是在单塔双循环技术上的延伸和发展,反应原理和单塔双循环类似,都是以石灰石或石灰作为脱硫剂,通过石灰石浆液吸收氧气中的二氧化硫从而达到净化烟气的目的,双塔双循环工艺中,一级循环吸收塔pH一般控制在4.5左右,在保证吸收效率的前提下,同时能改善亚硫酸盐氧化,促进石膏晶体生长;二级循环吸收塔pH控制在5.8左右,对二氧化硫的吸收效果显著[11](见图11)。
双塔双循环脱硫技术非常适应于高含硫煤和脱硫效率要求非常高的改造工程,能有效的利用原有装置,避免了重复建设和资源浪费;二级吸收塔建设期间,不影响原脱硫系统运行,缩短停炉改造时间。双塔双循环一级吸收塔和二级吸收塔循环系统彼此独立,能够分别控制两吸收塔浆液pH值,在保证脱硫效率的前提下,同时促进亚硫酸盐氧化和石膏晶体生长,提高副产物品质。工程实践证明,双塔双循环脱硫效率能达99%以上,脱硫石膏的含水率能达6%。副产物品质高,能够用做水泥缓凝剂、生成建筑石膏等。
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