鈉鈣雙堿脫硫工藝

鈉鈣雙堿法脫硫工藝（Na2CO3/Ca(OH)2）是在石灰石/石膏法基礎上結合鈉堿法發(fā)展起來的工藝，它克服了石灰石/石膏法容易結垢、鈉堿法運行費用高的缺點。它利用鈉鹽易溶于水，在吸收塔內(nèi)部采用鈉堿吸收SO2，吸收后的脫硫液在再生池內(nèi)利用廉價的石灰進行再生，從而使得鈉離子循環(huán)吸收利用。

該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點，解決了石灰法的塔內(nèi)易結垢的問題，并具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點。

一、主要設計原則

l 技術、經(jīng)濟合理、切實有效的煙氣治理工藝。

l 設備運行可靠、阻力小，不產(chǎn)生對鍋爐運行工況的影響。

l 具有足夠的除塵脫硫效率，保證達標排放。

l 為降低運行費用，脫硫劑來源可靠，副產(chǎn)品處置合理。不外排不產(chǎn)生二次污染。脫硫除塵水循環(huán)利用。

● 充分考慮場地要求，使整套脫硫系統(tǒng)結構緊湊，減少占地面積。

● 盡量利用廠內(nèi)已有設施和資源，以減少投資。

● 運行操作簡便，維護方便。

● 采取適當措施避免脫硫系統(tǒng)結垢和堵塞的發(fā)生。

● 使用壽命長，噪音小，必須設有可靠防腐措施。

● 施工工期短。

● 脫硫除塵裝置布局合理、操作維護簡單、不結垢、不堵塞，與鍋爐同步運行率99%。

二、工藝特點

與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比，雙堿法原則上有以下優(yōu)點：

● 用鈉堿脫硫，循環(huán)水基本上是[Na+]的水溶液，在循環(huán)過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設備運行與保養(yǎng)；

● 吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在塔外，這樣避免了塔內(nèi)堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；

● 鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般在90%以上；

● 對除塵脫硫一體化技術而言，可提高石灰的利用率。

三、工藝流程介紹

鈉-鈣雙堿法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用純堿吸收SO2，石灰還原再生，再生后吸收劑循環(huán)使用，無廢水排放。

在工藝、運行可靠和經(jīng)濟合理的原則下，為了限度的減小一次性投資、節(jié)能降耗和系統(tǒng)維護方便，設計了如附圖一的工藝流程。

從多管旋風除塵器（預除塵，除去大部分粗顆粒粉塵，可用可不用）來的煙氣經(jīng)增壓風機加壓之后，先經(jīng)文丘里段，煙氣經(jīng)過文丘里喉部的縮放，氣流流速從慢到快再到慢，在喉管入口處與噴入的霧化堿液充分混合接觸，部分SO2被堿液吸收，煙氣中的細小粉塵被氣霧濕潤而凝聚，使其密度增大。煙氣經(jīng)預脫硫并增濕后再沿塔下部切線方向進入旋流板塔（我公司設計的塔與常規(guī)旋流板塔有些區(qū)別，取消降液裝置，每層塔板的漿液由上部霧化噴淋層落下的凝結的液滴組成），由于塔板葉片的導向作用而旋轉上升，并在塔板上將霧化噴淋層落下的漿液重新噴成幾十微米的細霧滴，使氣液間接觸面積急劇增大（比水膜除塵器的氣液接觸面積增大幾百至上千倍）。液滴被氣流帶動旋轉，產(chǎn)生的離心力強化氣液間的接觸，最后甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔內(nèi)提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2被堿性液體吸收（脫硫）的效果好。旋流板塔由于特殊的內(nèi)部結構設計，決定了它是一種高效通用型傳質設備，具有通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率高等優(yōu)點，其綜合性能優(yōu)于國內(nèi)外普遍使用的濕法煙氣脫硫除塵裝置。再加上旋流板上面的霧化噴淋層，漿液噴淋系統(tǒng)的設計使噴淋層的布置達到所要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收溶液與煙氣充分接觸，從而保證在適當?shù)囊?氣比（L/G）下可靠地實現(xiàn)所要求的脫硫效率，從而完成煙氣的脫硫吸收和進一步除塵（塔內(nèi)工共設置2層旋流板+2層霧化噴淋層）。經(jīng)除塵脫硫后的煙氣向上通過塔頂?shù)某F板，利用煙氣本身的旋轉作用與旋流除霧板的強導向作用，產(chǎn)生強大的離心力，將煙氣中的液滴甩向塔壁，從而有效地除去煙氣中的水滴。脫硫并除去水霧后的煙氣可直接進入煙道并由煙囪排放。同時，為了方便脫硫系統(tǒng)的檢修和應付緊急情況，并建一旁路煙道。

脫硫液采用外循環(huán)吸收方式，循環(huán)池內(nèi)一次性加入碳酸鈉制成脫硫液(循環(huán)水)，用循環(huán)泵打入文丘里段與脫硫除塵器進行除塵脫硫。吸收了SO2的脫硫液落入塔底流入再生池，與新來的石灰漿液進行再生反應，反應后的漿液流入沉淀再生池沉淀，當一個沉淀再生池沉淀物集滿時，漿液切換流入到另一個沉淀再生池，然后由人工或用潛污泵清理這個再生池沉淀的沉渣，廢渣晾干后外運處理。再生上清液流入循環(huán)池，循環(huán)池內(nèi)經(jīng)再生和補充新鮮堿液的脫硫液還是由循環(huán)泵打入文丘里段和主除塵脫硫塔，經(jīng)噴嘴霧化后與煙充分接觸，然后流入再生池，如此循環(huán)，循環(huán)池內(nèi)脫硫液PH下降到一定程度后則補充新鮮堿液，以恢復循環(huán)脫硫液的吸收能力。

雙堿法理論上只消耗石灰，不消耗鈉堿，但是由于脫硫渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子，再加上煙氣中的氧氣會將部分Na2SO3氧化成Na2SO4（在循環(huán)噴淋過程中，Na2SO4不能吸收SO2），故需在循環(huán)池內(nèi)補充少量純堿或廢堿液。

工藝流程化學反應原理

基本化學原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。

在塔內(nèi)吸收SO2

Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2   （1）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3　?。?）

2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O　?。?）

其中式（1）是啟動階段純堿溶液吸收SO2反應方程，式（2）是運行過程的主要反應式，式（3）是再生液PH較高時的主要反應式。

用消石灰再生

Ca（OH）2＋Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH＋CaSO3?1/2H2O

Ca（OH）2＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3?1/2H2O＋3/2 H2O

在石灰漿液（石灰達到達飽和狀況）中，NaHSO3很快與Ca（OH）2　反應從而釋放出［Na＋］，［SO32-］與［Ca2＋］反應，反應生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下來從而使［Na＋］得到再生。Na2CO3只是一種啟動堿，起動后實際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿（只是清渣時會帶也一些，被煙氣中氧氣氧化會有損失，因而有少量損耗）

再生的NaOH和Na2SO3等脫硫劑循環(huán)使用。