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