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一、除塵
本除塵脫硫脫硝一體化設備首先經過前置預除塵,煙氣在通過后續三級水體和噴淋的濕法過程中完成除塵目的。
一、脫硝
脫硝劑FeSO4溶于水后增加了水中的Fe2+質量分數,能夠促進煙氣中NO與水液中Fe2+的絡合反應。煙氣中的NO在水中的溶解度很低,但在水液中加入Fe2+后,NO可與Fe2+發生絡合反應,形成亞鐵亞硝酰絡合物,加快了NO的吸收速率,并加大了其吸收容量。當FeSO4水液與煙氣接觸時,Fe2+絡合吸收煙氣NOx中占90%“NO”中的“O”原子,使N還原成N2,返回大氣中(另有理論認為生成物中還有NH3,可被水體中的脫硫酸性產物、活性焦等吸收)。絡合反應機理:(由東北大學環境工程專業教授蘇永渤老師給出的化學反應式)
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脫硝處理過程中,水體中的Fe2+被煙氣中的NO和殘余O2氧化為Fe3+,而Fe3+與NO無親和力,不能繼續脫硝,水體脫硝能力會被逐漸削弱。為了保持水體的脫硝活力,在水體中加入了還原劑——鐵屑。
三、脫硫
煙氣脫硫分兩個步驟進行:層水床預脫硫,第二層水床強化脫硫。
層水床的主要功能為除塵、脫硝,同時也可以對煙氣中的SO2進行初步降溫、溶解于水和預脫硫。當煙氣進入層大水體水床時,煙氣中SO2被水吸收可生成亞硫酸(H2SO3)。煙氣脫硝過程中NO的絡合吸收產物——硫酸亞硝酰合鐵可與溶液中吸收SO2形成的SO32-/HSO3-發生反應,形成一系列N-S化合物,并還原再生出Fe2+,在補充水體中Fe2+的同時,可固化吸收一部分SO2。
第二層水床采用鈉、鈣雙堿法工藝脫硫,水體中的主要脫硫劑為NaOH和Na2CO3。煙氣在第二層大水體中進行“氣面”與“液面”的充分沖激脫硫反應,在水床進、出口配合小功率水泵抽取自身水體水液進行攔截噴淋強化脫硫。
脫硫過程主要產物為Na2SO3,由于其容重高于水,可以富積于水床的各錐斗中被定時被排出。外排的Na2SO3流淌到機體外單設的積灰水池(石灰苛化池)中,與水池中的堿性沉灰和正常投入的生石灰反應,生成沉淀物CaSO3和NaOH上清液。
再生的NaOH返回到上層大水體水床繼續脫硫。CaSO3與積灰水池中的灰渣摻合,在定時被抓斗機抓灰作業時,由于不斷地擾動水體而逐漸被氧化,部分可轉化為CaSO4。通過抓斗機定期抓出的粉塵煙灰與脫硫產物CaSO3、CaSO4可被回收利用。
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該技術是國內外運用較成熟的技術。脫硫吸收劑采用NaOH及石灰粉在攪拌池中加水配制成漿液,由泵打入吸收塔與煙氣進行充分化合反應而脫硫的工藝。 具有以下優點: (1)用NaOH脫硫,循環水基本上是NaOH的水溶液,在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象,便于設備運行與保養 (2)吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在塔外,這樣避免了塔內堵塞和磨損,提高了運行的可靠性,降低了操作費用;同時可以用的板式塔或填料塔代替空塔,使系統更緊湊,且可提高脫硫效率; (3)鈉基吸收液吸收SO2速度快,故可用較小的液氣比,達到較高的脫硫效率,一般在90%以上; 對脫硫除塵一體化技術而言,可提高石灰的利用率。
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