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钠碱双碱法与氨碱双碱法的介绍和对比 1????钠碱法的介绍
?1.1? 概念
????? 采用可溶性的钠化合物(NaOH、Na2CO3、Na2SO3等)碱性溶液吸收SO 2,生成钠盐。其溶液再与石灰石(CaCO3)或石灰(Ca(OH)2)反应生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。置换再生后的钠化合物返回洗涤设备调整PH值后重新循环使用。由于吸收和吸收液处理中采用了不同类型的碱,故称为双碱法。因用氢氧化钠进行吸收反应时,称为钠碱法。
?1.2? 优点
??????? 由于采用液相吸收,从而不存在结垢和浆料堵塞等问题。另外副产品石膏纯度也较高,可以广泛应用。
?1.3? 方法原理
?1.3.1? 吸收反应?? 2NaOH + SO2? = Na2SO3 + H2O???? Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3
?????? 其副反应为氧化反应:2Na2SO3 + O2? =? 2Na2SO4
1.3.2? 再生反应?
??????? CaO? +? H2O? =? Ca(OH)2
??????? Ca(OH)2 +2NaHSO3? =? Na2SO3 + CaSO3·1/2 H2O +3/2 H2O
??????? Na2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2H2O? =? 2NaOH + CaSO3·1/2 H2O
1.4? 工艺流程
?????? 烟气在洗涤塔内经循环洗涤液洗涤后排空。吸收剂的NaOH与烟气中的SO2反应生成Na2SO3,Na2SO3再吸收SO2后生成NaHSO3,部分Na2SO3和NaHSO3在混合槽内与Ca(OH)2反应,置换出NaOH并生成Na2SO3和不溶性半水亚硫酸钙。半水亚硫酸钙在稠化器内沉淀,上清水返回吸收系统。沉淀的半水亚硫酸钙送真空过滤分离出滤饼,过滤液也返回吸收系统。返回的上清液和过滤液在进入洗涤塔前补充NaOH。
1.5? 存在的问题
1.5.1? 结垢
?????? 一是硫酸根离子与溶解的钙离子产生石膏而引起结垢,二是吸收了烟气中的二样化碳生成碳酸盐后结垢。前种结垢必须使石膏浓度保持在其临界饱和度值1.3以下才能避免;后一种要控制洗涤液PH值在9以下才不会发生。以上措施稍有闪失,就会发生结垢现象。
1.5.2? 硫酸钠的问题
??????? 吸收反应中的副反应是氧化反应,生成稳定的硫酸钠盐。硫酸钠盐在系统中的积累会影响洗涤效果。而硫酸钠的去除是很困难的。一是采用硫酸盐苛化法,工艺过程复杂;二是采用石膏法,既滤饼重新浆化为含10%的浆料并加入硫酸降低PH值后,在氧化器内用空气氧化得到石膏。 ?
2CaSO3·1/2 H2O + O2 + 3H2O = 2 CaSO4·2H2O
1.5.3? 设备、置换、运行成本高
?????? 从工艺流程中可知,该化学反应是气—液反应,SO2气体要通过吸收液的水膜层后再进行化学反应。根据实验测量得知,其反应时间约为2秒钟。从而造成吸收设备体积庞大或使用两级反应塔,增加了设备成本。
置换工艺中需多级较大的沉淀池,如生产石膏,则另需增加氧化塔、自动检测仪器等设备,占地面积大,增加了置换循环工艺过程的成本。
?????? 设备运行中不光加CaO,每脱1公斤SO2还需补充一定量的NaOH。其运行费用也是很高的。
1.5.4? 产生二次污染及处理费用高
?????? 为满足用户投资少的要求,许多生产厂家不生产石膏,而是把大量的半水亚硫酸钙直接外运到掉,从而造成了新的固体物的二次污染。该物质在自然环境里会分解出CO2,对大气造成新的污染;雨天流入地下对地下水污染;该物质流入河水对水流域污染;另外需要垫付大量的运输费用和购买填埋土地的费用等等。
1.5.5? 不能脱氮
?????? 该种方法不能对烟气中的氮氧化物、二氧化碳等废气进行脱除。目前我国已经制定了氮氧化物控制标准,有些地区已开始收费。一旦全面对氮氧化物、二氧化碳收费后,必须从新考虑新的脱氮、脱碳设备。
2???? 氨碱法的介绍(专利)
2.1? 概念
????? 采用被活化的氨水吸收SO 2,生成铵盐。其溶液再与石灰石(CaCO3)或石灰(Ca(OH)2)反应生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。置换再生后的氨水返回洗涤设备调整浓度后重新循环使用。由于吸收和吸收液处理中采用了不同类型的碱,故称为双碱法。因用氨水进行吸收反应时,称为氨碱法。
2.2? 优点
2.2.1? 新颖性:它是采用活化的氨水作为脱硫剂,利用气体氨与气体SO2进行气—气热交换反应生成亚硫酸铵。该法还可以脱除烟气中的多种有害物质,如氮氧化物、氟化氢、氯化氢、二氧化碳等废气。
2.2.2.? 先进性:此化学反应仅需0.2秒即可完成,从而极大地减少了设备的体积,降低成本,减少了设备投资。另外,所用辅助设备少,工艺流程简单,具有极强的市场竞
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