[发明专利]一种利用烧碱蒸气脱除烟气中二氧化硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气中二氧化硫的处理，尤其是一种利用烧碱生产过程中产生的蒸气脱除烟气中二氧化硫的方法。

背景技术

锅式法生产固碱采用铸铁锅，用火直接加热、在常压下蒸发液体碱。液体氢氧化钠被加热到沸腾，碱液中的水分不断蒸发，碱液浓度和沸点不断升高，当浓度达到标准时，碱液中大部分水分已被蒸发，变成熔融状态的浓碱，经冷却后即成固体状氢氧化钠。

由于熬制温度较高，产生的水蒸气含有微量的碱。目前对于含微量碱的蒸气，主要有以下处理途径：

(1)蒸气进入预热器用水喷淋，捕集碱液打入配碱槽；

(2)蒸气经排气筒直接排出室外，排气筒中的含碱冷凝液经泵送至化盐工序。

以上利用途径虽然回收利用了部分蒸气(冷凝液)，但是还存在一些不足。第(1)种途径：一是消耗大量的水，二是在预冷器中容易结垢，影响预冷器的性能，设备运行过程中必须经常除垢或更换设备、管件，延长生产周期；第(2)种途径中微量的碱随蒸气排出，既浪费资源，也会对周围环境造成污染，对生物体有所伤害。

目前固碱生产企业一般使用煤作为燃料。烟气中二氧化硫脱除技术按工艺特点可分为干法、湿法、半干法三种。以上三种脱硫方法基本原理是采用碱性物质(如Ca(OH)₂、CaO)吸收二氧化硫。各方法均存在一些缺点：

(1)干法脱硫存在的缺点：

①干法脱硫需要使用脱硫剂(如消石灰Ca(OH)₂，需要用石灰石经焙烧并加水后才能获得)，既消耗能源，又增加企业投资；

②干法脱硫主要是通过向含有粉尘和二氧化硫的烟气中喷射熟石灰干粉来反应，由于反应活性小，一般如在单选用吸收剂的情况下，脱硫效率只有50％左右，加入经特殊制备的反应助剂也只能提高效率到90％，当燃料含硫量比较高时，脱硫效率有时达不到脱硫要求。

(2)湿法烟气脱硫缺点：

①需要补充新鲜水，并存在废水的二次污染问题；

②由于水份蒸发或石膏晶体析出等造成设备结垢；

③烟气温度低，不利于扩散，需要二次加热，导致能源耗费和投资增加；

④自动化要求比较高、工艺较复杂、吸收剂的用量难以控制、占地面积和投资较大；

(3)半干法脱硫工艺缺点：

①吸收塔内固体沉积，容器和管道易堵塞；

②喷雾器磨损；

③烟道和除尘器的腐蚀；

④除尘器压降增加。

综观各方法，其设备结构复杂，运行费用高，污染物有时不能达标排放，造成二次污染等，与我国实现经济和环境和谐发展的大政方针不相适应。在国家倡导节约能源和减少环境有害物排放的今天，要实现“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％、主要污染物排放总量减少10％的总体目标，解决生产固碱过程中脱除烟气中二氧化硫是企业生存发展的当务之急。

发明内容

针对现有固碱生产企业蒸气回收利用及脱硫中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用烧碱蒸气脱除烟气中二氧化硫的方法。该方法吸取现有各种脱硫方法的优点，利用固碱生产过程中产生的蒸气脱除烟气中二氧化硫，一方面减少蒸气排放，降低了微量碱对周围环境的影响，另一方面可对烟气脱硫。实施该方法的设备结构简单、脱硫效果好、节约能源，符合国家产业政策。该方法对颗粒物亦有一定的去除效果。

本发明的目的通过以下措施来实现：

一种利用烧碱蒸气脱除燃烧烟气中二氧化硫的方法，其步骤是：

(a)管道中的燃烧烟气与管道中烧碱蒸气在混合烟道内混合；

(b)燃烧烟气中的烟尘颗粒表面覆盖烧碱蒸气，烧碱蒸气发生相变。颗粒表面覆盖液膜，粒径增大、质量增加；

(c)在混合烟道内，烧碱蒸气中的微量碱随蒸气附着到颗粒表面，形成碱性液膜，燃烧烟气中的二氧化硫与液膜接触，发生反应。反应式如下：

H₂SO₃+2NaOH＝Na₂SO₃+2H₂O

2Na₂SO₃+O₂＝2Na₂SO₄

(d)烟气中的二氧化硫与颗粒表面的液膜接触，烧碱反应过程中生成的固体物质Na₂SO₃、Na₂SO₄，与烟气中的颗粒物一起经过沉降室和旋风除尘器被去除，除尘后的烟气经引风机送往烟囱排放。

本发明的优点和产生的有益效果是：