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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(chǔ)上結(jié)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(jié)垢、鈉堿法運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)。它利用鈉鹽易溶于水，在脫硫除塵塔內(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(jìn)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(diǎn)，既解決了石灰法的塔內(nèi)易結(jié)垢的問題，同時又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點(diǎn)。

工藝流程介紹

鍋爐產(chǎn)生的煙氣首先由引風(fēng)機(jī)正壓沿切線送入旋流板脫硫除塵塔內(nèi)（煙氣進(jìn)口設(shè)置在脫硫除塵塔中下部），在脫硫除塵塔的入口處設(shè)置了予降溫脫硫系統(tǒng)，經(jīng)過降溫后的煙氣進(jìn)入脫硫除塵塔。在脫硫除塵塔內(nèi)首先設(shè)置一層吸收旋流板--煙氣與脫硫劑混合反應(yīng)層，煙氣由下而上與噴淋漿液逆流接觸，兩者充分混合；在吸收旋流板上下設(shè)置二層霧化系統(tǒng)，在該區(qū)段空間充滿著由霧化器噴出的粒徑為100～300μｍ的霧化液滴，煙氣中SO2與吸收堿液再次反應(yīng)，脫除80%以上的二氧化硫。噴霧系統(tǒng)的合理選型及科學(xué)布置，使該霧化區(qū)形成無死角、重疊少的霧狀液體均勻分布的霧化區(qū)段，煙氣較長時間內(nèi)在霧化區(qū)中穿行，煙氣中SO2有了充足的機(jī)會與脫硫液接觸，并不斷與霧滴相碰，其中SO2與吸收液進(jìn)行反應(yīng)，從而被脫除，同時殘留煙塵被帶上“水珠”，質(zhì)量增大，落入脫硫除塵塔底部。

在二層霧化噴淋層上方設(shè)置一層除塵旋流板及水膜溢流槽，用以提升除塵效果。

脫硫除塵后的液體由脫硫除塵塔底部流入反應(yīng)池與石灰漿液進(jìn)行再生反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液流入沉淀池進(jìn)行沉淀再生，再生后的上清液（鈉堿）溢流入清液池，在清液池內(nèi)適當(dāng)補(bǔ)充一定量的堿液后經(jīng)循環(huán)泵再次送入噴淋系統(tǒng)中。

經(jīng)脫硫后的煙氣通過塔頂旋流板除霧器時，利用其導(dǎo)向作用產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，將煙氣中的液滴分離出來，達(dá)到同時除塵除霧的效果。潔凈煙氣終達(dá)標(biāo)排放。

工藝原理

鈉鈣雙堿法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用純堿啟動，鈉鈣吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化學(xué)原理可分脫硫過程和再生過程：

Ⅰ、脫硫過程

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2        (1)

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O        (2)

NaCO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3 + CO2  (3)

(1)    式為吸收啟動反應(yīng)式；

(2)    式為主要反應(yīng)式，pH＞9（堿性較高時）

(3)    式為當(dāng)堿性降低到中性甚至酸性時（5＜pH＜9）

Ⅱ、再生過程

2NaHSO3 + Ca(OH)2  → Na2SO3 +  +CaSO3↓ + 2H2O     (5)

NaSO3 + Ca(OH)2  → 2NaOH +  CaSO31/2 H2O          (6)

在石灰漿液（石灰達(dá)到飽和狀況）中，中性（兩性）的NaHSO3很快跟石灰反應(yīng)從而釋放出[Na+]，隨后生成的[SO32-]又繼續(xù)跟石灰反應(yīng)，反應(yīng)生成的亞硫酸鈣以半水化合物形式慢慢沉淀下來，從而使[Na+]得到再生，吸收液恢復(fù)對SO2的吸收能力，循環(huán)使用。

由于氧化副反應(yīng)（NaSO3+1/2O2→NaSO4）生產(chǎn)的NaSO4難予再生，使堿（NaOH）的消耗量有所增加，需每天補(bǔ)充0.5kg燒堿（NaOH）。

脫硫除塵副產(chǎn)物為亞硫酸鈣或硫酸鈣（氧化后），用戶可以根據(jù)自己的需要，采用不同的方法對副產(chǎn)品進(jìn)行處理。

工藝特點(diǎn)

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(diǎn)：

1、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(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象，便于設(shè)備運(yùn)行與保養(yǎng)；

2、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(yùn)行的可靠性，降低了操作費(fèi)用；

3、鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達(dá)到較高的脫硫效率，一般在90%以上；

4、對脫硫除塵一體化技術(shù)而言，可提高石灰的利用率。

結(jié)垢堵塞問題

管路結(jié)垢主要是晶相結(jié)垢；即沉淀物在管路及吸收設(shè)備內(nèi)飽和結(jié)晶，并形成晶核，逐漸晶體擴(kuò)大，產(chǎn)生結(jié)晶堵塞。

鈉鈣雙堿法采用易溶性的鈉堿進(jìn)行循環(huán)吸收，為清潔吸收，吸收產(chǎn)物均溶于水。脫硫渣亞硫酸鈣在循環(huán)池內(nèi)經(jīng)充分沉淀后，進(jìn)入塔體的脫硫吸收液主要為鈉鹽，在塔內(nèi)吸收SO2后，轉(zhuǎn)化成溶解度更大的亞硫酸氫鈉，不會在塔內(nèi)形成結(jié)晶、結(jié)垢。運(yùn)行過程關(guān)鍵在于保持所需的鈉離子濃度與及時利用脫硫劑對脫硫液進(jìn)行再生。

在塔盤空隙較小的部位增加一定的持液量（脫硫液的保有量）。有意識地增加此處的氣速，以加大自清洗的作用；在塔內(nèi)操作工況的設(shè)計(jì)上，不單單追求單一的效率，而是求得效率與穩(wěn)定操作的平衡，結(jié)垢與沖刷磨損的平衡；工藝上進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)真正的雙堿法工藝，較好的控制Ca2+進(jìn)塔濃度，避免結(jié)垢。塔頂設(shè)置高壓沖洗裝置，定期沖洗，減少結(jié)垢堵塞。