烟尘双减法脱硫工艺
双碱法
双碱法脱硫技术的实际应用摘要：本文主要对比了当前主要的几种烟气脱硫工艺，并重点叙述了双减法脱硫技术在燃煤锅炉废气治理方面的实际应用效果。
关键词：锅炉脱硫工艺；双碱法脱硫技术；应用一、脱硫工艺选择目前用于烟气脱硫的主要工艺有干法、半干法、湿法三大类。
干法脱硫属于传统工艺，主要就是向锅炉内喷石灰/石灰石、金属吸收等，其脱硫效率普遍不高，且影响锅炉本体的操作，导致锅炉的生产能力降低，目前已全部淘汰；半干法脱硫是指将石灰制成石灰浆液，在塔内进行SO2的吸收，由于石灰浆中的水分蒸发很快，反应基本上是气固相反应，SO2的吸收反应速度较慢，对石灰的要求很高，喷钙反应效率较低，目前应用不多；目前应用最为广泛的为湿法脱硫，占脱硫总量的80%以上，根据脱硫的原料不同可分为石灰石/石灰法、钠碱法、氨法、金属氧化法、钠钙双碱法。
1、石灰石/石灰法石灰石法是将石灰石粉制成石灰浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，使碳酸钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙，从而达到脱硫的目的。
塔内容易结垢，经常引起除尘器喷头或塔板的堵塞。
2、钠碱法钠钙双碱法是采用碳酸钙或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫。
该法吸收剂具有不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于处理烟气中二氧化硫浓度较高的场合，但副产品回收复杂、投资运行费用较高。
3、氨法氨法是采用氨水作为二氧化硫的吸收剂，反应生成亚硫酸铵、亚硫酸氢铵，氨法回收需配备制酸系统或结晶回收系统，系统复杂，投资费用较高。
4、金属氧化物法用氧化镁吸收二氧化硫，反应得到亚硫酸镁和硫酸镁，通过煅烧可重新分解出氧化镁，使吸收剂得到再生，同时回收较纯净的二氧化硫气体，工艺复杂、运行费用高、管路易结垢。
5、钠钙双碱法钠钙双碱法结合了石灰法和钠碱法的优点，利用钠盐溶于水，反应活性高的特点，在吸收塔内部采用钠碱吸收二氧化硫，吸收后的脱硫液利用廉价的石灰进行再生，从而使钠离子得到循环吸收利用。
既解决了石灰法塔内易结垢的缺点，又具备了钠碱法吸收效率高的优点。
2双碱法脱硫工艺
2双碱法脱硫工艺双碱法脱硫工艺是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生,由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法,一般采用钠和钙两种碱液。
双碱法的明显优点是脱硫效率高,投资费用省等。
钠、钙双碱法是以Na2CO3或NaOH溶液为第一碱吸收烟气中的SO2,然后再用石灰作为第二碱,对吸收液进行再生。
再生后的吸收液可循环使用。
其反应原理是:2.1吸收反应该过程中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。
此过程的主要副反应为氧化反应,生成Na2SO4:2.2再生过程(用石灰浆液)再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。
所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏(CaSO4.2H2O)。
此外,在运行过程中,由于烟气中还有部分的氧气,所以还有副反应──氧化反应发生:整个工艺由三大部分组成:烟气处理系统、脱硫液循环系统和脱硫渣处理系统。
烟气处理系统:锅炉烟气通过电除尘器进入喷雾旋流脱硫塔前的短管喷淋段,进行预脱硫,预脱硫后的烟气从底部进入喷雾旋流脱硫塔,与喷淋液逆流接触高效脱硫,在雾化增湿和一级脱硫后进入旋流塔板,在叶片导向作用下烟气旋转上升,在上升过程与脱硫液相接触,将脱硫液高度雾化,促使气液间有更大的接触面积,液滴被气流带动旋转,产生的离心力强化气液间的接触,最终被甩到塔壁上,经过溢流装置收集后,沿壁流下。
大部分的二氧化硫和烟尘经过喷雾旋流塔的处理,其出口烟气的含尘浓度在50mg/Nm3以下,二氧化硫脱除率在80%以上。
完成脱硫后的烟气在塔体上段通过高效组合除雾装置(有四级除雾设施,去除机械雾滴效率在99.8%以上)除去烟气中的雾滴,净化后的烟气经副塔后由引风机引至烟囱排放。
脱硫液循环系统:脱硫液在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反应后,经塔体底部排灰水沟流入混合池,部分溶液流入反应池,与石灰(或电石渣)浆液进行再生反应,反应后池渣进入浓缩沉淀池,清液返回混合池,在混合池中补充一定量的钠碱后,由循环水泵打入喷雾旋流塔循环使用。
双碱脱硫法
双碱脱硫法双碱脱硫法是一种常用的烟气脱硫技术，主要应用于燃煤电厂和工业锅炉等设备中。
本文将从原理、工艺流程、优缺点等方面对双碱脱硫法进行详细介绍。
一、原理双碱脱硫法是利用氢氧化钙和氢氧化钠两种碱性物质在一定温度下反应生成的碳酸钙和水来吸收烟气中的二氧化硫。
反应式如下：Ca(OH)2 + NaOH + SO2 → CaCO3 + Na2SO3 + H2O二、工艺流程1. 石灰石粉料制备：将石灰石经过粉碎、筛分等处理得到符合要求的粉末。
2. 双碱混合液制备：将适量的氢氧化钙和氢氧化钠按一定比例混合，并加入适量的水，搅拌均匀。
