隧道推板干燥窑SCR 脱硝装置+双碱湿法脱硫+湿电除尘装置

1 条隧道窑、1 条推板窑、2 条干燥窑，
最南侧为半成品仓库，天然气储罐位于厂区东侧，在东侧闲置空地上新建炉窑尾
其“SCR 脱硝装置+双碱湿法脱硫+湿电除尘装置”SCR 脱硝工艺原理：
本次技改采用选择性催化还原工艺进行脱氮，还原剂为尿素，尿素通过热解
系统制取氨气，经喷射系统，反应在装有催化剂的反应器里发生，烟气与喷入的
氨在催化剂的作用下反应，实现脱出氮氧化合物。烟气中的氮氧化合物通常有
95%的 NO 和 5%的 NO2 组成，它们通过以下反应转化成水和氮气。
尿素热解反应：
CO(NH2)2+H2O→2NH3+ CO2
氨气脱硝反应：
4NO+4NH3+O2→4 N2+6 H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
1NO2+1NO+2NH3→2N2+3H2O
SCR 系统一般由尿素溶解和储存系统、尿素热解系统、氨与空气混合系统、
氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。
尿素溶解和存储系统：本窑炉烟气脱硝项目，还原剂为尿素，配置一套尿素
溶解系统和存储系统系统。外购袋装尿素运输至储存区，卸载至备用区域，加水
溶解为 40%浓度的尿素溶液待用，配备了尿素溶解罐（1t）和尿素溶液储罐(5t)
各一个。
尿素热解系统：本次技改采用尿素热解工艺，布置一台烟气加热器及热解炉。
根据系统的氨需量调节尿素溶液进入热解系统的流量，热解炉所用的热源空气，
为经过稀释风机送入的常温空气，经过烟气换热之后，再进入电加热器，使得温
度达到尿素热解所需温度（600℃）。
氨与空气混合、喷入系统：根据系统氨需量，调节空气的进入量，热解后的
氨气和混合空气一起，经喷入系统，进入反应器系统。
SCR 反应器：SCR 反应器入口安装有整流器，通过整流器的调节，使进入
SCR 反应器前的烟气达到速度、温度均匀分布，反应器采用固定床垂直通道型
式，选用蜂窝式催化剂，氨气和氮氧化物在催化剂的作用下（反应温度为 350°
C 至 450°C），发生反应，将氮氧化物还原为氮气和水。
双碱法（钠钙双碱）脱硫

工艺流程简述如下
钙钠双碱法基本化学原理可分脱硫和再生过程两部分：
（1）脱硫过程
Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 （1）
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O （2）
Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 （3）
以上三式视吸收液酸碱度不同而异，碱性较高时（pH＞9）以（2）式为主要反应；碱性稍微降低时以（1）式为主要反应；碱性到中性甚至酸性时（5＜PH
＜9），则按（3）式反应。
（2）再生过程
Ca（OH）2 + Na2SO3 = 2NaOH + CaSO3 （4）
Ca（OH）2 + 2NaHSO3 = Na2SO3 + CaSO3·H2O + 2H2O （5）
（3）氧化过程
2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 （6）
2CaSO3·H2O + O2 = 2CaSO4·H2O （7）
在循环池内，当往酸性吸收水中加入石灰乳液后，Na2SO3、NaHSO3 很快跟
石灰反应释放出 Na+，随后生成的 SO3
2-又继续跟石灰反应生成 CaSO3，CaSO3
经氧化后生成的 CaSO4 以二水化合物的形式沉淀下来，从而达到钠碱再生的目
的。
双碱法工艺流程：
窑炉产生的烟气，经过热交换器及脱硝后，经烟道切向以一定的流速进入脱
硫塔。含有 OH- 的碱性水从脱硫塔中不同部位螺旋喷嘴喷出，形成与烟气成逆
向得多排高速雾化水雾，增加烟尘硫氧化物与水的碰撞频率，并充分利用雾化液
滴的速度造成很高的气液相对速度，以保证除尘和脱硫效果。同时气体上升增加
了气液传质的表面积和湍流状态，提高了传质速率，二氧化硫与碱液发生气液交
换，进一步提高脱硫效果。脱硫生成物随水流到脱硫塔底部，通过空气氧化将
SO3
2-氧化成 SO4
2- ，废水通过虹吸作用从池底排入再生池。
将石灰投加到石灰乳制备设备中，加入一定的工艺水混合直至达到所需的浓
度，储存在石灰浆液储存罐中，再进入再生池中进行脱硫液再生反应。脱硫废液
经过混料机与石灰浆液充分接触进行再生，随后自流进入沉淀池，在沉淀池固液
分离，沉入池底的固体经渣浆泵打入板框压滤机进行脱水处理。上清液自流进入
pH 值调节池，加钠碱（钠碱在罐中与工艺水进行混合直至达到所需的浓度，补
充到 pH 值调节池中）再生后，由循环水泵输送到吸收塔。净化后的气体，通
过筒体上部引出，从而达到除尘脱硫目的。
防脱硫塔喷淋系统结垢、堵塞：采用氢氧化钠溶液作为钠碱补充剂，如果处
理不当，会造成再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙也被打入脱硫塔内，容易使管道及塔内发生结垢、堵塞现象，难以满足吸收液循环系统无钙碱的要求。此时需要严
和控制循环水 pH 在 8 以下。另外，也可加入部分碳酸钠以使钙离子沉淀。可
防止脱硫塔内喷淋系统的堵塞。
氨逃逸控制：脱硫塔内的循环碱液，通过塔内喷嘴以喷淋方式流下，以对流
方式与烟气接触，吸收烟气中的 SO2 并与之发生化学反应生成石膏。与此同时，
循环浆液也吸收了脱硝反应器的逃逸氨将其转化为 NH4
+进入到脱硫液中，对氨逃逸有消减作用。

