浅议钠—钙双碱法烟气脱硫技术的应用

席亚萍

摘 要 文章从钠-钙双碱法的脱硫原理、工艺流程、脱硫技术的特点等几个方面对钠-钙双碱法进行了介绍和阐述，钠-钙双碱法在运行过程中具有费用低、效率高、经济效益显著等特点，在锅炉烟气脱硫除尘方面有非常广泛的市场前景。

关键词 钠-钙双碱法 脱硫 烟气

我国是世界上最大的煤炭生产国，目前能源消耗还是以煤炭为主。煤炭的大量燃烧是大气中二氧化硫的主要产生来源，经统计每年烟气中排放量高达20Mt左右，已在部分地区形成酸雨区，酸雨已经危及到24个省、市、自治区，给生态环境造成了非常严重的危害。因此急需发展各种烟气脱硫工艺技术，根据目前经济及技术水平，烟气脱硫按其类型均可分为湿法、半干法和干法脱硫技术三种。其中湿法烟气脱硫以其工艺简单，脱硫效率高等优势占据主导地位。

目前的湿法烟气脱硫工艺主要有钙法、钠法和双碱法。其中，钙法因采用生石灰或石灰石作为脱硫剂，易在吸收塔和管道内产生结垢，影响整个脱硫系统运行；钠法因使用的钠碱价格比较昂贵，导致脱硫成本较高。而钠-钙双碱法烟气脱硫工艺较好的解决了上述问题。鈉-钙双碱法烟气脱硫技术具有不易堵塞设备、运行可靠性高、操作费用低、脱硫效率高等优点，得到越来越多的应用。

1钠-钙双碱法脱硫基本原理

钠-钙双碱法是采用钠基脱硫剂在塔内脱硫，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以及结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用钙基碱进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用，固硫沉淀物氧化后经过脱水处理外排。在双碱法烟气脱硫中化学反应主要是三步，即：脱硫反应、再生反应和氧化反应。

（1）脱硫反应（在主塔中以钠碱吸收烟气中的SO2）

Na2CO3+SO2→NaSO3+CO2（Ⅰ）

2NaOH+SO2→Na2SO3+ H2O（Ⅱ）

Na2SO3 +SO2+ H2O→2NaHSO3（Ⅲ）

（2）再生反应（吸收液流到反应池中与石灰料浆反应）

Ca（OH）2 +Na2SO3→2NaOH+CaSO3 （Ⅳ）

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

（3）氧化反应

CaSO3+1/2O2→CaSO4 （Ⅵ）

钠钙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二氧化硫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。脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统，再生的NaOH 可以循环使用。整个钠-钙双碱法消耗了石灰，使得具有脱硫活性的钠碱得以重新回用，从而达到了在保证较高脱硫效率的条件下，消耗较低廉脱硫剂的目的。

2钠-钙双碱法脱硫工艺流程

锅炉烟气先经过除尘器除尘，经除尘后的烟气从塔下部进入脱硫塔，从吸收塔内向上流动，向下喷淋的石灰石浆液以逆流方式对烟气进行洗涤，可使气液充分接触。脱硫塔一般采用内置若干层旋流板的方式，在塔内最上层的脱硫旋流板上布置一根喷管，氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上，在旋流板的导流作用下，烟气旋转上升，与均匀分布在旋流板上的碱液充分接触，可充分吸收烟气中的SO2、SO3、HCl 和HF 等酸性气体，生成NaSO3和NaHSO3，同时消耗氢氧化钠。在吸收塔出口处安装两级旋流板（或折流板）除雾器用来去除烟气在洗涤过程中带出的水雾。在脱硫过程中，烟气中部分烟尘和其它固体颗粒也会被除雾器捕获，除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时进行冲洗避免除雾器堵塞。经脱硫洗涤脱水后的烟气经引风机进入烟囱排入大气。

氢氧化钠作为脱硫装置吸收剂，氢氧化钠碱液由泵打入脱硫塔系统内进行脱硫。为了循环使用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物，在设有石灰熟化池中加入石灰粉，加水配制成石灰浆液，打到再生池内与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应进行再生还原。

脱硫系统的最终脱硫产物是石膏浆（固体含量约20%），成分主要为CaSO3和CaSO4，石膏浆被浓缩（固体含量约40%）之后一般堆放于渣场或者进行综合利用，溢流液回流入再生池内。

3钠-钙双碱法脱硫技术特点

3.1技术先进成熟

钠-钙双碱法用钠碱脱硫，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；吸收剂的再生和脱硫产物的沉淀均发生在脱硫塔以外，避免脱硫塔堵塞和磨损，降低操作费用，提高运行的可靠性；另外，用高效的板式塔或填料塔代替空塔，接触面积增大，提高脱硫效率。

3.2脱硫同时达到除尘效果

锅炉烟气经过喷淋、吸收、吸附、再生等物理化学过程后，以及脱水、除雾步骤，在脱硫的同时达到除尘的效果，净化了烟气。

3.3具有较强的煤种变化适应性

在脱硫过程中用钠碱液作为脱硫剂，可根据锅炉燃煤煤种的变化，适当调节pH值、液气比等因子，以达到设计脱硫率。

3.4经济效益显著

脱硫过程中用廉价的钙碱再生、钠碱再生利用，大大降低运行成本；经过对比，钠-钙双碱法工程投资仅为其它湿法技术的2/3～3/4，脱硫效率可达到90%～95%。

3.5节能、节水

钠-钙双碱法脱硫可实现“三高、二低、一小”的特点，即：脱硫效率高、可利用率高、可靠性高；投资成本低、运行费用低；占地面积小。

4结语

钠-钙双碱法脱硫工艺利用钠盐易溶于水，可高效吸收SO2等酸性气体，利用廉价的石灰可使脱硫液在再生池内进行再生，既避免脱硫塔堵塞，同时又具备吸收效率高的优点，经过实践证明特别适合中小型锅炉烟气脱硫工艺，具有非常广泛的市场前景。

参考文献

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