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/石膏法基礎上結合鈉堿法發展起來的工藝，它克服了石灰石/石膏法容易結垢、鈉堿法運行費用高的缺點。它利用鈉鹽易溶于水，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石灰進行再生，從而使得鈉離子循環吸收利用。

該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點，解決了石灰法的塔內易結垢的問題，并具備鈉堿法吸收效率高的優點。

一、主要設計原則

l 技術*、經濟合理、切實有效的煙氣治理工藝。

l 設備運行可靠、阻力小，不產生對鍋爐運行工況的影響。

l 具有足夠的除塵脫硫效率，保證達標排放。

l 為降低運行費用，脫硫劑來源可靠，副產品處置合理。不外排不產生二次污染。脫硫除塵水循環利用。

● 充分考慮場地要求，使整套脫硫系統結構緊湊，減少占地面積。

● 盡量利用廠內已有設施和資源，以減少投資。

● 運行操作簡便，維護方便。

● 采取適當措施避免脫硫系統結垢和堵塞的發生。

● 使用壽命長，噪音小，必須設有可靠防腐措施。

● 施工工期短。

● 脫硫除塵裝置布局合理、操作維護簡單、不結垢、不堵塞，與鍋爐同步運行率99%。

二、工藝特點

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點：

● 用鈉堿脫硫，循環水基本上是[Na+]的水溶液，在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象，便于設備運行與保養；

● 吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在塔外，這樣避免了塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；

● 鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般在90%以上；

● 對除塵脫硫一體化技術而言，可提高石灰的利用率。

三、工藝流程介紹

鈉-鈣雙堿法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用純堿吸收SO2，石灰還原再生，再生后吸收劑循環使用，無廢水排放。

在工藝*、運行可靠和經濟合理的原則下，為了限度的減小一次性投資、節能降耗和系統維護方便，設計了如附圖一的工藝流程。

從多管旋風除塵器（預除塵，除去大部分粗顆粒粉塵，可用可不用）來的煙氣經增壓風機加壓之后，先經文丘里段，煙氣經過文丘里喉部的縮放，氣流流速從慢到快再到慢，在喉管入口處與噴入的霧化堿液充分混合接觸，部分SO2被堿液吸收，煙氣中的細小粉塵被氣霧濕潤而凝聚，使其密度增大。煙氣經預脫硫并增濕后再沿塔下部切線方向進入旋流板塔（我公司設計的塔與常規旋流板塔有些區別，取消降液裝置，每層塔板的漿液由上部霧化噴淋層落下的凝結的液滴組成），由于塔板葉片的導向作用而旋轉上升，并在塔板上將霧化噴淋層落下的漿液重新噴成幾十微米的細霧滴，使氣液間接觸面積急劇增大（比水膜除塵器的氣液接觸面積增大幾百至上千倍）。液滴被氣流帶動旋轉，產生的離心力強化氣液間的接觸，最后甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔內提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2被堿性液體吸收（脫硫）的效果好。旋流板塔由于特殊的內部結構設計，決定了它是一種高效通用型傳質設備，具有通量大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率高等優點，其綜合性能優于國內外普遍使用的濕法煙氣脫硫除塵裝置。再加上旋流板上面的霧化噴淋層，漿液噴淋系統的設計使噴淋層的布置達到所要求的噴淋漿液覆蓋率，使吸收溶液與煙氣充分接觸，從而保證在適當的液/氣比（L/G）下可靠地實現所要求的脫硫效率，從而完成煙氣的脫硫吸收和進一步除塵（塔內工共設置2層旋流板+2層霧化噴淋層）。經除塵脫硫后的煙氣向上通過塔頂的除霧板，利用煙氣本身的旋轉作用與旋流除霧板的強導向作用，產生強大的離心力，將煙氣中的液滴甩向塔壁，從而有效地除去煙氣中的水滴。脫硫并除去水霧后的煙氣可直接進入煙道并由煙囪排放。同時，為了方便脫硫系統的檢修和應付緊急情況，并建一旁路煙道。

脫硫液采用外循環吸收方式，循環池內一次性加入碳酸鈉制成脫硫液(循環水)，用循環泵打入文丘里段與脫硫除塵器進行除塵脫硫。吸收了SO2的脫硫液落入塔底流入再生池，與新來的石灰漿液進行再生反應，反應后的漿液流入沉淀再生池沉淀，當一個沉淀再生池沉淀物集滿時，漿液切換流入到另一個沉淀再生池，然后由人工或用潛污泵清理這個再生池沉淀的沉渣，廢渣晾干后外運處理。再生上清液流入循環池，循環池內經再生和補充新鮮堿液的脫硫液還是由循環泵打入文丘里段和主除塵脫硫塔，經噴嘴霧化后與煙充分接觸，然后流入再生池，如此循環，循環池內脫硫液PH下降到一定程度后則補充新鮮堿液，以恢復循環脫硫液的吸收能力。

雙堿法理論上只消耗石灰，不消耗鈉堿，但是由于脫硫渣帶水會使脫硫液損失一部分鈉離子，再加上煙氣中的氧氣會將部分Na2SO3氧化成Na2SO4（在循環噴淋過程中，Na2SO4不能吸收SO2），故需在循環池內補充少量純堿或廢堿液。

工藝流程化學反應原理

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）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3　　（2）

2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O　　（3）

其中式（1）是啟動階段純堿溶液吸收SO2反應方程，式（2）是運行過程的主要反應式，式（3）是再生液PH較高時的主要反應式。

用消石灰再生

Ca（OH）2＋Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH＋CaSO3?1/2H2O

Ca（OH）2＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3?1/2H2O＋3/2 H2O

在石灰漿液（石灰達到達飽和狀況）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，起動后實際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿（只是清渣時會帶也一些，被煙氣中氧氣氧化會有損失，因而有少量損耗）

再生的NaOH和Na2SO3等脫硫劑循環使用。