3. 烟道进口喷雾：将双碱混合液通过喷雾器喷入烟道进口处，与烟气充分混合。
4. 反应吸收：在高温下，烟气中的二氧化硫与双碱混合液中的氢氧化钙和氢氧化钠发生反应，生成碳酸钙和水。
5. 烟道出口除尘：经过反应吸收后的烟气中含有大量的固体颗粒物和水分，需要通过除尘器进行处理。
6. 双碱混合液循环：将经过除尘处理后的烟气中所含有的双碱混合液回收，并通过循环泵送回烟道进口处，循环使用。
三、优缺点1. 优点：（1）适用范围广：双碱脱硫法适用于高硫燃料的脱硫，包括燃煤电厂、工业锅炉等设备。
（2）脱硫效率高：双碱脱硫法对二氧化硫的吸收效率较高，可以达到90%以上。
（3）操作简便：双碱脱硫法的操作比较简单，易于控制。
2. 缺点：（1）产生大量废水：在反应吸收过程中会产生大量废水，需要进行处理。
（2）成本较高：双碱脱硫法需要使用大量的氢氧化钙和氢氧化钠，成本较高。
（3）对设备腐蚀性大：双碱混合液具有一定的腐蚀性，容易对设备产生损坏。
四、总结双碱脱硫法是一种常用的烟气脱硫技术，其原理是利用氢氧化钙和氢氧化钠两种碱性物质在一定温度下反应生成的碳酸钙和水来吸收烟气中的二氧化硫。
该技术适用范围广、脱硫效率高、操作简便等优点，但也存在产生大量废水、成本较高、对设备腐蚀性大等缺点。
因此，在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
双碱法湿式脱硫技术
双碱法湿式脱硫技术双碱法烟气脱硫技术是克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
由于在吸收和吸收液处理中，使用了两种不同类型的碱，故称为双碱法。
双碱法包括了钠钙、镁钙、钙钙等各种不同的双碱工艺，钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一。
工艺原理：双碱法烟气脱硫技术是利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SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。
脱硫工艺主要包括5个部分：(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2，生成HSO32-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：1、脱硫反应：Na2CO3 + SO2 →NaSO3 + CO2↑(1)2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O (2)Na2SO3+ SO2 + H2O →2NaHSO3 (3)其中：式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;式(2)为再生液pH值较高时(高于9时)，溶液吸收SO2的主反应;式(3)为溶液pH值较低(5~9)时的主反应。
2、氧化过程(副反应)Na2SO3 + 1/2O2 →Na2SO4(4)NaHSO3 + 1/2O2 →NaHSO4(5)3、再生过程Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3(6)Ca(OH)2 + 2NaHSO3 →Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O +3/2H2O (7)工艺流程图：(示意)工艺特点：1、采用钠碱作为二氧化硫吸收剂，脱硫液在塔外用石灰再生，因此吸收塔内不会出现结垢的现象。
2、适用范围广，适应低、中、高硫烟气。
双碱法脱硫工艺流程
双碱法脱硫工艺流程
双碱法脱硫是一种常用的用于除去烟气中二氧化硫的技术，它属于质量排放控制的一种技术。
双碱法脱硫步骤主要分为三部分，即气体吸收前准备、气体吸收过程和后处理步骤。
首先，在气体吸收前准备步骤中，会将烟气放入一台风机排风机的排风室，使其进行强力混合，以保证双碱吸收床内烟气中二氧化硫的均匀性。
并且，将床内的溶液经过初步调节，使其满足双碱吸收剂脱硫要求（可通过补加碱性物质如用氢氧化钠或食盐实现）。
其次，气体吸收过程主要是将含有烟气的空气从烟囱吸入双碱吸收床的排风室，由风机将烟气与双碱溶液进行混合，其中烟气中的二氧化硫被双碱吸收剂吸附，在伴随着反应的同时，被吸附的二氧化硫将转变为硫酸盐。
最后，在双碱法脱硫工艺的后处理步骤中，利用碱性物质加入吸收池，充分搅拌均匀后，控制反应温度，使硫酸盐溶解，以实现二氧化硫的完全清除。
经过这一步处理后，最终得到的排放气体中二氧化硫含量将大大降低，从而达到环境污染排放标准要求。
总之，双碱法脱硫工艺是一种有效的脱硫技术，其工艺流程较为简单，能够有效的将烟气中的二氧化硫吸附并转换成硫酸盐，从而达到环境污染排放标准要求。
(完整版)双碱法脱硫
双碱法脱硫技术介绍碱法 , 脱硫 , 技术（一）双碱法烟气脱硫技术介绍双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。
为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，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），从而增加初投资及运行费用，用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。
