双碱法烟气脱硫工艺及原理介绍

双碱法脱硫工艺是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生,由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法,一般采用钠和钙两种碱液。双碱法的明显优点是脱硫效率高,投资费用省等。

双碱法烟气脱硫技术是在石灰法基础上结合钠碱法的特点，采用纯碱启动，塔内钠碱吸收SO2、塔外钠碱与石灰再生，使得钠离子循环吸收利用。钠盐活性强，反应速度快，脱硫效率高，液气比低〔1-5〕，可大大减少设备投资。脱硫液是溶解度较大的NaOH清液，脱硫系统管道和设备结垢堵塞现象较钙法脱硫有很大改善。

双碱法烟气脱硫基本原理

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，造成结垢堵塞喷头和管道问题。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。

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-；使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2，生成HSO31-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：

脱硫反应

①Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑

②2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

③Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

其中：

式①为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应；

式②为再生液pH值较高时（高于9时），溶液吸收SO2的主反应；

式③为溶液pH值较低（5~9）时的主反应。

再生过程

④Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3

⑤Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O

3、氧化过程(副反应)

⑥CaSO3+1/2O2→CaSO4

⑦CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O

整个工艺由三大部分组成:烟气处理系统、脱硫液循环系统和脱硫渣处理系统。

烟气处理系统:锅炉烟气通过电除尘器进入喷雾旋流脱硫塔前的短管喷淋段,进行预脱硫,预脱硫后的烟气从底部进入喷雾旋流脱硫塔,与喷淋液逆流接触高效脱硫,在雾化增湿和一级脱硫后进入旋流塔板,在叶片导向作用下烟气旋转上升,在上升过程与脱硫液相接触,将脱硫液高度雾化,促使气液间有更大的接触面积,液滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最终被甩到塔壁上,经过溢流装置收集后,沿壁流下。

大部分的二氧化硫和烟尘经过喷雾旋流塔的处理,其出口烟气的含尘浓度在50mg/Nm3以下,二氧化硫脱除率在80%以上。完成脱硫后的烟气在塔体上段通过高效组合除雾装置(有四级除雾设施,去除机械雾滴效率在99.8%以上)除去烟气中的雾滴,净化后的烟气经副塔后由引风机引至烟囱排放。

脱硫液循环系统:脱硫液在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反应后,经塔体底部排灰水沟流入混合池,部分溶液流入反应池,与石灰(或电石渣)浆液进行再生反应,反应后池渣进入浓缩沉淀池,清液返回混合池,在混合池中补充一定量的钠碱后,由循环水泵打入喷雾旋流塔循环使用。

脱硫渣处理流程:脱硫液经反应池后,钠碱得到再生,脱除的二氧化硫生成亚硫酸钙,通过鼓入的空气氧化成硫酸钙,再通过排浆泵打入灰水分离器成为含水量不高于60%的灰渣外排。本工艺的主要优点:脱硫效果好,脱硫效率在80%以上;防结垢、防堵、防腐蚀性能好,运行稳定,安全性能高;投资省、运行费用低,具有良好的经济性;阻力小,压降低;操作弹性宽,运行管理方便。

双碱法烟气脱硫工艺特点

1、脱硫效率90%以上。

2、脱硫剂采用钠碱和石灰，塔内清液吸收，有效避免塔内结垢。

3、液气比小。可脱硫除尘一体化。

4、一次投资省，运行成本低，国产程度高。

5、适应范围广。