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微碳 · 濕法脫硫

1. 工業硫化物來源

       工業產生的硫化物主要包括SO2、SO3和H2S,其主要來源于含硫礦物的燃燒(例如含硫的煤、柴油、制硫酸的二硫化亞鐵FeS2等)。
       2013年,全國二氧化硫排放量2043.9萬噸,工業二氧化硫排放量1835.2萬噸,占全國二氧化硫排放總量的89.8%。

3. 微碳科技公司脫硫工藝

       微碳科技公司脫硫工藝采用的技術領先的—鈉鈣雙堿法脫硫。

     

       (1)方案介紹

       雙堿法是先用可溶性的堿性清液作為吸收劑吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰對吸收液進行再生。鈉鈣雙堿法是以NaCO3或NaOH溶液為第一堿吸收煙氣中的SO2,然后再用石灰或熟石灰作為第二堿,處理吸收液,再生后的吸收液送回吸收塔循環使用。使用鈉鈣雙堿法脫硫工藝在佛山、肇慶、清遠和云浮等地實現工程案例中,均取得非常好的脫硫效果,深受好評。

 

       (2)脫硫原理

       雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強,吸收SO2后反應產物溶解度大,不會造成過飽和結晶,造成結垢堵塞問題。

       另一方面脫硫產物被排入再生池內用Ca(OH)2進行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用,比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造。

       雙堿法煙氣脫硫技術是利用NaOH溶液作為啟動脫硫劑,配制好的NaOH溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的,然后脫硫產物經脫硫劑再生池還原成NaOH再打回脫硫塔內循環使用。

       脫硫工藝主要包括5個部分:
       ①吸收劑制備與補充
       ②吸收劑漿液噴淋
       ③塔內霧滴與煙氣接觸混合
       ④再生池漿液還原鈉基堿
       ⑤石膏脫水處理

 

       雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似,主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中,然后離解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2,生成HSO3-、SO32-與SO42-,反應方程式如下:
       ①脫硫反應
       Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2    (1)
       2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O     (2)
       Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3  (3)
       其中:
       式(1)為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應;
       式(2)為再生液pH值較高時(高于9時),溶液吸收SO2的主反應;
       式(3)為溶液pH值較低(5~9)時的主反應。
       ②再生過程
       Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3                                     (4)
       Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O    (5)
       ③氧化過程(副反應)
       2CaSO3+O2→2CaSO4                                                          (6) 
       CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O                             (7)  

 

       (3)工藝流程

       使用鈉鈣雙堿法脫硫,其工藝流程見下圖。

 

 

 

 

 

 

 

       二氧化硫是大氣中數量最多的有害成分,世界上有很多城市發生過二氧化硫危害的嚴重事件,使很多人中毒或死亡。二氧化硫可被吸收進入血液,對全身產生毒副作用,它能破壞酶的活力,從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質的代謝,對肝臟有一定的損害。二氧化硫是造成全球范圍內“酸雨”的主要原因,對生態系統和建筑設施都有直接和潛在的危害。

2. 二氧化硫的危害

       2013年,二氧化硫排放量超過100萬噸的省份依次為山東、內蒙古、河北、山西、河南和遼寧,6個省份的二氧化硫排放量占全國排放總量的38.3%。各地區中,工業二氧化硫排放量最大的是山東,城鎮生活二氧化硫排放量最大的是貴州,集中式污染治理設施二氧化硫排放量最大的是廣東。

圖  各地區二氧化硫排放情況

圖  鈉鈣雙堿法脫硫工藝

       (4)工藝優點

       ①脫硫效率95%以上,鈉基吸收二氧化硫速率高,在較低的液氣比下可得到較高的脫硫率,同時還可大大提高石灰的利用率
       ②脫硫劑采用鈉堿和石灰,塔內清液吸收,有效避免塔內結垢
       ③液氣比小,可脫硫除塵一體化
       ④一次投資省,運行成本低
       ⑤設備內鈉基清液作為吸收液,大大降低了結垢機率,適應范圍廣
       ⑥采用濕式鈉鈣雙堿法脫硫,可以通過水幕進一步將煙氣中粉塵出掉,除塵效率高達99.9%  
  

圖  雙堿法脫硫工程

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