（二）双碱法脱硫技术工艺基本原理双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。
另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。
双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。
双碱法烟气脱硫技术是利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 SO2 来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。
脱硫工艺主要包括 5 个部分：（1）吸收剂制备与补充；（2）吸收剂浆液喷淋；（3）塔内雾滴与烟气接触混合；（4）再生池浆液还原钠基碱；（5）石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石 /石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后离解成 H+和 HSO3- ；使用 Na2CO3 或 NaOH 液吸收烟气中的 SO2，生成HSO32- 、 SO32-与 SO42-，反应方程式如下：一、脱硫反应：Na2SO3 + SO2 → NaSO3 + CO2 ↑ （1）2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O （ 2） Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 （ 3）其中：式（ 1）为启动阶段 Na2CO3 溶液吸收 SO2的反应；式（ 2）为再生液pH 值较高时（高于 9 时），溶液吸收 SO2 的主反应；式（ 3）为溶液 pH值较低（ 5~9）时的主反应。
双碱法工艺简介1
由除雾板、反清洗装置组成，经除雾器后的烟气含水量在 75mg/m3以下。
（3）吸收剂制备及供给系统 本工程脱硫吸收剂采用外购石灰粉（250目，90%
过筛率），用气力输送系统将石灰粉送至制浆区的石灰 粉仓储存。储存于石灰粉仓中的石灰粉通过旋转给料阀 进入石灰浆液池，由搅拌机将粉与工艺水搅拌充分混合， 制成浓度约15%～30%的石灰浆液，石灰浆液用浆液泵送 至再生池进行置换反应。
生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应，生成Na2SO4： 2Na2SO3+ O2 —— 2Na2SO4
（2）再生过程(用石灰浆液)
CaO+H2O—— Ca(OH)2 2NaHSO3 + Ca(OH)2 —— Na2SO3+CaSO3﹒1/2H2O Na2SO3+ Ca(OH)2 ——2NaOH+CaSO3﹒1/2H2O 再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。所得半水亚硫 酸钙可经氧化生成石膏（CaSO4﹒2H2O）。 此外，在运行过程中，由于烟气中还有部分的氧气，所以
应；接着进入沉淀区沉淀，上清液进入清水池后经循环水
泵返回吸收塔。沉淀则由泥浆泵打入氧化池，通入氧化空 气进行氧化。
在本脱硫系统中，吸收塔为逆流式喷淋空塔，喷淋层
为四层布置，在满足吸收SO2所需的比表面积的同时，同时 满足不同锅炉负荷和含硫量的要求。同时把喷淋造成的压
力损失减少到最小。每个喷淋层都装有多个雾化喷嘴，交 叉布置，覆盖率可达200%-300%。喷嘴采用螺旋喷嘴，材质 为防腐耐磨的特种不锈钢喷嘴。设计进水压力0.3Mpa。
低压控制柜选用标准型控制柜，控制柜采用镀锌钢
板制作而成，具有抗腐、耐潮、防尘等功能，安全可靠 性高、发生故障后影响范围小。各回路主开关选用高分 段能力的塑壳断路器。
双碱法脱硫工艺流程
双碱法脱硫工艺流程
双碱法脱硫工艺是一种常用的烟气脱硫方法，采用石灰石和苏打灰作为脱硫剂，经过多级喷射吸收器和脱硫塔的处理，可以高效地去除烟气中的二氧化硫。
双碱法脱硫工艺的基本流程如下：
1. 石灰石研磨：将石灰石研磨成细粉末，用于后续的反应。
2. 石灰浆制备：将石灰石粉末与水混合，形成石灰浆。
3. 石灰乳制备：将石灰浆与一定量的水进行稀释，形成石灰乳。
4. 烟气喷射吸收器：将石灰乳喷射到烟气流中，通过化学反应将二氧化硫和石灰乳中的氧化钙反应生成硫酸钙。
5. 还原系统：为了减少石灰乳的用量，提高脱硫效率，可在喷射吸收器后设置还原系统，还原系统中添加还原剂，如碲酸钠或硫酸亚铁，使硫酸钙还原成硫酸亚铁。
6. 脱硫塔：在脱硫塔中，硫酸亚铁与二氧化硫继续反应生成硫酸，同时，石灰乳中的氧化钙再次与硫酸反应生成硫酸钙。
经过多级喷射吸收器和脱硫塔的处理，烟气中的二氧化硫几乎被完全去除。
7. 脱硫产物处理：脱硫塔中生成的硫酸钙可以作为商品化学品或进行进一步处理。
8. 烟气处理：经过脱硫塔处理后的烟气经过除尘设备去除悬浮颗粒物，并经过烟囱排放。
双碱法脱硫工艺具有高效、稳定、适用范围广等优点。
然而，该工艺也存在一些问题，如需要大量的脱硫剂和水，产生的脱硫产物需要进一步处理等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适用的脱硫工艺。
双碱法工艺简介
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双碱法工艺简介
