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问题:双碱法脱硫工艺简介
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时间:2014-04-09 10:51:05  编辑    加入/取消收藏    订制/取消短消息    举报该贴    

目前世界上烟气脱硫技术(FGD)有上百种,具有实用价值的工艺仅十几种,分别
适应不同的场合和要求。以下是几种脱硫技术的比较:

1.1干法
干法脱硫是在无液相介入的完全干燥状态下进行脱硫的,脱硫产物为干粉状。干
法常用的有炉内喷钙(石灰/石灰石),金属吸收等。干法脱硫属传统工艺,脱硫
率普遍不高(<50%),工业应用较少。

1.2半干法
半干法脱硫是利用烟气显热蒸发脱硫浆液中的水份,同时在干燥过程中,脱硫剂
与烟气中的SO2发生反应,并使最终产物为干粉状。由于该方法加入系统的脱硫
剂是湿的,而从系统出来的脱硫产物是干的,故称之为半干法。半干法使用较多
的有喷雾干燥法烟气脱硫、循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)和增湿灰循环烟气脱
硫(NID法)等。采用半干法脱硫时,脱硫剂的利用率低,脱硫效率也不高,故而
应用也不是很多。

1.3湿法
湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法,占脱硫总量的80%以上。湿法脱硫根
据脱硫的原料不同又可分为石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、双碱法、金属氧化
物法等。其中石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、双碱法以及金属氧化物中的氧化
镁法使用较为普遍。
(1)石灰石/石灰法
石灰石法采用200~300目大小的石灰石粉,将其制成石灰石浆液,在吸收塔内通
过喷淋雾化使其与烟气接触,从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系
统与石灰石粉化浆系统,由于石灰石活性较低,需通过增大吸收液的喷淋量,提
高液气比,来保证足够的脱硫效率,因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替
石灰石,石灰活性大大高于石灰石,可提高脱硫效率,石灰法主要存在的问题是
塔内容易结垢,引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。
(2)钠碱法
钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO2,并可副产高浓度SO2
气体或Na2SO3,它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优
点,适合于烟气S02浓度比较高的废气S02吸收处理。但也存在副产回收困难、投
资较高、运行费用高等缺点。
(3)氨法
氨法采用氨水作为SO2的吸收剂,SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与
部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同,氨法可分为氨-酸
法、氨-亚硫酸氨法和氨-硫酸氨法。
氨法主要优点是脱硫效率高(与钠碱法相同),副产物可作为农业肥料。
由于氨易挥发,使吸收剂消耗量增加,脱硫剂利用率不高;脱硫对氨水的浓度有
一定的要求,若氨水浓度太低,不仅影响脱硫效率,而且水循环系统庞大,使运
行费用增大;浓度增大,势必导致蒸发量的增大,对工作环境产生影响,而且氨
易与净化后烟气中的SO2反应,形成气溶胶,使得烟气无法达标排放。
氨法的回收过程也是较为困难的,投资费用较高,需配备制酸系统或结晶回收装
置(需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等),系统复杂,设备繁多,管理维
护要求高。 (4)金属氧化物法
常用的金属氧化物法是氧化镁法。氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁,它
们通过煅烧可重新分解出氧化镁,同时回收较纯净的SO2气体,脱硫剂可循环使
用。由于氧化镁活性比石灰高,故而脱硫效率也较石灰法高。它的缺点是氧化镁
回收过程需煅烧,工艺较复杂,但若直接采用抛弃法,镁盐会导致二次污染,总
体运行费用也较高。 (5)双碱法
双碱法(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰法基础上结合钠碱法,利用钠盐易溶于水,
在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进
行再生,从而使得钠离子循环吸收利用。该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解
决了石灰法的塔内易结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。
脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称
为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成石膏;或者直接将其与粉煤灰混合,
可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。与氧化镁法相
比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣二次污染。
目前湿法脱硫技术应用广泛,占有全世界FGD装置总量的85%以上。其中双碱法
由于脱硫工艺简单,运行稳定性好,脱硫效率高,脱硫成本低,适合我国国情,
因而在我国应用较为广泛。结合玻璃窑烟气治理的的具体情况,从工艺成熟性、
系统稳定性、工程投资、运行费用等方面综合考虑,选择采用双碱法脱硫工艺。

双碱法脱硫工艺简介
双碱法是中小型锅炉应用较广的烟气脱硫技术,是为了克服石灰石一石灰法容易
结垢的缺点而发展起来的。双碱法种类较多,最常用的是钠钙双碱法。
钠-钙双碱法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用纯碱吸收SO2,石灰还原再生,再生后吸
收剂循环使用,无废水排放。
在工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下,为了最大限度的减小一次性投资、
节能降耗和系统维护方便,设计工艺流程。
烟气经布袋除尘器除尘,再进入脱硫塔。烟气在导向板作用向上螺旋,并与脱硫
液接触,将脱硫液雾化成直径0.1-1.0mm的液滴,形成良好的雾化吸收区。烟气
与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应,完成烟气的脱硫吸收和进一
步除尘。经脱硫后的烟气向上通过塔侧的出风口直接进入风机并由烟囱排放。
脱硫液采用外循环吸收方式。吸收了SO2的脱硫液流入再生池,与新来的石灰水
进行再生反应,反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀,当一个沉淀再生池沉淀物集
满时,浆液切换流入到另一个沉淀再生池,然后由人工清理这个再生池沉淀的沉
渣,废渣晾干后外运处理。循环池内经再生和沉淀后的上液体由循环泵打入脱硫
塔循环使用。
另外,由于渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子,故需在循环池内补充少量纯碱
或废碱液。 化学反应原理
基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。 在塔内吸收SO2
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;碱性稍为降低时以(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。 用消石灰再生
Ca(OH)2 +Na2SO3=2NaOH+CaSO3
Ca(OH)2 +2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3&#8226; H2O+1 H2O
在石灰浆液(石灰达到达饱和状况)中,NaHSO3很快与Ca(OH)2 反应从而释放
出[Na+],[SO32-]与[Ca2+]反应,反应生成的CaSO3以半水化合物形式
沉淀下来从而使[Na+]得到再生。Na2CO3只是一种启动碱,起动后实际上消耗
的是石灰,理论上不消耗纯碱(只是清渣时会带也一些,因而有少量损耗) 再
生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。


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