双碱法脱硫

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双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石膏法容易结垢的缺点而发展起来的。

由于传统的石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,其溶解度较小,极易在脱硫塔及管道内形成结垢、堵塞现象。

钠一钙双碱法的化学反应机理如下:
(1)吸收反应。

在主塔中以钠碱吸收烟气中的S02:
Na2CO3+S02= Na2S03+C02
Na2S03+S02+H20=2NaHS03
2NaOH+S02=Na2S03+H20
(2)再生反应。

吸收液流到反应池中与石灰料浆反应:
CaO+H2O=Ca(OH)2
2NaHS03+Ca(OH)2=Na2SO3+3/2H20+CaS03+1/2H20
Na2S03+Ca(OH)2+1/2H20=2NaOH+CaS03+1/2H20
2CaS03+1/2H20+3H20+02=2CaS04+2H20
(3)副反应。

吸收过程的主要副反应为氧化反应,吸收液
中的Na2S03被烟气中的02氧化生成Na2S04,反应式如下:2Na2S03+02=2Na2S04
在再生过程中Na2S04发生下列反应:
Na2S04+Ca(OH)2+2H20=2NaOH+CaS04+2H20
钠一钙双碱法工艺特点
对于大型发电厂的烟气脱硫,因为烟气量太大,受到运行费用的限制,通常都用“石灰或者石灰石湿式洗涤法”,美国发电厂90%以
上都用此法。

对于烟气量不大的锅炉、窑炉和柴油发电机的烟气脱硫,采用“钠钙双碱法”脱硫,不仅脱硫效果好,简单,甚至于没有大量黑色的石膏渣产生。

长期的使用中,微量的结垢和累积是存在的,定期保养及维护时,配酸性水浸泡和反冲洗除垢。

在再生池中配制2%浓度的稀硫酸溶液,反复用泵打循环2 h左右,即可完成塔中的除垢。

除垢后的水用泵打入再生反应池,经处理后再用。

与传统的湿法脱硫工艺相比,钠一钙双碱法脱硫具有以下优点:
(1) 技术成熟,运行稳定可靠。

主要设备、设置故障率低,因此不会因脱硫设备故障影响电站锅炉的安全运行。

用钠碱脱硫,循环水基本上是钠碱的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养;节能、节水、节省脱硫剂效果显著。

实现双碱法“三高、二低、一小”的特点。

即:脱硫效率高、可利用率高、可靠性高;投资成本低、运行费用低;占地面积小。

(2) 工艺先进,运行费用低。

因钠碱活性极强极高,所以只用很低的液气比就可达到高效率的脱硫效果;又因用廉价的钙碱再生、钠碱重复利用,就大大降低了运行成本。

吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在脱硫塔以外,避免了塔德堵塞和磨损,提高了运行可靠性,降低了操作费用;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔,使系统更紧凑,且可提高脱硫效率。

(3)钠碱吸收液在脱硫塔内吸收SO2,反应速率快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫率。

钠钙双碱法工程投资仅为其他湿法技术的2/3~3/4;脱硫效率同样达到90%~95%,脱硫后的SO2和烟尘排放
完全满足环保要求。

钠一钙双碱法存在的问题
钠一钙双碱法脱硫由于工艺比较复杂,目前尚有几个问题正在解决中。

一是整个系统涉及的池子比较多,如何使各池子的液位保持自动平衡还有待解决;二是双碱法脱硫要加两种碱,现在正在调试以找到符合SO2排放要求时两种碱液的最合适pH,并根据此pH实现自动加药;三是Na2S03氧化副反应产物Na2S04较难再生,需不断的补充NaOH
或Na2C03而增加碱的消耗量。

另外,Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。