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• 双碱法工艺概述 • 双碱法工艺的原理 • 双碱法工艺的设备与材料 • 双碱法工艺的操作过程 • 双碱法工艺的优势与不足 • 双碱法工艺的应用案例
01
双碱法工艺概述
双碱法工艺的定义
双碱法是一种湿法脱硫技术，通过使用两种不同的碱性吸收 剂循环吸收烟气中的二氧化硫，以达到净化烟气的目的。
石灰石活化反应原理
01
石灰石活化反应是指将碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳的过程 。
02
在双碱法工艺中，通过活化反应可以增强石灰石的活化反应可以通过物理或化学方法实现，其中化学方法主要包
03
括高温煅烧、酸或碱处理等。
03
双碱法工艺的设备与材料
石灰石破碎机
石灰石破碎机用于将大块的石 灰石破碎成小块，以便于后续 的加工和处理。
碱液槽
碱液槽是一种用于储 存碱液的设备，它能 够提供双碱法工艺所 需的碱液。
根据工艺需求，碱液 槽有不同的规格和容 量可供选择。
碱液槽一般由槽体、 支撑结构、搅拌装置 、液位计等组成。
搅拌器
01
搅拌器是一种用于混合和搅拌液体的设备，它能够确
保双碱法工艺中的溶液混合均匀。
02
搅拌器一般由搅拌轴、搅拌叶片、电动机、减速器等
02
双碱法工艺的原理
石灰石与石灰的化学反应
石灰石的主要成分是碳酸钙（ CaCO3），在高温下可以分解 成氧化钙（CaO）和二氧化碳（
CO2）。
石灰石与石灰反应生成氢氧化钙 （Ca(OH)2）和水。
该反应是双碱法工艺的基础，为 后续的钠碱回收和二氧化碳吸收
提供了必要的条件。
钠碱与石灰石的化学反应
双碱法烟气脱硫工艺大气污染控制及设备运行课件
双碱法烟气脱硫工艺对环境友 好，产生的废水、废渣得到妥
善处理，减少二次污染。
02 大气污染控制技术概述
大气污染的来源
工业排放
交通运输
工业生产过程中产生的废气是大气污染的 主要来源之一，包括燃煤、石油、化工等 行业的排放。
汽车、飞机、火车等交通工具排放的尾气 中含有大量的污染物，如二氧化碳、氮氧 化物、颗粒物等。
循环泵
用于将吸收塔中的浆液循环利 用，提高脱硫效率。
吸收塔
用于吸收烟气中的SO2，是双 碱法烟气脱硫工艺的核心设备。
石灰浆制备系统
用于制备石灰浆，作为吸收剂 提供给吸收塔。
排放口
用于排放经过处理的烟气，达 到环保标准。
设备运行原理
双碱法烟气脱硫工艺采用钠碱和石灰作为吸收剂，在吸收塔中与烟气中的SO2发生 反应，生成亚硫酸钠和硫酸钙。
副产物等。
04 双碱法烟气脱硫工艺的应 用案例
应用场景与范围
钢铁行业
化工行业
双碱法烟气脱硫工艺在钢铁行业中的 应用，主要针对高炉煤气和烧结机烟 气的脱硫处理，以降低硫化物排放。
在化工生产过程中，双碱法烟气脱硫 工艺用于处理含硫化合物的废气，以 减轻对环境的污染。
电力行业
在燃煤电厂中，双碱法烟气脱硫工艺 用于控制烟气中的二氧化硫，以满足 环保排放标准。
生活排放
农业活动
家庭取暖、烹饪、垃圾焚烧等生活活动也 会产生一定的废气，对大气环境造成一定 的影响。
农业种植过程中使用的化肥、农药等物质 ，以及畜牧业产生的甲烷、氨气等气体， 也是大气污染的来源之一。
大气污染的危害
健康危害
大气中的污染物对人体健 康产生严重影响，如引起 呼吸系统疾病、心血管疾 病等。
双碱法脱硫的操作
双碱法脱硫的操作双碱法脱硫的操作主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。
3种生成物均溶于水。
在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。
一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。
上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除；可以回收，是制水泥的良好原料。
因此可做到废物综合利用，降低运行费用。
用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液。
在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。
为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。
脱硫剂用量计算如下：脱硫反应中，NaOH的消耗量是SO2和CO2与其反应的消耗量。
用量需要过量5%以上(按5%计算)。
前面计算的10 t/h锅炉烟气中SO2排放量为42 kg/h，CO2排放是为2 161 kg/h。
SO2和CO2中和反应用氢氧化钠量为：(80×42÷64+80×2 161÷44)×105%=4 180 kg脱硫过程由于NaOH的转换实际消耗是石灰。
折算成生石灰消耗量56×4 180÷80=2 926 kg生石灰日消耗量为70 224 kg综上所述，脱硫过程的碱消耗量是很大的。
但要保证脱硫效率，就必须要保证碱的用量，通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高，运行费用相对比较低，操作方便，无二次污染，废渣可综合利用。
所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。
