一、概述
雙堿法(NaOH/ Ca(OH)2)是利用鈉鹽易溶于水,在吸收塔內部采用鈉堿吸收SO2,吸收后的脫硫液在再生池內利用廉價的鈣堿(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,解決了石灰法塔內易結垢的問題,又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點。
脫硫副產物為亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化后),亞硫酸鈣配以合成樹脂可生產一種稱為鈣塑的新型復合材料;或將其氧化后制成石膏;或者直接將其與粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作為鋪路底層墊層材料的強度。與氧化鎂法相比,鈣鹽不具污染性,因此不產生廢渣二次污染。
目前濕法脫硫技術應用廣泛,占有全世界FGD裝置總量的90%以上。其中雙堿法由于脫硫工藝簡單,運行穩(wěn)定性好,脫硫效率高,脫硫成本低,適合我國國情,因而在我國應用較為廣泛。
二、工藝說明
雙堿法是中小型鍋爐應用較廣的煙氣脫硫技術,是為了克服石灰石-石灰法容易結垢的缺點而發(fā)展起來的。雙堿法種類較多,最常用的是鈉鈣雙堿法。
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。
脫硫液采用外循環(huán)吸收方式。吸收了SO2的脫硫液流入再生池,與新來的石灰水進行再生反應,反應后的漿液流入沉淀池,當一個沉淀池沉淀物集到一定程度時,然后由污泥泵提出進入壓濾機進行有效壓濾,廢渣晾干后外運處理。循環(huán)池內經再生和沉淀后的上清液由循環(huán)泵打入脫硫塔循環(huán)使用。
另外,由于渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子,故需在清液池內補充少量純堿。
基本化學原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。
在塔內吸收SO2
Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2 (1)
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O (2)
Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 (3)
以上三式視吸收液酸堿度不同而異,堿性較高時(PH>9)以(2)式為主要反應;堿性稍微降低時以(1)式為主要反應;堿性到中性甚至酸性時(5<PH<9),則按(3)式反應。
用消石灰再生
Ca (OH)2 + Na2SO3 = 2NaOH + CaSO3
Ca (OH)2 + 2NaHSO3 = Na2SO3 + CaSO3 + 2H2O
在石灰漿液(石灰達到飽和狀況)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,啟動后實際上消耗的是石灰,理論上不消耗純堿(只是清渣時會帶一些,因而有少量損耗)再生的NaOH和Na2SO3等脫硫劑循環(huán)使用。