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MDEA脱硫原理及工艺流程

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MDEA 法脱除 CO

2工艺是德国BASF公司20世纪80年代开发的一种低能耗脱 CO

2 工艺。此工艺在世界上几十个大型氨厂使用。生产实践表明：该法不仅能 耗低，而且吸收效果好，能使净化气中 CO

2 降至 1%以下，溶液稳定性好，不降解，挥发性小，腐蚀性好，对碳钢设 备腐蚀性小，对烃类溶解度低等优点。

1、工艺原理

MDEA的化学名是N-甲基二乙醇胺，它是一种叔胺。与 CO

2 反应如下： CO

2+ H

20 — H++ HCO

3-（7）

H+ + R

2CH

3N — R

2CH

3NH+（8）

R

2CH

3N + CO

2+ H

2O— R 2/ 5

2CH

3NH+ + HCO

3-(9)

反应(7)是水合反应，其反应速度很慢，为了加快反应速度，就是在 N-甲

基二乙醇胺溶液中加入活性剂，改变反应过程，当加入伯胺或仲胺后，反应就 按下式进行：

R

2NH + CO

2— RNCOOH( 10)

RNCOOH + R

2CH

3N + H

2O —R

2NH + R

2CH

3NH+HCO

3(11)

以上反应式可以看出，活化剂在表面吸收 CO

2 反应生成羟酸基，迅速向液相传递 CO

2, 生成稳定的碳酸氢盐，而活化剂本身又被再生。 N-甲基二乙醇胺溶液兼

有化学吸附剂和物理溶剂的特点。

2、工艺流程 3/ 5

粗原料气在下进行二段溶液洗涤的吸收塔，下段用降压闪蒸脱吸的溶液进 行吸收，为了提高气体的净化度，上段再用经过蒸汽加热再生的溶液进行洗 涤。

从吸收塔出来的富液相继通过两个闪蒸槽而降压，溶液第一次降压的能量 由透平回收。回收的能量用于驱动半贫液循环泵。富液在高压闪蒸槽释放出的 蒸汽中有较多的氢和氨，可压缩送回脱碳塔，出高压闪蒸槽溶液继续降压后， 在低压闪蒸槽中释放出绝大部分 CO

2。获得的半贫液大部分用循环泵打入吸收塔下段，一小部分送入蒸汽加热 的再生塔再生，所得贫液送入吸收塔上段使用。再生塔塔顶所得含水蒸气的 CO

2 气体，送入低压闪蒸槽作为脱气介质使用。

3、工艺操作要点

(1) 贫液与半贫液的比例

贫液 /半贫液比例一般为 1/3~1/6 ，它决定于原料中 CO

2 的分压。 CO

2 分压高， △x 大，则采用比例可高一些 (如 1/6 ) ，这样热能耗就降低，贫

液的温度一般为55 ~70C。

(2) 贫液与半贫液的温度

半贫液一般为70~80C，进液温度高，热能耗就低，但过高又影响吸收塔底

温度，使溶液的吸收能力变小，反而是热能耗增加，对不同的原料气工况，都 有一个最适宜的溶液温度比例。既能保证净化度又充分利用其物理性能，使其 热能耗降到最低限度。

(3) CO

2 脱除及消耗

在吸收压力为2 .7 MPa时，CO

2 可脱除至以下， CO 4/ 5

2 净化度在 %以内。其消耗的热能取决于原料气中 CO

2 的分压。分压高，热能耗低，一般在一段绝热式脱除 CO

2 流程中。原则上不需消耗热能，但要维持稳定的吸收及解析温度，要靠原 料气、净化气和再生气之间的热平衡。通常由于再生气中带走热量多，就需补 充热量 (如用热水等低位能 )来保持温度。