双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。
另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。
双碱法烟气脱硫工艺的研究
双碱法烟气脱硫工艺的研究摘要:以旋流板塔为脱硫塔,实验研究了Na2CO3-Ca(OH)2双碱法脱硫工艺.试验了不同液气比LP G、Na+浓度、吸收液pH值和进气SO2浓度等主要参数对脱硫率的影响,并考察了Na+的损失与操作条件的关系.分析了双碱法脱硫过程的传质反应过程机理以及不同pH值对脱硫率的影响.此外,还讨论了本工艺适宜操作条件和工业应用前景.关键词:湿法烟气脱硫;二氧化硫;双碱法;工艺目前,世界上烟气脱硫的方法已达100多种,工业上应用的方法也约有20种.其中湿法脱硫技术应用约占整个工业化脱硫装置的85 %左右,而湿式石灰石/石灰法又占湿法的约 80% ,在当今技术中占主导地位,但脱硫塔容易结垢甚至堵塞[1 ,2 ].与石灰石/石灰法相比,双碱法可具有以下优点: (1)钙基脱硫渣在反应池中而非塔内生成,大大减少结垢机会; (2)钠基清液吸收SO2速率快.故可用较小的液气比达到较高的脱硫率; (3)对脱硫除尘一体化技术而言,可避免未反应完的石灰颗粒混在沉灰池的灰渣中,而提高石灰利用率.国内对双碱法烟气脱硫的研究报道较少.近来晏乃强等[3 ]利用旋流板塔作为脱硫塔 ,对钠钙双碱法脱硫工艺进行了实验研究;李玉平等[4 ]对其再生过程有研究报道;马连元[5 ]对其进行了综述.研究以旋流板塔[6 ]为主设备的湿法脱硫工艺具有重要的实际应用价值.1 反应机理双碱法种类较多,有钠钙双碱法、碱性硫酸铝法等,其中最常用的是钠钙双碱法[7 ].它采用纯碱吸收SO2,吸收液再用石灰进行再生,生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物,再生后的溶液返回吸收器,如此循环使用.循环吸收过程中发生的反应如下:(1) 吸收反应其中式(1)是启动阶段纯碱溶液吸收SO2 反应方程;式(2)是运行过程的主要反应式;式(3)是再生液pH较高时的主要反应式.(2) 再生反应式(4)是再生反应的的主要反应式;式(5)是再生液高pH值时的再生反应.(3) 氧化反应吸收液中还含Na2SO4,系吸收液中的Na2SO4被烟气中的O氧化所生成 ,反应式如下:将再生过程生成的亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)氧化,可制成石膏(CaSO4·2H2O) ,反应式如下:2 实验装置实验装置是主设备内径为150 mm的旋流板塔[1 ].本实验使用的初始液体是用一定浓度的纯碱溶液270 L与足量Ca(OH) 2的混合液 ,整个过程为间歇操作.工艺流程如下:由风机鼓入的空气与自钢瓶放出的SO2 经缓冲罐混合后进入塔底部,与自上而下的脱硫液逆流接触,其中SO2大部分被吸收液吸收 ,到塔顶经除雾后排出.塔底排出的脱硫液流入沉灰池,在再生池内与石灰进行再生反应,再生后的循环液流入澄清池使反应生成的CaSO3和CaSO4的共沉淀物充分沉下,澄清池的上清液流至泵前池 ,再用潜水泵打回旋流板塔完成循环使用.3 结果与讨论3.1 传质2反应过程的分析为考察再生清液吸收SO2 的传质-反应过程机理,测定了脱硫率η与清液初始pH(记作pH0)随时间τ而变化的规律,结果如图1所示.从图上可以看出, pH0-τ曲线变化大致可以分为两段. 第一阶段 ,pH0 在7以上 ,脱硫率在75 %以上 ,历时60 min左右.在高pH0 时吸收过程主要按式(3)进行,SO2 被吸收生成SO2-3 的反应速率快,η就较高;因碱浓度低,pH0 下降的速度也较快. 第二阶段 ,pH0 从7缓慢地下降到5左右,脱硫率从75 %下降到20 %以下 ,历时3 h.这阶段吸收液中 SO3 浓度随着pH0的下降而下降,从式(2)可知脱硫率随之下降.脱硫率的下降使吸收SO2 的量相应减少,也是 pH0值的下降减缓的一个原因.3.2 Na+浓度及pH0 对脱硫率η的影响吸收液的pH0 值是影响脱硫率的一个重要因素.实验测定了不同Na+浓度时吸收液 pH0对η的影响 ,结果如图2所示.图2不同 Na+浓度时吸收液 pH0与脱硫率关系(气量88m3/h ,SO2浓度约1000ppm,液气比3 L/m3,气温24℃)从图2可见 ,pH0 > 7时,η随pH0 缓慢下降. pH0≤7时,η迅速下降.分析原因,主要是:当pH0较高时,吸收液中OH-的浓度较高,SO2 被吸收迅速生成SO2-3 ,吸收反应主要按式(3)进行,吸收速率较大 ,脱硫率就较高.当pH0下降到10以下时,吸收液的OH-的量已很少,吸收反应主要按式(2)进行,SO2-3 浓度在pH0 < 8以后也较快下降,因而脱硫率随之下降.从脱硫率的角度来看,pH0 值越高越好.但是由于吸收清液中总是有一定量Ca2 +的存在,在pH0 值较高时,吸收塔内还是会出现结垢现象;且pH0 在7—12的范围内 ,脱硫率较稳定 ,综合考虑 ,pH0在7—8较为适宜.从图2上还可以看出,脱硫率随 Na+浓度的增加而增加,在高pH0时,当[Na+]≥0.05 mol/L时,脱硫率η随Na+浓度的变化幅度不大.虽然Na+浓度越高脱硫率越高 ,但是随着Na+浓度的增加,随渣带出的钠碱量增加,从而增加了运行成本.从本实验结果综合考虑 ,对吸收液[Na+]的选择以0.05 mol/L 左右为宜.