锅炉双碱法脱硫

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双碱脱硫法技术特点                                                                          

     双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石-石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/ 石灰—石膏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，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统（曝气系统），从而增加初投资及运行费用，用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺好的解决了上述矛盾问题。

 一、工艺基本原理   

     双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造的脱硫除尘器。    双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2 来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。

脱硫工艺主要包括 5 个部分：    

(1) 吸收剂制备与补充；  

(2) 吸收剂浆液喷淋；    

(3) 塔内雾滴与烟气接触混合；   

(4) 再生池浆液还原钠基碱；   

(5) 石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2 先溶解于吸收液中，然后离解成 H+ 和HSO3 -SO2(g)= =  = SO2(aq) （1 ）    SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3 — = = = 2H++SO32 —：（2 ）式（1 ）为慢反应，是速度控制过程之一。然后H+ 与溶液中的 OH 一中和反应，生成盐和水，促进SO2 不断被吸收溶解。具体反应方程如下：    2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O     Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3  脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是Ca(OH)2 进行再生，再生反应如下：    Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3      Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO3 · 1/2H2O +1/2H2O 存在氧气的条件下，还会发生以后应：    Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O 2 NaOH + CaSO4 · H2O  脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的NaOH 可以循环使用。

二、工艺流程介绍

   自锅炉的烟气先经过除尘器除尘，然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层（根据具体情况定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的气液接触条件，从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的SO2与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器，升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。

三、工艺流程说明

    双碱法脱硫除尘器主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，SO2 吸收系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。   

四、二次污染的解决问题

采用氢氧化钠作为脱硫剂，在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率快，脱硫效率高，但脱硫的产物Na2SO4 很难进行处理，极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生，只有少量的Na2SO4 被带入石膏浆液中，这些掺杂了少量Na2SO4 的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离，分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放，溶液流回再生池继续使用，因此不会造成二次污染。

五、工艺特点与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比

双碱法原则上有以下优点：

(1) 用NaOH 脱硫，循环水基本上是NaOH 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；

(2) 吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，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。缺点是：NaSO3 氧化副反应产物Na2SO4 较难再生，需不断的补充NaOH 或Na2CO3 增加碱的消耗量。另外， Na2SO4 的存在也将降低石膏的质量。

该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95％以上。