鈉/鈣雙堿法FGD脫硫工藝
雙堿法(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰法基礎(chǔ)上結(jié)合鈉堿法，利用鈉鹽易溶于水，在吸收塔內(nèi)部采用鈉堿吸收SO2，吸收后的脫硫液在再生池內(nèi)利用廉價(jià)的石灰進(jìn)行再生，從而使得鈉離子循環(huán)吸收利用。該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點(diǎn)，解決了石灰法的塔內(nèi)易結(jié)垢的問題，又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點(diǎn)。
脫硫副產(chǎn)物為亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化后)，亞硫酸鈣配以合成樹脂可生產(chǎn)一種稱為鈣塑的新型復(fù)合材料;或?qū)⑵溲趸笾瞥墒?或者直接將其與粉煤灰混合，可增加粉煤灰的塑性，增加粉煤灰作為鋪路底層墊層材料的強(qiáng)度。與氧化鎂法相比，鈣鹽不具污染性，因此不產(chǎn)生廢渣二次污染。
目前濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用廣泛，占有FGD裝置總量的85%以上。其中雙堿法由于脫硫工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定性好，脫硫效率高，脫硫成本低，適合我情，因而在我應(yīng)用較為廣泛。結(jié)合玻璃窯煙氣治理的的具體情況，從工藝成熟性、系統(tǒng)穩(wěn)定性、工程投資、運(yùn)行費(fèi)用等方面綜合考慮，選擇采用雙堿法脫硫工藝。
一、雙堿法脫硫工藝簡(jiǎn)介
雙堿法是中小型鍋爐應(yīng)用較廣的煙氣脫硫技術(shù)，是為了克服石灰石一石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)而發(fā)展起來的。雙堿法種類較多，常用的是鈉鈣雙堿法。鈉-鈣雙堿法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用純堿吸收SO2，石灰還原再生，再生后吸收劑循環(huán)使用，無廢水排放。
在工藝、運(yùn)行可靠和經(jīng)濟(jì)合理的原則下，為了大限度的減小一次性投資、節(jié)能降耗和系統(tǒng)維護(hù)方便，設(shè)計(jì)工藝流程。
煙氣經(jīng)布袋除塵器除塵，再進(jìn)入脫硫塔。煙氣在導(dǎo)向板作用向上螺旋，并與脫硫液接觸，在水泵的壓力下，噴嘴將脫硫液霧化成直徑0.1-1.0mm的液滴，形成良好的霧化吸收區(qū)。煙氣與脫硫液中的堿性脫硫劑在霧化區(qū)內(nèi)充分接觸反應(yīng)，完成煙氣的脫硫吸收和進(jìn)一步除塵。經(jīng)脫硫后的煙氣向上通過塔側(cè)的出風(fēng)口直接進(jìn)入風(fēng)機(jī)并由煙囪排放。
脫硫液采用外循環(huán)吸收方式。吸收了SO2的脫硫液流入再生池，與新來的石灰水進(jìn)行再生反應(yīng)，反應(yīng)后的漿液流入沉淀再生池沉淀，當(dāng)一個(gè)沉淀再生池沉淀物集滿時(shí)，漿液切換流入到另一個(gè)沉淀再生池，然后由渣漿泵打入壓濾機(jī)或由人工清理再生池沉淀的沉渣，廢渣晾干后外運(yùn)處理。循環(huán)池內(nèi)經(jīng)再生和沉淀后的上層清液由循環(huán)泵打入脫硫塔循環(huán)使用。
另外，由于渣帶水會(huì)使脫硫液損失一部分鈉離子，故需在使用過程中向循環(huán)池內(nèi)補(bǔ)充少量純堿或廢堿液。
二、化學(xué)反應(yīng)原理
基本化學(xué)原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。
在塔內(nèi)吸收SO2
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 (1)
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O (2)
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 (3)
以上三式視吸收液酸堿度不同而異，堿性較高時(shí)(PH>9)以(2)式為主要反應(yīng);堿性稍為降低時(shí)以(1)式為主要反應(yīng);堿性到中性甚至酸性時(shí)用消石灰再生
Ca(OH)2 +Na2SO3=2NaOH+CaSO3
Ca(OH)2 +2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3• H2O+ H2O
在石灰漿液(石灰達(dá)到達(dá)飽和狀況)中，NaHSO3很快與Ca(OH)2 反應(yīng)從而釋放出[Na+]，[SO32-]與[Ca2+]反應(yīng)，反應(yīng)生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下來從而使[Na+]得到再生。Na2CO3、NaOH只是一種啟動(dòng)堿，起動(dòng)后實(shí)際上消耗的是石灰，理論上不消耗純堿(只是清渣時(shí)會(huì)帶出一些，因而有少量損耗)。再生的NaOH依舊作為脫硫劑循環(huán)使用。