这比晏乃强[3 ]等的结果(0.3 mol/L)低得多 ,也比国外双碱法常用的[Na+]范围(0.10 — 0.35 mol/L)[8 ]低 ,这将有利于降低实际运行中的钠碱损耗.3.3 液气比(L/G)的影响液气比是影响脱硫的一个重要操作参数,它直接影响投资和运行费用.图3显示了不同pH值下 ,液气比LP G对脱硫率η的影响.从图上可以看出,η随LP G的增加而增加 ,但增加的幅度越来越小.而随着LP G 的增加,整个脱硫系统的能耗增加,系统压降也随之增大,因此,过大的液气比是不适宜的.从本实验看,LP G控制在2—3 L/m3较为合适 ,这与国外的情况(1.3 — 2.7 L/ m3)[9 ,10 ]相近.图3 脱硫率与液气比关系曲线(气量88m3/h ,SO2浓度约1000 ppm, [Na+] = 0.05 mol/L ,气温26℃)3.4 进口SO2浓度( y0 )的影响由于各种燃煤的含硫量不同,其燃烧后烟气的SO2浓度也不一样.为考察其影响,试验了进口SO2 浓度y0对脱硫率η的影响,结果如图4所示.可见,η随y0的增加而降低.当 y0增大时,气相的SO2分压增大,气相传质推动力增大,吸收速率有所提高,脱硫量增加,从塔顶到塔底吸收液pH值下降幅度增大,脱硫率因而下降.图4 进口SO2浓度与脱硫率关系曲线气量88 m3/ h ,液气比3L/m3,[Na+] = 0.05 mol/L ,气温24 ℃3.5 Na+的损失考虑到工业上实际需要 ,本研究还测定了各种条件下Na+的损失.具体操作为:先测定实验结束后排出的灰渣量中的液量 ,并测定了其所含液体中的Na+浓度 ,由此来算出Na+的损失量.其结果表明 ,随灰渣带走的液量与排出的灰渣量成正比,与操作条件(LP G、y0等)无关.而试验中排出的灰渣量可以由实际的脱硫量计算得出,所以需补充的的钠碱量也可计算得出.4 结论(1) 吸收液pH0、LPG和Na+浓度愈高 ,脱硫率愈大;进气SO2的浓度愈高 ,脱硫率愈低.(2) 适宜工艺参数为:pH0 = 7—8、LP G = 2—3 L/ m3,[Na+]≈0.05 mol/ L.进口SO2 浓度约1000 ppm时,以上工艺条件下的脱硫率约为80 %.(3) 钠碱的损失量与实际的脱硫量密切相关,与操作条件(L/ G、y0 等)无关.以上结果将有助于本工艺的设计和操作,同时说明以旋流板塔为主设备的双碱法烟气脱硫工艺具有明显的技术先进性和广阔的工业应用前景.。
双碱法脱硫除尘
除尘设备的脱硫工艺主要包括 5 个部分：（1）吸收剂制备与补充；（2）吸收剂浆液喷淋；（3）塔内雾滴与烟气接触混合；（4）再生池浆液还原钠基碱；（5）石膏脱水处理。
双碱法脱硫除尘器的工艺同石灰石/ 石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2 先溶解于吸收液中，然后离解成：H+ 和HSO3 SO2(g)= = = SO2(aq) （1 ）SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3 = = = 2H++SO32 ；（2 ）式（1 ）为慢反应，是速度控制过程之一。
然后H+ 与溶液中的OH- 中和反应，生成盐和水，促进SO2 不断被吸收溶解。
具体反应方程式如下：2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3 脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是Ca(OH)2 进行再生，再生反应过程如下：Ca(OH)2 + Na2SO3 →2 NaOH + CaSO3 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 →Na2SO3 + CaSO3 ·1/2H2O +1/2H2 O 存在氧气的条件下，还会发生以下反应：Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O →2 NaOH + CaSO4 ·H2O 脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。
再生的NaOH 可以循环使用。
二、工艺特点与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法脱硫除尘器，具有以下优点：(1)用NaOH 脱硫，循环水基本上是NaOH 的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；(2)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；(3)钠基吸收液吸收SO2 速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90% 以上；(4)对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率。
脱硫系统(双碱法)
2.脱硫系统（双碱法） 2.1工艺技术要求(1) 脱硫工艺采用双碱法，设计脱硫塔出口SO 2排放浓度≤100mg/Nm 3。
(2) 脱硫装置采用一炉一塔方式建设，共设置一座脱硫塔，其他工艺系统（包括脱硫剂储存制备系统、脱硫液再生循环系统、脱硫产物氧化脱水系统、工艺水系统）利用业主原有脱硫装置。
(3) 脱硫后烟气经出口烟道返回至原有烟囱进行排放。
