物料就是氫氧化鈉和氧化鈣(白灰)。
雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內(nèi)脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收二氧化硫后反應產(chǎn)物溶解度大,不會造成過飽和結(jié)晶,造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。
雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑,配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的,然后脫硫產(chǎn)物經(jīng)脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用。脫硫工藝主要包括5個部分:(1)吸收劑制備與補充;(2)吸收劑漿液噴淋;(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合;(4)再生池漿液還原鈉基堿;(5)石膏脫水處理。
雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似,主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中,然后離解成H+和HSO3-;
SO2(g)= SO2(l)
SO2(aq)+H2O(l) = H++HSO3-=2H++SO32-;
式(1)為慢反應,是速度控制過程之一。
然后H+與溶液中的OH-中和反應,生成鹽和水,促進SO2不斷被吸收溶解。具體反應方程式如下:
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
脫硫后的反應產(chǎn)物進入再生池內(nèi)用另一種堿,一般是Ca(OH)2進行再生,再生反應過程如下:
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O +1/2H2O
存在氧氣的條件下,還會發(fā)生以下反應:
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4·H2O
脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出,然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)或直接堆放、拋棄。再生的NaOH可以循環(huán)使用。
工藝流程介紹
來自鍋爐的煙氣先經(jīng)過除塵器除塵,然后煙氣經(jīng)煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內(nèi)布置若干層(根據(jù)具體情況定)旋流板的方式,旋流板塔具有良好的氣液接觸條件,從塔頂噴下的堿液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應。經(jīng)脫硫洗滌后的凈煙氣經(jīng)過除霧器脫水后進入換熱器,升溫后的煙氣經(jīng)引風機通過煙囪排入大氣。
雙堿法脫硫工藝流程圖:
最初的雙堿法一般只有一個循環(huán)水池,NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環(huán)池內(nèi)混合。在清除循環(huán)池內(nèi)的灰渣時,煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應的石灰同時被清除,清出的混合物不易綜合利用而成為廢渣。為克服傳統(tǒng)雙堿法的缺點,對其進行了改進。主要工藝過程是,清水池一次性加入氫氧化鈉制成脫硫液,用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水,在脫硫過程中,煙氣夾雜的飛灰同時被循環(huán)液濕潤而捕集,從吸收塔排出的循環(huán)漿液流入沉淀池?;以?jīng)沉淀定期清除,可回收利用,如制磚等。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應,置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中,同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等,可通過沉淀清除。