北京電廠大型脫硫塔

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鈉鈣（gài）雙堿脫硫（liú）工藝

鈉鈣雙堿法（fǎ）脫（tuō）硫工藝（Na2CO3/Ca(OH)2）是在石灰石/石膏法基礎上結（jié）合鈉堿法發展起來的工藝（yì），它克服了石灰石/石膏法容易結垢、鈉堿法運行費用高的缺點。它利（lì）用鈉鹽易溶於水，在（zài）脫硫除塵塔內部采用鈉堿（jiǎn）吸收SO2，吸收後的脫硫液在再生池內利用（yòng）廉價的石灰進行再（zài）生，從而使得鈉離子循環吸收利用。

該工藝綜合石灰法與鈉堿（jiǎn）法的特點，既解決了石灰法的（de）塔內易結垢的問題（tí），同時又（yòu）具備鈉堿法吸收效率（lǜ）高的優點。

工藝流程介紹

鍋爐產生的煙（yān）氣首先由引風機（jī）正壓沿切線送入旋流板脫硫除塵（chén）塔（tǎ）內（煙氣進口設置在脫硫除塵塔中（zhōng）下部），在（zài）脫硫除塵塔的入口（kǒu）處（chù）設置了予降溫脫硫係統，經過降溫後的煙氣進入脫硫除塵塔。在脫硫除塵塔內首先設置一層吸收旋流板--煙氣（qì）與脫硫（liú）劑混合（hé）反應層，煙氣由下而上與噴淋漿液逆（nì）流接觸，兩者充分混合；在吸（xī）收旋流板上下（xià）設置二層霧化係統，在該區（qū）段空間充滿著由霧化器噴出的（de）粒徑為100～300μｍ的霧化液滴，煙氣中SO2與吸收堿液再次反應（yīng），脫除80%以上的二氧化硫。噴（pēn）霧係統的合理選（xuǎn）型（xíng）及科學布置，使該霧化區形成無死角、重疊少的（de）霧狀液體均勻分布的霧化區段，煙氣較長時（shí）間內在霧化區中（zhōng）穿行，煙氣中（zhōng）SO2有了充足（zú）的機（jī）會（huì）與脫硫（liú）液接觸，並不斷與霧滴相碰，其中SO2與吸收液（yè）進行反應（yīng），從而被（bèi）脫除，同時殘留煙（yān）塵被帶上“水（shuǐ）珠”，質量增大（dà），落入（rù）脫硫除塵塔底部。

在（zài）二層霧化（huà）噴淋層上方設置一層除（chú）塵旋流板及（jí）水膜溢流槽，用以提升除塵效果。

脫硫除塵後的液體由脫硫除（chú）塵塔底部流入反應池與石灰漿液進（jìn）行再生反應，反應後的漿液流（liú）入沉澱池進行沉澱（diàn）再（zài）生，再生後（hòu）的上清液（鈉堿）溢流入清液池，在清（qīng）液池內適當補充（chōng）一定量的（de）堿液後經循環（huán）泵再次送入噴淋係統中。

經脫硫後的煙氣通過塔頂旋流板（bǎn）除霧器時（shí），利用其導向作用產生強大的離心力，將煙氣中的液（yè）滴分離出來，達到（dào）同時除塵除霧的效（xiào）果。潔淨煙氣終達標排放。

工藝原理

鈉鈣雙堿法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用純堿啟動，鈉鈣吸收（shōu）SO2、石灰再生的方法。其基本化學原理可分脫硫過程和再生過程：

Ⅰ、脫硫過程

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2        (1)

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O        (2)

NaCO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3 + CO2  (3)

(1)    式為吸收啟動（dòng）反應式（shì）；

(2)    式為主要反（fǎn）應式，pH＞9（堿性較高（gāo）時）

(3)    式為當堿性降低到中性甚至酸性時（5＜pH＜9）

Ⅱ、再生（shēng）過程

2NaHSO3 + Ca(OH)2  → Na2SO3 +  +CaSO3↓ + 2H2O     (5)

NaSO3 + Ca(OH)2  → 2NaOH +  CaSO31/2 H2O          (6)

在石（shí）灰漿液（石灰達到（dào）飽和狀（zhuàng）況）中，中性（兩性（xìng））的NaHSO3很快（kuài）跟石灰反應從而釋放出[Na+]，隨後生成的[SO32-]又繼續跟石灰反應，反應（yīng）生成的亞硫酸鈣以（yǐ）半（bàn）水化合物形式慢慢（màn）沉澱下來（lái），從而使[Na+]得到再生，吸收液恢複對SO2的吸收能力（lì），循環使用。

由於氧化副反應（NaSO3+1/2O2→NaSO4）生產的NaSO4難予再生，使堿（NaOH）的消耗量有所增加，需（xū）每天補充0.5kg燒堿（NaOH）。

脫（tuō）硫除塵副產物為亞硫酸鈣或硫酸（suān）鈣（氧化後），用戶可以根（gēn）據自己的需要，采用不同的方法對（duì）副產品進行處理。

工藝特點

與石灰石或石灰濕法脫硫（liú）工（gōng）藝相比，雙堿法原則（zé）上有（yǒu）以下優點：

1、用鈉堿脫硫，循環水基本上是[Na+]的水溶液，在循環過程中（zhōng）對水泵（bèng）、管道（dào）、設（shè）備均（jun1）無腐蝕與堵塞現象，便於設備運行與保養；

2、吸收劑的再生和脫硫渣的（de）沉澱發生在塔（tǎ）外，這樣避（bì）免了塔（tǎ）內堵塞和磨損（sǔn），提高了運行的可靠（kào）性，降低了操作費用；

3、鈉基（jī）吸收（shōu）液吸收SO2速度（dù）快（kuài），故可用較（jiào）小的液氣（qì）比，達到較（jiào）高的脫硫效率，一般在90%以上；

4、對脫硫除（chú）塵一體化技術而言，可提高石（shí）灰的利用率。

結垢堵塞問（wèn）題

管路結垢主要是晶相結垢；即沉澱物在管路及吸收設備內飽（bǎo）和結晶，並形成晶核，逐漸晶體（tǐ）擴大，產生結（jié）晶堵塞。

鈉鈣雙堿法采（cǎi）用易溶性的鈉堿進（jìn）行循環吸（xī）收，為清潔吸收，吸收產物均溶於水。脫硫渣亞硫酸鈣在循環池內經充分沉澱後，進入塔體的脫硫吸收液主（zhǔ）要為鈉鹽，在（zài）塔內吸收SO2後（hòu），轉化成溶解度更大的亞硫酸氫鈉，不會在塔內形成結晶、結垢。運行過程關鍵在於保持所需的（de）鈉離子濃度與及時（shí）利用脫硫劑對脫硫液進行再（zài）生。

在塔盤空隙（xì）較（jiào）小的部位增加一定的持液（yè）量（脫硫液的保有量）。有意識地增加此處的氣速，以加大自清洗（xǐ）的作用；在塔內操作工況（kuàng）的設計上，不單（dān）單追求單一的效率（lǜ），而是求得效率與穩定操作的平衡，結垢與衝刷磨損的平衡；工藝上進行優化，實現真正的（de）雙堿（jiǎn）法工藝，較好的控製Ca2+進塔濃度，避免結垢。塔（tǎ）頂（dǐng）設置高壓衝洗裝置，定期衝洗，減少結垢堵塞（sāi）。