2.2 工艺方案设计2.2.1工艺流程概述双碱法烟气脱硫工艺是利用NaOH 、Na 2CO 3、NaHCO 3、Na 2SO 3等水溶性碱液在吸收塔内吸收烟气中的SO 2，生成Ca(HSO 3)2、CaSO 3与CaSO 4的混合溶液，然后在另一反应器内使用Ca(OH)2溶液将上述混合溶液进行再生，使Ca 2+和Na +得以置换，最终使SO 2与Ca 2+结合以Ca 2SO 3和Ca 2SO 4的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏。
分步反应方程式如下：1、在吸收塔内利用钠碱溶液吸收SO 2（脱硫过程）：(1)(2) (3)2、在再生池内利用氢氧化钙溶液置换钠离子（再生过程）：(4)(5) 3、在氧化脱水系统内通过强制氧化及机械作用对脱硫副产物进行脱水处理（氧化脱水过程）：(6) 本工程脱硫塔及与脱硫塔相连的循环泵、脱硫液返回泵、工艺水箱、工艺水泵由乙方提供，其余附属设施由甲方提供（循环水池和沉淀池的总容积为180M 3）。
22322NaOH SO Na SO H O +⇒+322322NaHSO O H SO SO Na ⇔++↑+⇒+232232CO SO Na SO CO Na 3223322132()22NaHSO Ca OH Na SO CaSO H O H O∙+⇔++2323()2Na SO Ca OH NaOH CaSO +⇒+423CaSO O CaSO ⇒+来自除尘器后的原烟气在脱硫塔内与循环浆液进行脱硫反应，经反应后的浆液经自流输送到业主原有循环水池进行再生沉淀；新鲜的脱硫浆液经脱硫液返回泵输送到脱硫塔内使用；工艺水箱内储存的工艺水在使用时通过工艺水泵输送到脱硫塔或个用水点使用。
双碱法烟气脱硫工艺流程说明
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双碱法烟气脱硫工艺是一种常见的烟气脱硫技术，其工艺流程如下：1. 吸附塔。
双碱法烟尘脱硫工艺流程设计
双碱法烟尘脱硫工艺流程设计
这份文档旨在介绍双碱法烟尘脱硫工艺的流程设计，共分为以下几个步骤：
1. 烟气净化
采用布袋除尘器或电除尘器对烟气进行处理，以去除其中的颗粒物和粉尘，确保后续的处理能够高效进行。
2. 碱液喷淋
利用碱性溶液对烟气进行喷淋，使其与二氧化硫（SO2）发生反应生成硫酸盐，从而达到脱硫的效果。
常用的碱液有氢氧化钠、氢氧化钙等。
3. 固液分离
将经过碱液喷淋处理后的烟气进行固液分离，将其中的固体泥浆与碱液分离开来。
可采用压滤方式进行分离。
4. 浓缩
对固体泥浆进行浓缩处理，使其中的水分减少，达到节约能源、提高效率的目的。
通常采用多效蒸发器或类似设备进行浓缩。
5. 蒸汽压制
对浓缩后的固体泥浆进行蒸汽压制，去除其中未反应的碱液和
水分，同时将硫酸盐晶体化，便于后续操作和处理。
6. 硫酸盐脱水
对硫酸盐晶体进行脱水处理，获得高纯度的硫酸盐产品和清洁
的烟气排放。
以上就是双碱法烟尘脱硫工艺的流程设计，适用于化工、电力
等行业的二氧化硫污染治理。
双碱法湿式脱硫技术
双碱法湿式脱硫技术双碱法烟气脱硫技术是克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
由于在吸收和吸收液处理中，使用了两种不同类型的碱，故称为双碱法。
双碱法包括了钠钙、镁钙、钙钙等各种不同的双碱工艺，钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一。
工艺原理：双碱法烟气脱硫技术是利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SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。
脱硫工艺主要包括5个部分：(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2，生成HSO32-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：1、脱硫反应：Na2CO3 + SO2 →NaSO3 + CO2↑(1)2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O (2)Na2SO3+ SO2 + H2O →2NaHSO3 (3)其中：式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;式(2)为再生液pH值较高时(高于9时)，溶液吸收SO2的主反应;式(3)为溶液pH值较低(5~9)时的主反应。
2、氧化过程(副反应)Na2SO3 + 1/2O2 →Na2SO4(4)NaHSO3 + 1/2O2 →NaHSO4(5)3、再生过程Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3(6)Ca(OH)2 + 2NaHSO3 →Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O +3/2H2O (7)工艺流程图：(示意)工艺特点：1、采用钠碱作为二氧化硫吸收剂，脱硫液在塔外用石灰再生，因此吸收塔内不会出现结垢的现象。
2、适用范围广，适应低、中、高硫烟气。