钠钙双碱法脱硫工艺优点：
1）结合了钙法脱硫剂价廉易得和碱法吸收效率高的优点，先用钠碱吸收
SO2，再用石灰对钠盐再生，脱硫工艺主要消耗石灰而不是钠碱，脱硫剂成本较
低。
2）再生在脱硫设备外面进行，不存在结垢和浆料堵塞问题。
3）钠盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消
好，设备投资低，具有较高的脱硫效率。
湿电除尘
工艺流程简述如下
湿式电除尘器工作原理：
湿式电除尘器和与干式电除尘器的收尘原理相同，都是靠高压电晕放电使得
粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管。干式电收尘器主要
处理含水很低的干气体，湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。湿
式电除尘器则采用定期冲洗的方式，使粉尘随着冲刷液的流动而清除。
在湿式电除尘装置的阳极和阴极线之间施加数万伏直流高压电，在强电场的
作用下，电晕线周围产生电晕层，电晕层中的空气发生雪崩式电离，从而产生大
量的负离子和少量的正离子，这个过程叫电晕放电；随烟气进入湿式电除尘装置
内地尘（雾）粒子与这些正、负离子相碰撞而荷电，荷电后的尘（雾）粒子由于
受到高压静电场库仑力的作用，向阳极运动；到达阳极后，将其所带的电荷释放
掉，尘（雾）粒子就被阳极所收集，收集粉尘形成水膜，靠重力或冲洗自上流至
下部积液槽，而与烟气分离。
湿式电除尘器工艺流程简述：
本项目选择的湿电除尘器，阳极管束是以高档耐腐蚀乙烯基树脂为基体，碳
纤维、玻璃纤维为增强材料，通过模压、缠绕、手糊或拉挤成型工艺制成的一种
高效净化除雾设备。其设备本体，主要由上壳体、中壳体、阳极管束组、阴极电
晕极线系统、气体均布板、导流板、喷淋冲洗系统、绝缘子室、烟温过热保护系
同等部件组成。
经过脱硝、脱硫后的烟气经进气口和气体均布板，将含尘气体均匀地分布在
除尘器电场中，进气口和电场上方布有喷头，除尘器的入口部分，含尘气体中的
粉尘，与水雾相碰撞以颗粒的形式落入到灰斗之中，在电场区中，荷电水滴由于
其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而粉尘在被荷电的水
滴润湿后也会带上电性，故粉尘也落在集尘极板上，靠重力或冲洗自上流至下部
积液槽，除尘器设置有间断喷淋冲洗装置，每台可以设置冲洗水泵，一运一备，
本项目由于冲洗水量不大，从脱硫塔除雾器冲洗水泵引出管线用于除尘器冲洗。
底部灰斗收集的冲洗液进入脱硫塔循环池内，进行循环再利用。