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双氧水脱硫技术介绍 1工艺原理 双氧水脱硫技术是采用27.5%双氧水（过氧化氢溶液）经稀释到8.5%左右的安全浓度后进行塔内脱硫。过氧化氢在酸性溶液中将二氧化硫氧化，生成硫酸。硫酸可以和水以任一比例混溶，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题，因此，采用双氧水法脱硫工艺提高了系统的可靠性，降低了投资及运行费用。同时稀硫酸可直接用于制酸系统干吸段使用，也可作为化工原料出售，不会产生二次污染问题。 双氧水脱硫技术的吸收液（稀双氧水）通过输送泵进入脱硫塔，洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，副产物为稀硫酸溶液，可进行销售或生产回用。脱硫工艺主要包括4个部分：（1）吸收剂存储与输送；（2）吸收液喷淋并离心分散；（3）塔内雾滴与烟气逆流接触反应；（4）副产物外排；（5）应急与回收。 反应原理： 烟气中SO2的脱除过程是分两部完成的： 第一步，气液传质和水合过程，即烟气中SO2分子与水接触时，溶解在水中，并与水分子结合为亚硫酸： SO2+H2O→H2SO3（1） 第二步，氧化吸收 H2O2+H2SO3→H2SO4+H2O（2） 副反应，双氧水分解： 2H2O2→2H2O+O2↑（3） 1摩尔的双氧水脱除1摩尔的SO2。双氧水的分解会降低其利用率，应尽量减少副反应的进行。 副产物为H2SO4，对SO2无吸收能力，在溶液中达到一定浓度后（~30%），用泵取出部分外排。 另外，硫酸还可与过氧化氢反应生成具有强氧化性的过二硫酸(H2S2O8 )。 由于上述两方面的原因，硫酸的加入，会显著提高体系的酸性、氧化性和氧化脱硫率。当硫酸用量继续加大，脱硫率开始下降。当体系酸性过强时，过氧化氢不太稳定，会快速分解而损失，从而导致脱硫率反而下降： 因此，为了达到较好的脱硫效果，体系只需要加入少量的硫酸。 2 工艺流程 双氧水脱硫工艺流程简图（附录2） 本脱硫系统包括5部分，分别为：尾气系统、吸收剂存储与输送系统、工艺水系统、稀硫酸外排系统、应急回收系统。同时包含系统运行必备的电气系统、仪表控制系统等。 含SO2尾气由原烟道进入脱硫塔，在脱硫系统正常运行时，尾气由脱硫塔的尾气入口进入，在脱硫塔内与脱硫液逆流接触，气液两相发生快速传质反应，尾气中SO2被充分吸收，再往上经过脱硫塔上部的丝网除雾器，截留烟气中的微小液滴后经塔顶直排烟囱排放。 吸收试剂溶液的输送和循环如下：将购入的27.5%浓度工业级双氧水加水添加稳定剂并稀释到8.5%浓度（稀释的目的是提高双氧水的使用安全性）在储罐中临时存储，再由双氧水泵连续补充至脱硫塔，以维持脱硫液中足够的有效脱硫成分。双氧水的补充量按照入口尾气中SO2摩尔流量进行调节。循环吸收液通过重力降落到塔底循环槽，循环槽内的循环吸收液再通过循环泵送至脱硫塔喷淋吸收层循环吸收，循环吸收液在吸收SO2后，密度逐步增大，当达到设定值时（对应~30%浓度），由稀硫酸泵排至干吸循环槽。 2.1脱硫系统 脱硫塔采用尾气和喷淋吸收液逆流模式操作，脱硫效率高。塔内根据工艺设计采用空塔或高效散堆填料，全塔阻力约1000Pa。整塔操作弹性大，在保证工艺稳定运行的前提下尽可能降低了液气比，使运行成本更为经济。 