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双碱法脱硫工艺
钙钠双碱法脱硫工艺，简称双碱法。
该法主要是脱除气体中的SO2气体。
适用于锅炉烟气、焦炉气、锅炉生产废气等的脱硫。
一、工艺特点
钙钠双碱法是先用钠碱性吸收液进行烟气脱硫，然后再用石灰粉再生脱硫液，由于整个反应过程是液气相之间进行，避免了系统结垢问题，而且吸收速率高，液气比低，吸收剂利用率高，投资费用省，运行成本低。
1、以NaOH(Na2CO3)脱硫，脱硫液中主要为
NaOH(Na2CO3)水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。
2、钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90%。
3、脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。
4、以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。
二、工艺原理
1、反应原理 SO2吸收反应：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑吸收剂再生反应：CaO＋H2O→Ca(OH) 2
Ca(OH) 2＋Na2SO3＋H2O→2NaOH＋CaSO3＋H2O
2、工艺流程采用锻钢炉的烟气经换热降温至≤200℃，经
烟道从塔底进入脱硫塔。
在脱硫塔内布置若干层数十支喷嘴，喷出细微液滴雾化均布于脱硫塔溶积内，烟气与喷淋脱硫液进行充分汽液混合接触，使烟气中SO2和灰尘被脱硫液充分吸收、反应，达到脱尘除SO2的目的。
经脱硫洗涤后的净烟气经塔顶除雾器脱水，经脱硫塔上部进入烟囱排入大气。
脱硫循环液经塔内气液接触除SO2后，经塔底管道流入沉淀池在此将灰尘沉淀下来，清液经上部溢进入反应再生池，在池内与石灰乳液制备槽引来的石灰乳进行再生反应，再生液流入泵前循环槽补入Na2CO3，由泵打入脱硫塔顶脱除SO2循环使用。
其中再生产出的CaSO3及烟气中过剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分离。
三、工艺优势
1、烟气系统来自锻钢烟气经烟道引风机直接进
入脱硫塔。
脱硫塔以空塔喷淋结构。
设计空速小（4.0m/s），塔压力降小（≤600Pa），脱硫集中除尘、脱硫、排烟气于一体，烟气升至塔顶进入烟囱排入大气。
脱硫塔制作完毕喷砂处理后，环氧树脂防腐6遍，塔内部件主要是喷嘴和防雾器，均为304不锈钢材质。
当脱硫泵出现故障时，脱硫暂停反应，烟气可通过烟囱排入大气。
2、脱硫塔SO2吸收系统烟气进入脱硫塔向上升起与向下喷淋的脱硫塔以逆流式洗涤，气液充分接触吸收SO2。
脱硫塔采用喷嘴式空塔喷淋，由于喷嘴的雾化作用，分裂成无数小直径的液滴，其总表面积增大数千倍，使气液得以充分接触，气液相接触面积越大，两相传质热反应，效率越高。
因此化工生产中诸多单元操作中多采用喷淋塔结构，起到高效、节能、造价低等优点。
脱硫塔内碱液雾化吸收SO2及粉尘，生成Na2SO3，同时消耗了NaOH和Na2SO3。
脱硫液排出塔外进入再生池与Ca(OH) 2反应，再生出钠离子并补入Na2SO3（或NaOH），经循环脱硫泵打入脱硫循环吸收SO2。
在脱硫塔顶部装有除雾器，经除雾器折流板碰冲作用，烟气携带的烟尘和其他他水滴、固体颗粒被除雾器捕获分离。
除雾器设置定期冲洗装置，防止除雾器堵塞。
3、脱硫产物处理脱硫产物最终是石膏浆，具体为CaSO3、CaSO4还有部分被氧化的Na2SO4及粉尘。
有潜水泥浆泵从沉淀池排出处理好，经自然蒸发晾干。
由于石膏浆中含有固体杂质，影响石膏的质量，所以一般以抛弃法为高。
排出沉淀池浆液可经
水力旋流器，稠厚器增浓提固后，再排至渣场处理。
4、关于二次污染的解决以钠钙双碱法烟气脱硫可解决单一纳碱脱硫的二次污染问题。
钠钙双碱法是以纳碱吸收SO2,其产物用石灰乳再生出纳碱继续使用，因钠钙双碱法能节省碱耗，又杜绝二次污染问题。
有少量的Na2SO4不能够再生被带入石膏浆液中，经固液分离，分离的固体残渣进行回收堆放再做他用。
溶液流回再生池继续使用，因此不会产生二次污染。
5、方案的特点以NaOH(Na2CO3)脱硫，脱硫液中主要为NaOH(Na2CO3)水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备缓解腐蚀、冲刷及堵塞，便于设备运行和维护。
钠基吸收液对SO2反应速度快，故有较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般≥90%。
脱硫剂的再生及脱硫沉淀均发生于塔体避免塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了运行成本。
以空塔喷淋为脱硫塔结构，运行可靠性高，事故发生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。
6、吸收SO2效率及主要影响因素 PH值：PH值高，SO2吸收速率大，脱硫效率高，同时PH值高，结垢几率小，避免吸收剂表面纯化。
温度：温度低有利于气液传质，溶解SO2，但温度低影响反应速度，所以脱硫剂的温度不是一个独立的不变因素，取决于进气的烟气温度。
石灰粒度及纯度：要求石灰纯度≥95%，粒度控制Pc200~300目内。
液浆浓度：控制在10~15%。