(4) 高压闪蒸与回收 CO

2 的纯度

MDEA溶液中非极性气体氢、氮、甲醇、 CH及其它高级烃类化合物等的溶

解度低，因此被净化气体的损失很少，但吸收压力高时，再生气中 CO

2 小于 98%，如吸收压力为，流程中有高压闪蒸汽提高 CO

2 的纯度，闪蒸压力根据纯度要求加以选择，一般可回收 96%左 CO

2,其纯度可达，当吸收压力＜ MPa,流程中不必用高压闪蒸，就可得到纯 度大于 %的 CO

2。

(4)溶剂损失：由于MDEA与CO

2反应生成碳酸氢盐而不生成氮基甲酸醋，因此不会降解。另外， MDEA本

身的蒸汽分压较低(25C时，小于mmHg)，因此MDEA的损失很小，

4、工艺特点

(1) MDEA溶液具有较好的稳定性，不易降解，对碳钢没有腐蚀性。

(2) MDEA本身的蒸汽分压较低，挥发性也很小。(3) MDEA脱碳工艺在 吸收

CO

2 的同时也能脱硫化氢和有机硫。

（ 4）它在吸收过程中对非极性气体 H 5/ 5

2、N

2，的溶解度比较低，因此净化气的损失也较小，这些特性更构成它作为脱 碳溶剂的光明前途。

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石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理及工艺流程

石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理及工艺流程

石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理及工艺流程

摘要：文中主要对目前火力发电厂普遍使用的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学反应原理及工艺流程进行了阐述。为运行及检修提供理论基础。

关键词：火力发电厂石膏湿法烟气脱硫

目前，我国的电力供应仍以燃煤的火力发电厂为主，并因此产生的大量SO2的排放而产生的酸雨对我国的生态环境造成了极大的危害，因此，减少SO2的排放是我国大气治理的一个重要方面。当前，我国火力发电厂减少SO2排放主要采用的为烟气脱硫技术，其中石灰石—石膏湿法FGD技术由于最为成熟、可靠而被广泛采用。

一、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺介绍

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺属于煤燃烧后脱硫，脱硫系统位于除尘器之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂及脱硫生成物均为湿态，脱硫过程的反应温度低于露点，故脱硫后的烟气一般需要经再加热后排出，或提高烟囱的防腐等级。

1 工艺流程介绍

其工艺流程为：从锅炉出来的烟气首先经过电除尘器进行除尘，去除烟气中的大部分粉尘颗粒，经除尘后的烟气进入到吸收塔中，同时，浆液循环泵由吸收塔下部抽取浆液并提升到一定高度后，通过喷淋层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中。在吸收塔内烟气向上流动，浆液向下流动，两种物料在吸收塔内进行逆流接触混合，此时，SO2与浆液中的碳酸钙相接触，在空气作用下进行化学反应，并最终形成石膏（CaSO4•2H2O）。为保证有足量空气使亚硫酸根离子的充分氧化，还需设置氧化风机进行强制氧化。

整个过程中，吸收塔内浆液被循环泵连续不断的向上输送到喷淋层，浆液通过喷嘴喷出，在喷嘴的雾化作用下，气液两相物质充分混合。每个循环泵与各自的喷淋层相连接，形成多层浆液喷嘴，根据锅炉烟气量及烟气含硫量开启相应的喷嘴层数。

随着烟气中SO2的不断被吸收，在吸收塔中不断的产生石膏，因此必须将石膏排出，以维持物料平衡，故在吸收塔底部设置石膏浆液泵，将二氧化硫与石灰石浆液反应生成的石膏浆液输送至石膏脱水系统，形成可被利用的工业石膏。

干法脱硫-工艺流程及原理说明

干法脱硫-工艺流程及原理说明

工艺流程及原理说明 一个典型的CFB-FGD系统由预电除尘器、吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、注水系统、脱硫除尘器以及仪表控制系统等组成，其工艺流程见上图。

首先从锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为120～180℃左右，通过预除尘器后从底部进入吸收塔（当脱硫渣与粉煤灰须分别处理时，才需要一级除尘器，否则烟气可直接进入脱硫塔），在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。然后烟气通过吸收塔底部的文丘里管的加速，进入循环流化床体，物料在循环流化床内，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；吸收塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。

在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化水以降低脱硫反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点20℃左右，从而使得SO2与Ca（OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O，还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O等。

烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出吸收塔，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。由于提供的脱硫系统有清洁烟气再循环技术，无论锅炉负荷如何变化，烟气在文丘里以上的塔内流速均为5m/s左右，从文丘里以上的塔高大约40m左右，这样烟气在塔内的气固接触时间大约为8秒左右，从而有效地保证了脱硫效率。

mdea 脱硫原理

mdea 脱硫原理

1、MDEA脱硫原理

胺分子中至少有一个烃基团和一个氨基团。一般情况下，可以认为烃基团的作用是降低蒸汽压和提高水溶性，氨基团的作用是使水溶液达到必要的酸碱度，促使H2S的吸收。H2S是弱酸性，MDEA是弱碱，反应生成水溶性盐类，由于反应是可逆的，使MDEA得以再生，循环使用。

