当今采用碳酸氢钠为吸附剂的干法吸附工艺已成为一个有效的烟气净化手段,用于去除烟气中所含的各种污染物。其净化效果可与已知的其它方式相比,如采用石灰乳为吸附剂的喷雾吸附法。干法烟气净化不仅可用于煤电厂、垃圾或替代燃料焚烧厂,还可广泛地用于玻璃、水泥、冶金等行业的工业炉。采用干法烟气净化可以经济地达到烟气排放标准(例如中国的GB 13223)。
由于运输和存储的原因,碳酸氢钠原料通常是粗颗粒(d50值约为200微米)。如要达到较高的反应活性,吸附剂必须有较大的比表面积。因此在注入烟气管道前,碳酸氢钠必须研磨至一定细度。比如,要去除SO2碳酸氢钠细度须达到d90<20µm。而去除HCl只要求d90<35µm。如果系统操作正确,可以去除95%以上的SO2;HCl的去除率甚至可达99%。
从锅炉尾部烟气出来140℃以上的烟气通过引风机进入干法反应塔,然后在干法反应塔入口前设置碳酸氢钠喷粉装置。反应塔内设置均混装置,对烟气进行扰流,使碳酸氢钠粉末与烟气充分接触。混合均匀的烟气进入尾部布袋除尘器,使烟气中的S02与NaHCO3得到充分的反应时间,同时除尘器将反应后的副产物过滤下来。
碳酸氢钠(NaHCO3)用作烟气脱硫的吸附剂,通过化学吸附去除烟气中的SO2,同时,它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入高温烟气中,在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O和CO2。
新产生的碳酸钠Na2CO3在生成瞬间有高度的反应活性,可自发地与烟气中的硫氧化物进行下列反应:
2NaHCO3 + heat—–Na2CO3 + CO2 + H2O
Na2CO3 + SO2 + 1/2 O2 + heat—–Na2SO4 + CO2
Na2CO3 + 2HCl—–2NaCl + H2O + CO2
Na2CO3 + 2HF—–2NaF + H2O + CO2
一般情况下,烟气温度在140和250℃之间。由于碳酸氢钠吸附剂的高度活性,通常碳酸氢钠耗量略微过量(化学计量因子在1.1和1.3之间)。
主要技术特点:
1)NaHCO3干法烟气脱硫技术是利用NaHCO3作为脱硫剂,对烟气中SO2进行吸收脱除的一种技术。NaHCO3是良好的SO2吸收剂,其吸收速率高于钙基等吸收剂。用NaHCO3吸收烟气中的SO2是气-固相反应,反应速度快,脱硫效率可达95%,可保证SO2排放要求,吸收剂利用率高。
2)NaHCO3干法脱硫对烟气流量、SO2浓度等工况的变化适应性较强;
3)脱硫剂成本较高,总体运行成本相对较高,但由于烟气含硫量低,成本增加有限;
4)腐蚀性轻微,基本不用采取特殊防腐措施,但需采取相应防磨措施;
5)由于脱硫工艺不需要对烟气进行了増湿减温,排放烟气温度基本没有降低,烟气排放始终保持良好的视觉效果;
6)系统不需要排放废水;
干法吸附工艺去除气态无机污染物已取得了很大的市场份额,特别是在欧洲。此工艺已经成为去除氯化氢,氟化氢和硫氧化物的标准工艺之一,尤其适合于焚烧厂烟气的在线净化。
通过工艺及设备技术的最新发展,干法烟气净化工艺的性能完全可以与高效的湿法工艺相媲美。采用碳酸氢钠的干法烟气净化工艺的适用性和经济性需要每个个案单独分析。