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宜興市海納環保有限公司.
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雙堿脫硫法技術特點
雙堿法煙氣脫硫技術是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。傳統的石灰石 / 石灰—石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。結垢堵塞問題嚴重影響脫硫系統的正常運行，更甚者嚴重影響鍋爐系統的正常運行。為了盡量避免用鈣基脫硫劑的不利因素，鈣法脫硫工藝大都需要配備相應的強制氧化系統（曝氣系統），從而增加初投資及運行費用，用廉價的脫硫劑而易造成結垢堵塞問題，單純采用鈉基脫硫劑運行費用太高而且脫硫產物不易處理，二者矛盾相互凸現，雙堿法煙氣脫硫工藝應運而生，該工藝較好的解決了上述矛盾問題。
一、工藝基本原理
雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。另一方面脫硫產物被排入再生池內用氫氧化鈣進行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環使用。雙堿法脫硫工藝降低了投資及運行費用，比較適用于中小型鍋爐進行脫硫改造的脫硫除塵器。
雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中 SO2 來達到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。
除塵設備的脫硫工藝主要包括 5 個部分：
(1) 吸收劑制備與補充；
(2) 吸收劑漿液噴淋；
(3) 塔內霧滴與煙氣接觸混合；
(4) 再生池漿液還原鈉基堿；
(5) 石膏脫水處理。
雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石 / 石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后離解成 H+ 和 HSO3 —SO2(g)= = = SO2(aq) （ 1 ）
SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3 — = = = 2H++SO32 —；（ 2 ）
式（ 1 ）為慢反應，是速度控制過程之一。
然后 H+ 與溶液中的 OH —中和反應，生成鹽和水，促進 SO2 不斷被吸收溶解。
具體反應方程式如下：
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
脫硫后的反應產物進入再生池內用另一種堿，一般是 Ca(OH)2 進行再生，再生反應過程如下：
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3 · 1/2H2O +1/2H2O
存在氧氣的條件下，還會發生以下反應：
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4 · H2O
脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統或直接堆放、拋棄。再生的 NaOH 可以循環使用。
二、工藝流程介紹
來自鍋爐的煙氣先經過除塵器除塵，然后煙氣經煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內布置若干層（根據具體情況定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的氣液接觸條件，從塔頂噴下的堿液在旋流板上進行霧化使得煙氣中的 SO2與噴淋的堿液充分吸收、反應。經脫硫洗滌后的凈煙氣經過除霧器脫水后進入換熱器，升溫后的煙氣經引風機通過煙囪排入大氣。
*初的雙堿法一般只有一個循環水池， NaOH 、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環池內混合。在清除循環池內的灰渣時，煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未反應的石灰同時被清除，清出的混合物不易綜合利用而成為廢渣。為克服傳統雙堿法的缺點，對其進行了改進。主要工藝過程是，清水池一次性加入氫氧化鈉制成脫硫液，用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水，在脫硫過程中，煙氣夾雜的飛灰同時被循環液濕潤而捕集，從吸收塔排出的循環漿液流入沉淀池。灰渣經沉淀定期清除，可回收利用，如制磚等。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應，置換出的氫氧化鈉溶解在循環水中，同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等，可通過沉淀清除。