甲基二乙醇胺的碱性随温度升高而降低，在低温时弱碱性的甲基二乙醇胺能与H2S结合生成胺盐，在高温下胺盐能分解成H2S和甲基二乙醇胺。

在较低温度下（20℃～40℃）下，反应向左进行（吸收），在较高温度下（＞105℃）下，反应向右进行（解吸）。

醇胺脱硫法是一种典型的吸收-再生反应过程，反应机理为：溶于水的H2S 和 CO 2具有微酸性，与胺（弱碱性）发生反应，生成在高温中会分解的盐类。以甲基二乙醇胺（MDEA）为例，其吸收H2S 和

CO 2发生的主要反应如下：

2R3NH+ H2S→ （R3NH）2S

（R3NH）2S+H2S → 2R3NH2HS

R2NH + H2O + CO2→ (R3NH)2CO3

(R3NH)2CO3+ H2O + CO2→ 2R3NHHCO3

醇胺和H2S 和 CO 2的主要反应为可逆反应，在吸收塔中上述反应的平衡向右移动，原料气中的酸性气组分被脱除；在再生塔中则平衡向左移动，溶剂释放出酸性气组分。同所有其它吸收-再生反应过程一样，加压和低温利于吸收；减压和高温利于再生，但为了防止溶剂分解，再生温度通常低于127℃。（我装置再生塔底温度控制为123±2℃）。

MDEA 甲基二乙醇胺 CH3N-（CH2-CH2OH）2

MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N(CH2CH2OH)2，分子量119.2，沸点246~248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，汽化潜热519.16KJ/Kg，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。

石灰石 石膏湿法脱硫技术的工艺流程 反应原理及主要系统

石灰石 石膏湿法脱硫技术的工艺流程 反应原理及主要系统

1 石灰石-石膏湿法脱硫技术的工艺流程 如下图的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的工艺流程图。 图一常见的脱硫系统工艺流程 图二无增压风机的脱硫系统 如上图所示引风机将除尘后的锅炉烟气送至脱硫系统，烟气经增压风机增压后(有的系统在增压风机后设有GGH换热器，我们一、二期均取消了增压风机，和旁路挡板，图二)，进入脱硫塔，浆液循环泵将吸收塔的浆液通过喷淋层的喷嘴喷出，与从底部上升的烟气发生接触，烟气中SO2的与浆液中的石灰石发生反应，生成CaSO3，从而除去烟气中的SO2。经过净化后的烟气在流经除雾器后被除去烟气中携带的液滴，最后从烟囱排出。反应生成物CaSO3进入吸收塔底部的浆液池，被氧化风机送入的空气强制氧化生成CaSO4，结晶生成石膏。石灰石浆液泵为系统补充反应消耗掉的石灰石，同时石膏浆液输送泵将吸收塔产生的石

2 膏外排至石膏脱水系统将石膏脱水或直接抛弃。同时为了防止吸收塔内浆液沉淀在底部设有浆液搅拌系统，一期采用扰动泵，二期采用搅拌器。 石灰石-石膏湿法脱硫反应原理 在烟气脱硫过程中，物理反应和化学反应的过程相对复杂，吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区三部分组成，在吸收塔浆池(氧化区和结晶区组成)和吸收区，不同的层存在不同的边界条件，现将最重要的物理和化学过程原理描述如下： (1)SO2溶于液体 在吸收区，烟气和液体强烈接触，传质在接触面发生，烟气中的SO2溶解并转化成亚硫酸。 SO2+H2O<===>H2SO3 除了SO2外烟气中的其他酸性成份，如HCL和HF也被喷入烟气中的浆液脱除。装置脱硫效率受如下因素影响，烟气与液体接触程度，液气比、雾滴大小、SO2含量、PH值、在吸收区的相对速度和接触时间。 (2)酸的离解 当SO2溶解时，产生亚硫酸，同时根据PH值离解： H2SO3<===>H++HSO3-对低pH值 HSO3-<===>H++SO32-对高pH值 从烟气中洗涤下来的HCL和HF，也同时离解： HCl<===>H++Cl-F<===>H++F- 根据上面反应，在离解过程中，H+离子成为游离态，导致PH值降低。浆液中H+离子的增加，导致SO2在浆液中的溶解量减少。因此，为使浆液能够再吸收SO2，必须清除H+离子。H+离子的清除采用中和的方式。