脱硫脱硝说说：废气双碱法脱硫工艺

查看全部 · 发表于 2021-4-8 09:40:32

钙钠双碱法脱硫工艺，简称双碱法。该法主要是脱除气体中的SO2气体。适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。

一、工艺特点

钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫，然后再用石灰粉再生脱硫液，由于整个反应过程是液气相之间进行，避免了系统结垢问题，而且吸收速率高，液气比低，吸收剂利用率高，投资费用省，运行成本低。

1、以NaOH(Na2CO3)脱硫，脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。

2、钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90%。

3、脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。

4、以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。

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二、工艺原理

1、反应原理

SO2吸收反应：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑

吸收剂再生反应：CaO＋H2O→Ca(OH) 2

Ca(OH) 2＋Na2SO3＋H2O→2NaOH＋CaSO3＋H2O

2、工艺流程

采用锻钢炉的烟气经换热降温至≤200℃，经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层数十支喷嘴，喷出细微液滴雾化均布于脱硫塔溶积内，烟气与喷淋脱硫液进行充分汽液混合接触，使烟气中SO2和灰尘被脱硫液充分吸收、反应，达到脱尘除SO2的目的。经脱硫洗涤后的净烟气经塔顶除雾器脱水，经脱硫塔上部进入烟囱排入大气。脱硫循环液经塔内气液接触除SO2后，经塔底管道流入沉淀池在此将灰尘沉淀下来，清液经上部溢进入反应再生池，在池内与石灰乳液制备槽引来的石灰乳进行再生反应，再生液流入泵前循环槽补入Na2CO3，由泵打入脱硫塔顶脱除SO2循环使用。其中再生产出的CaSO3及烟气中过剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分离。

三、工艺优势

1、烟气系统

来自锻钢烟气经烟道引风机直接进入脱硫塔。脱硫塔以空塔喷淋结构。设计空速小（4.0m/s），塔压力降小（≤600Pa），脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体，烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。脱硫塔制作完毕喷砂处理后，环氧树脂防腐6遍，塔内部件主要是喷嘴和防雾器，均为304不锈钢材质。当脱硫泵出现故障时，脱硫暂停反应，烟气可通过烟囱排入大气。

2、脱硫塔SO2吸收系统

烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤，气液充分接触吸收SO2。脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋，由于喷嘴的雾化作用，分裂成无数小直径的液滴，其总表面积增大数千倍，使气液得以充分接触，气液相接触面积越大，两相传质热反应，效率越高。因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构，起到高效、节能、造价低等优点。脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘，生成Na2SO3，同时消耗了NaOH和Na2SO3。脱硫液排出塔外进入再生池与Ca(OH) 2反应，再生出钠离子并补入Na2SO3（或NaOH），经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。

在脱硫塔顶部装有除雾器，经除雾器折流板碰冲作用，烟气携带的烟尘和其他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。除雾器设置定期冲洗装置，防止除雾器堵塞。

3、脱硫产物处理

脱硫产物最终是石膏浆，具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好，经自然蒸发晾干。由于石膏浆中含有固体杂质，影响石膏的质量，所以一般以抛弃法为高。排出沉淀池浆液可经水力旋流器，稠厚器增浓提固后，再排至渣场处理。

4、关于二次污染的解决

以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2,其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用，因钠钙双碱法能节省碱耗，又杜绝二次污染问题。有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中，经固液分离，分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。溶液流回再生池继续使用，因此不会产生二次污染。

5、方案的特点

以NaOH(Na2CO3)脱硫，脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90%。

脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。

6、吸收SO2效率及主要影响因素

PH值：PH值高，SO2吸收速率大，脱硫效率高，同时PH值高，结垢几率小，避免吸收剂表面纯化。

温度：温度低有利于气液传质，溶解SO2，但温度低影响反应速度，所以脱硫剂的温度不是一个独立的不变因素，取决于进气的烟气温度。

石灰粒度及纯度：要求石灰纯度≥95%，粒度控制Pc200~300目内。

液浆浓度：控制在10~15%。

经多年使用，双碱法脱硫工艺的缺点逐步暴露出来，主要体现在以下几个方面：

1、氢氧化钠或碳酸钠与二氧化硫反应同时也会与二氧化碳反应，烟气中二氧化碳含量远远高于二氧化硫含量，二氧化碳与氢氧化钠反应后生成碳酸钠，二氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠，这2个反应是同时进行的，因二氧化碳含量大很多，故碳酸钠产生量相当大，碳酸钠部分与溶于水的二氧化硫再次反应，但二氧化硫在第一次喷淋洗涤后含量很少（部分与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠），二次反应后还会出现大量的碳酸钠排入置换系统，故二氧化碳消耗的氢氧化钙（置换后实际消耗为氢氧化钙）量很高（受脱硫效率、洗涤效率、停留时间影响）。

2、亚硫酸钠与石灰（氢氧化钙）反应较快（置换系统内反应），但硫酸钠与氢氧化钙很难反应，脱硫循环水中硫酸钠含量不断增加，脱硫效率不断下降，导致烟气排放超标，也导致烧碱消耗量大大增加.

3、亚硫酸钠与石灰（氢氧化钙）反应段无有效手段控制反应效率，即无法控制置换效率，导致未经置换的亚硫酸钠氧化为硫酸钠，因硫酸钠很难与氢氧化钙反应，导致浪费和影响脱硫效率。

4、因为置换系统无法分辨氢氧化钠和氢氧化钙，故氢氧化钙在喷淋水中的含量会很高，导致结垢。

以上原因导致双碱法脱硫系统钠碱消耗量大，长期运行成本极高，同时，结垢严重，很多脱硫系统只能在环保监测验收的时候使用，严重影响空气质量，是空气质量恶化的主要原因之一。

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