三、工藝流程說明
雙堿法脫硫除塵器主要包括吸收劑制備和補充系統，煙氣系統， SO2 吸收系統，脫硫石膏脫水處理系統和電氣與控制系統五部分組成。
A.吸收劑制備及補充系統
脫硫裝置啟動時用氫氧化鈉作為吸收劑，氫氧化鈉干粉料加入堿液罐中，加水配制成氫氧化鈉堿液，堿液被打入返料水池中，由泵打入脫硫塔內進行脫硫，為了將用鈉基脫硫劑脫硫后的脫硫產物進行再生還原，需用一個制漿罐。制漿罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰漿液，將石灰漿液打到再生池內，與亞硫酸鈉、硫酸鈉發生反應。在整個運行過程中，脫硫產生的很多固體殘渣等顆粒物經渣漿泵打入石膏脫水處理系統。由于排走的殘渣中會損失部分氫氧化鈉，所以，在堿液罐中可以定期進行氫氧化鈉的補充，以保證整個脫硫系統的正常運行及煙氣的達標排放。為避免再生生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣也被打入脫硫塔內容易造成管道及塔內發生結垢、堵塞現象，可以加裝瀑氣裝置進行強制氧化或特將水池做大，再生后的脫硫劑溶液經三級沉淀池充分沉淀保證大的顆粒物不被打回塔體。另外，還可在循環泵前加裝過濾器，過濾掉大顆粒物質和液體雜質。
B.煙氣系統
鍋爐煙氣經煙道進入除塵器進行除塵后進入脫硫塔，洗滌脫硫后的低溫煙氣經兩級除霧器除去霧滴后進入主煙道，經過煙氣再熱后由煙囪排入大氣。當脫硫系統出現故障或檢修停運時，系統關閉進出口擋板門，煙氣經鍋爐原煙道旁路進入煙囪排放。
C.SO2吸收系統
煙氣進入吸收塔內向上流動，與向下噴淋的石灰石漿液以逆流方式洗滌，氣液充分接觸。脫硫塔采用內置若干層旋流板的方式，塔內*上層脫硫旋流板上布置一根噴管。噴淋的氫氧化鈉溶液通過噴漿層噴射到旋流板中軸的布水器上，然后堿液均勻布開，在旋流板的導流作用下，煙氣旋轉上升，與均勻布在旋流板上的堿液相切，進一步將堿液霧化，充分吸收 SO2 、 SO3 、 HCl 和 HF 等酸性氣體，生成 NaSO3 、 NaHSO3 ，同時消耗了作為吸收劑的氫氧化鈉。用作補給而添加的氫氧化鈉堿液進入返料水池與被石灰再生過的氫氧化鈉溶液一起經循環泵打入吸收塔循環吸收 SO2 。
在吸收塔出口處裝有兩級旋流板（或折流板）除霧器，用來除去煙氣在洗滌過程中帶出的水霧。在此過程中，煙氣攜帶的煙塵和其它固體顆粒也被除霧器捕獲，兩級除霧器都設有水沖洗噴嘴，定時對其進行沖洗，避免除霧器堵塞。
D.脫硫產物處理系統
脫硫系統的*終脫硫產物仍然是石膏漿 ( 固體含量約 20 ％ ) ，具體成分為 CaSO3 、 CaSO4 ，還有部分被氧化后的鈉鹽 NaSO4 。從沉淀池底部排漿管排出，由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產物中摻雜有各種灰分及 NaSO4 ，嚴重影響了石膏品質，所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內，石膏漿被濃縮 ( 固體含量約 40 ％ ) 之后用泵打到渣處理場，溢流液回流入再生池內。
E.電氣與控制系統
脫硫裝置動力電源自電廠配電盤引出，經高壓動力電纜接入脫硫電氣控制室配電盤。在脫硫電氣控制室，電源分為兩路，一回經由配電盤、控制開關柜直接與高壓電機 ( 漿液循環泵 ) 相連接。另一回接脫硫變壓器，其輸出端經配電盤、控制開關柜與低壓電器相連接，低壓配電采用動力中心電動機控制中心供電方式。
系統配備有低壓直流電源為電動控制部分提供電源。
脫硫系統的脫硫劑加料設備和旋流分離器實行現場控制，其它實行控制室內脫硫控制盤集中控制，亦可實現就地手動操作。
正常運行時，由立式控制盤自動控制各個調節閥，控制脫硫系統石灰供應量和氫氧化鈉補給量，要在鍋爐負荷變動時能自動予以調節。煙氣量的控制是根據鍋爐排煙量，由引風機入口擋板通過鍋爐負荷信號轉換為煙氣量與實際引入脫硫裝置的煙氣量反饋信號控制。吸收劑漿液流量的控制是通過進入脫硫裝置的 SO2 量以及循環漿池中漿液的 PH 值來控制的。副產品漿液供給量通過吸收劑漿液的流量來控制。除霧裝置清洗水的流量、吸收室入口沖洗水的壓力以及脫水機排出液流量單獨控制。脫硫塔底部的液位亦屬于單獨控制，即通過補給水量來控制。吸收劑漿池濃度的控制由補給水量調節給料器的轉速以控制石灰加入量，繼而達到控制濃度的目的。吸收室出口除霧器的清洗是按一定的時間間隔開關噴水閥用補充給水進行沖洗。
四、二次污染的解決問題
采用氫氧化鈉作為脫硫劑，在脫硫塔內吸收二氧化硫反應速率快，脫硫效率高，但脫硫的產物 Na2SO4 很難進行處理，極易造成嚴重的二次污染問題。采用雙堿法煙氣脫硫工藝，用氫氧化鈉吸收二氧化硫后的產物用石灰來再生
