[发明专利]钠钙双碱烟气脱硫方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体涉及一种钠钙双碱烟气脱硫方法及系统。

背景技术

传统的石灰石—石灰法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫，钙基脱硫剂 与二氧化硫反应生成的亚硫酸钙、硫酸钙，而由于亚硫酸钙、硫酸钙的溶解度较小，极易在 脱硫塔及管道内结垢，造成堵塞。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，甚至严重影 响锅炉系统的正常工作。为了尽量避免钙基脱硫剂带来的不利因素，钙法脱硫工艺大都需 要配备相应的强制氧化系统（曝气系统），这增加了初期投资及运行成本。用廉价的钙基脱 硫剂易造成结垢堵塞问题，而单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高，脱硫产物不易处理。为了 较好的解决上述矛盾，双碱法烟气脱硫技术应运而生。

双碱法烟气脱硫技术包括烟气脱硫过程和钠基脱硫剂再生过程。在烟气脱硫过程 中采用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟 气中的二氧化硫。氢氧化钠碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结 晶，不造成结垢堵塞问题。之后，脱硫产物经再生池的氢氧化钙还原成钠基脱硫剂，再打回 脱硫塔内循环使用。

双碱法烟气脱硫过程中发生如下反应：

1）烟气脱硫过程

2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O

Na₂CO₃+SO₂=Na2SO₃+CO₂

前两个反应为辅助吸收反应，生产过程中需要根据损失的Na+量，补充少量碱；

Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，该反应为主吸收反应；

由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。受烟气中氧气含量多少 的影响及再生时氧化影响，会发生如下副反应生成Na₂SO₄：

2Na₂SO₃+O₂=2Na₂SO₄

2）钠基脱硫剂再生过程

CaO+H₂O=Ca(OH)₂，该反应为生石灰制浆及熟化过程中发生

2NaHSO₃+Ca(OH)₂=Na₂SO₃+CaSO₃·1/2H₂O

Na₂SO₃+Ca(OH)₂=2NaOH+CaSO₃·1/2H₂O

再生过程中，主要反应生成Na₂SO₃，根据溶度积常数，发生次要反应生成NaOH。

再生得到的含有少量NaOH的Na₂SO₃溶液送回吸收系统再次使用。得到的半水亚硫 酸钙经氧化生成石膏（CaSO₄·2H₂O）。

此外，在运行过程中，由于烟气中还含有部分氧气，所以还会发生如下氧化反应：

2CaSO₃·1/2H₂O+O₂+3H₂O=2CaSO₄·2H₂O

双碱法脱硫技术降低了投资及运行成本，比较适用于中小型锅炉脱硫改造的脱硫除尘 器。

然而，现有的双碱法脱硫技术存在如下技术问题：

1）在烟气脱硫过程中，氢氧化钠与二氧化硫反应的同时，也会与二氧化碳反应生成碳 酸钠，大量碳酸钠排入再生槽中，消耗较多氢氧化钙。

2）在钠基脱硫剂再生过程中，亚硫酸钠与氢氧化钙反应较快，但硫酸钠与氢氧化 钙较难反应，这使得脱硫循环水中硫酸钠的含量不断增加，脱硫效率不断下降，致使烟气排 放超标，也导致烧碱消耗量大大增加。