微碳 · 湿法脱硫

1. 工业硫化物来源

       工业产生的硫化物主要包括SO2、SO3和H2S,其主要来源于含硫矿物的燃烧(例如含硫的煤、柴油、制硫酸的二硫化亚铁FeS2等)。
       2013年,全国二氧化硫排放量2043.9万吨,工业二氧化硫排放量1835.2万吨,占全国二氧化硫排放总量的89.8%。

3. 微碳科技公司脱硫工艺

       微碳科技公司脱硫工艺采用的技术领先的—钠钙双碱法脱硫。

     

       (1)方案介绍

       双碱法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。钠钙双碱法是以NaCO3或NaOH溶液为第一碱吸收烟气中的SO2,然后再用石灰或熟石灰作为第二碱,处理吸收液,再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。使用钠钙双碱法脱硫工艺在佛山、肇庆、清远和云浮等地实现工程案例中,均取得非常好的脱硫效果,深受好评。

 

       (2)脱硫原理

       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SO2后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。

       另一方面脱硫产物被排入再生池内用Ca(OH)2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NaOH溶液作为启动脱硫剂,配制好的NaOH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NaOH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HSO3-、SO32-与SO42-,反应方程式如下:
       ①脱硫反应
       Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2    (1)
       2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O     (2)
       Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3  (3)
       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。
       ②再生过程
       Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3                                     (4)
       Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O    (5)
       ③氧化过程(副反应)
       2CaSO3+O2→2CaSO4                                                          (6) 
       CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O                             (7)  

 

       (3)工艺流程

       使用钠钙双碱法脱硫,其工艺流程见下图。

 

 

 

 

 

 

 

       二氧化硫是大气中数量最多的有害成分,世界上有很多城市发生过二氧化硫危害的严重事件,使很多人中毒或死亡。二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。二氧化硫是造成全球范围内“酸雨”的主要原因,对生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。

2. 二氧化硫的危害

       2013年,二氧化硫排放量超过100万吨的省份依次为山东、内蒙古、河北、山西、河南和辽宁,6个省份的二氧化硫排放量占全国排放总量的38.3%。各地区中,工业二氧化硫排放量最大的是山东,城镇生活二氧化硫排放量最大的是贵州,集中式污染治理设施二氧化硫排放量最大的是广东。

图  各地区二氧化硫排放情况

图  钠钙双碱法脱硫工艺

       (4)工艺优点

       ①脱硫效率95%以上,钠基吸收二氧化硫速率高,在较低的液气比下可得到较高的脱硫率,同时还可大大提高石灰的利用率
       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
       ⑤设备内钠基清液作为吸收液,大大降低了结垢机率,适应范围广
       ⑥采用湿式钠钙双碱法脱硫,可以通过水幕进一步将烟气中粉尘出掉,除尘效率高达99.9%  
  

图  双碱法脱硫工程