烟道留有适当的取样接口、试验接口和人孔。烟道Q235材质，脱硫塔进口处做局部防腐处理，与低温湿烟气接触的烟道均采用玻璃钢FRP材质制作。 脱硫塔系统设置1个烟气挡板门，为脱硫塔进口挡板门。进口挡板门不与低温湿烟气接触，采用碳钢材质。脱硫系统运行时打开入口挡板。不脱硫时，脱硫塔仅作为烟气通道。 在脱硫塔入口尾气管道上设置SO2测点，对其中SO2的摩尔流量进行在线测定，并用测得的SO2流量值对双氧水的补充量进行调节。 2.2 脱硫剂储存稀释输送系统 脱硫剂采用外购的27.5%浓度的工业双氧水，用罐车运到现场后，先在储罐中添加稳定剂储存。再用浓双氧水泵送到稀释槽内加水稀释到8.5%，再由稀双氧水泵连续补充至脱硫塔内。 由于双氧水具有热不稳定性，可发生分解产生氧气并放热，导致储罐压力增大，温度上升，有一定的安全隐患，因此双氧水储罐设置压力安全阀，保护储罐安全。 2.3工艺水系统 脱硫系统水消耗主要为脱硫反应热蒸发水、尾气增湿降温蒸发水、副产物外排带水。消耗的水主要以定量的方式进行补充。 工艺水水源由建设方提供，管道恒压供应。工艺水输送到各用水点，包括尾气降温增湿水、和除雾器冲洗用水。 工艺水的补充以定量方式补充。由流量计对补水电动调节阀进行控制，以确保稀硫酸浓度在工艺设计范围之内。 2.4稀硫酸排出系统 硫酸生产是采用浓硫酸吸收烟气中SO2气体，实质是SO3+H2O=H2SO4。随着反应的进行硫酸的浓度不断提高，需补充水分将其稀释到最佳吸收酸浓。硫酸生产需要补充加水为过氧化氢尾气脱硫工艺产生的副产稀硫酸提供了出路，但是硫酸生产的干燥和吸收有一个很重要的水平衡问题，即进入干燥吸收工序的水分过多，超出理论水量将使生产无法正常进行。 要实现副产稀硫酸全部回收，首要问题是保证硫酸生产水平衡、尾气吸收水平衡。采用市售（H2O2）=27.5％ 的过氧化氢溶液（俗称双氧水）作为吸收剂时，理论上可获得稀硫酸的w（H2SO4）最高可达到55％，即本工艺技术副产的稀硫酸w（H2SO4）可在0~55％内调节。为保证硫酸生产的水平衡，允许返回稀硫酸w(H2SO4)应控制不低于2.90％ ，否则产生稀酸量过多，返回到硫酸系统后会破坏干燥和吸收循环系统的水平衡，严重时会恶化硫酸生产，甚至导致停产，并且稀酸量过大同时也会造成吸收剂的损失。另外还需考虑吸收过程中循环吸收液的水平衡问题，以及吸收液中水蒸气蒸发所致的水分消减的补充问题。 在生产控制上，采取连续添加精确计量的吸收剂、连续补水、连续排稀酸等稳定操作的控制技术，保持副产稀硫酸的w(H2SO4)稳定在20％~30％。 在稀硫酸外排管线上安装流量计和电动调节阀，对稀硫酸外排流量进行定量调节。 2.5应急回收系统 在脱硫界区内建设一座应急浆液池，用于收集脱硫塔检修时外排的全部脱硫液，检修结束后，用泵将脱硫液返送到塔内使用。平时可收集泄漏溶液和冲洗水。 3 主要工艺设计特点 1．流程简短，投资省 采用单塔设计，吸收反应和副产品的回收均在个塔内，配套设备少而精，流程简短，控制简便，可操作性强，无需额外增加操作人员，有效节约投资成本、运行成本和占地空间。 本文来源：https://www.dywdw.cn/d8094fa775a20029bd64783e0912a21614797fac.html
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2024-01-24
