文档介绍：摘要:对双碱法烟气脱硫技术的原理、特点及工艺流程进行了概述,针对如何提高脱硫效果和运行稳定性,以及如何解决占地面积大、硫酸根累积导致钠碱损失和系统结垢等问题,综述了近年来脱硫工作者所作的研究。
关键词:双碱法;烟气脱硫;工艺;改进;综述
中图分类号::A文章编号:16749944(2013)02014904
1引言
近年来,尽管干法和半干法烟气脱硫技术及其应用得到了较大的发展[1],但湿法烟气脱硫技术仍是目前世界上应用最多,也是美国环保局尤为推崇的一项烟气脱硫技术[2]。目前,湿法工艺中以湿式钙法占统治地位,然而该技术在运行过程中存在着严重的设备结垢和堵塞问题[3]。针对上述问题,发展出了钠-钙双碱法(简称“双碱法”)[4~6]。双碱法原则上有如下优点。
(1)用氢氧化钠脱硫,循环水基本上是氢氧化钠的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备的运行与保养。
(2)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外,减少了塔内结垢的可能性,提高了运行的可靠性;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔,从而大大减小了吸收塔的尺寸,降低了脱硫成本。
(3)钠基吸收液吸收SO2速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般在90%以上。
(4)对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。基于上述优点,双碱法具有很好的应用前景。但该技术的脱硫效果和运行的稳定性有待进一步提高,同时也存在占地面积大、硫酸根累积导致钠碱损失和系统结垢等问题。针对上述问题,近年来脱硫工作者在双碱法运行参数的优化和工艺改进方面进行了大量研究。
2化学原理
双碱法烟气脱硫技术是将氢氧化钠或碳酸钠溶液(第一碱)直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中的SO2,脱硫产物为亚硫酸氢钠和亚硫酸钠。然后脱硫产物进入再生池与石灰或石灰石(第二碱)反应再生出氢氧化钠,再生出的氢氧化钠回脱硫塔内循环使用[7]。各阶段反应方程式如下。
首先SO2溶解在水中并与水反应生成亚硫酸,部分亚硫酸解离成H+、HSO3-及少量的SO32-离子。吸收液中的碱提供OH-离子,与H+离子反应生成水而使H+离子减少。H+离子的减少促进亚硫酸的解离和烟气中SO2的物理溶解。
SO2 (g) → SO2(aq)
SO2(aq) + H2O → H+ + HSO3-
HSO3- → H+ + SO32-
H+ + OH- → H2O
起初碱过剩时,SO2与碱反应生成亚硫酸钠。
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑
待至碱耗尽而继续从烟气中吸收SO2时,则生成亚硫酸氢钠。
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
2NaHSO3+CaCO3→Na2SO3+CaSO3?1/2 H2O↓+CO2↑+1/2 H2O
2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3?1/2 H2O↓+3/2H2O
Na2SO3+Ca(OH)2+1/2H2O→2NaOH+CaSO3?1/2 H2O↓
再生后,NaOH溶液送回吸收系统使用,NaOH与吸收液中的N