钠钙双碱法脱硫工艺(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺,它利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环吸收利用,是锅炉/窑炉烟气脱硫的理想选择。
一、工艺特点
1、用钠碱脱硫,循环水基本上是[Na+]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;
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;
二、工艺原理
钠钙双碱法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用纯碱启动,钠钙吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程:
Ⅰ、脱硫过程
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2 (1)
2NaOH + SO2 → Na2CO3 + H2O (2)
Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHSO3 (3)
(1)式为吸收启动反应式;
(2)式为主要反应式,pH>9(碱性较高时)
(3)式为当碱性降低到中性甚至酸性时(5<pH<9)
Ⅱ、再生过程
2NaHSO3 + Ca(OH)2 → Na2SO3 + +CaSO3↓ + 2H2O (5)
Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3↓ (6)
在石灰浆液(石灰达到饱和状况)中,中性(两性)的NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出[Na+],随后生成的[SO32-]又继续跟石灰反应,反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来,从而使[Na+]得到再生,吸收液恢复对SO2的吸收能力,循环使用。
三、工艺流程
烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层喷淋雾化层,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。
四、系统组成
双碱法脱硫工艺,系统主要由SO2吸收系统、吸收剂系统等部分组成。
SO2吸收系统由脱硫塔、塔内喷淋系统、旋流器、除雾器以及吸收液循环泵、供给管道等部分组成。
喷淋脱硫塔
TDL-喷淋脱硫塔是我公司为适应《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014,《工业炉窑大气污染物排放标准》GB9078-1996及各地方标准,基于常规喷淋塔,并结合酸雾废气处理设备技术研发而成。该喷淋脱硫塔采用圆形塔体结构,具体由进气段、多级喷淋段、出风脱水段等组成;采用多级喷淋技术,使气液接触时间明显增长,提高除尘脱硫效率。可对锅炉、窑炉运行过程中产生的SO2、氮氧化物、氯化氢、氟化氢等酸雾气体进行有效吸附处理。
具有以下优势与特点:
1)塔体防腐蚀性能好,采用碳钢内衬天然花岗岩,天然花岗岩具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温的特性。花岗岩固定直接关系塔体防腐性能和使用寿命,我公司基于传统水泥砂浆灌浆技术,采用定位架和一次灌浇成形技术,达到牢固、比常规技术更不容易脱落的效果,有效避免采用传统技术固定,塔体在运输、安装、运行中花岗岩脱落现象。
2)喷淋管与塔体采用法兰连接技术,与直接焊接式相比,采用法兰套接拉管式增加了喷淋管维护和检修的方便性,降低运行成本。
3)塔体底部采用立式钢模一次浇灌成型,克服了同类产品塔体底部渗水、漏水的缺陷,延长脱硫塔使用寿命,保证脱硫效果。
4)塔体接缝及内壁花岗岩间接缝处采用专用粘结剂,该粘结剂强度大、耐冲刷、耐腐蚀、耐高温,有效解决接缝处漏水、塔体腐蚀等问题,延长设备使用寿命,避免其他厂家采用胶泥或水泥连接后,塔体接缝处经长时间冲刷而导致花岗岩脱落,降低使用寿命。
5)该设备占地面积少,运行阻力低、外形美观等特点,且耐腐蚀性强,使用寿命长,运行能耗低,塔上安装维修人孔、供液管道及维修平台、爬梯等辅助设施,安装、检修方便。