廢氣處理方法亞硫酸鈉循環吸收雙堿法生成的石膏產品價值低,往往滯銷。為(wéi)了尋找副(fù)產(chǎn)品的出路,mei國(guó)威爾曼·洛德公司(Wellman-Lord)開發了一種(zhǒng)亞硫酸鈉循(xún)環吸收法,又稱W-L法。該方法的原理(lǐ)是(shì)亞硫酸鈉溶液(yè)循環吸(xī)收SO2產生(shēng)NaHSO3,通(tōng)過熱分解再生Na2SO3。熱分解釋放的SO2氣體可以(yǐ)支持液(yè)體產品。它還可以(yǐ)支持硫酸和硫酸。Na2SO3氧化產(chǎn)生Na2SO4。為(wéi)了防止氧化,減(jiǎn)少Na2SO4的去除,可以采取有用措施(shī)。
W-L法的化學反應過程如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補(bǔ)充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣中的氧氣將Na2SO3氧化成(chéng)Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
一些Na2SO4也是吸(xī)收煙氣中少量SO2產生的
2SO3+SO2H2H2H2H2H2O→NaHSO3+Na2SO4;
吸收液(yè)的再生
2NaHSO3→Na2SO3+2SO2+3H2O2;
下列歧化反應可能發生在高溫下,應(yīng)盡量避免
6NaHSO3→Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O2
2NaHSO3+2Na2SO4→Na2SO4+Na2S2O2H2H2O。
W-L工(gōng)藝包括五個部分:
(1)煙(yān)氣預處(chù)理(lǐ);
(2)SO2吸收;
(3)Na2SO4;
(4)洗液再生
(5)SO2轉化。
煙氣預(yù)處理的目的(de)是出去飛灰和氯。煙氣溫度在(zài)3000左右°F,通過文丘裏或噴射式預洗滌器,冷卻至130°F左右,同時加(jiā)濕。使用文丘裏預洗滌器,可(kě)以排出70~80%的殘留飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓(yā)力損失較小(xiǎo),但除飛灰和氯化物的效率低於文丘裏。預洗滌器的加濕抑製了水分(fèn)的蒸發。預(yù)洗滌(dí)器除氯效果高,有利於操作,減少(shǎo)腐蝕。飛灰(huī)被捕獲(huò)並送往泥漿池。當吸收HCL時、SO2和CO2之後,泥漿水(shuǐ)酸度過高,在送到(dào)泥漿池之前要用石灰中和。
廢氣處(chù)理設備材料
預處理後的煙氣在吸收塔中至少可以去除90%的SO2。淨化(huà)後的(de)煙氣用換熱(rè)器加熱排放(fàng)。熱源采用高壓蒸汽。
由於預洗滌器外(wài)出固體(tǐ)飛灰,洗滌液相對幹淨,吸(xī)收塔產品為NaHSO3,比Na2SO3更容易溶解,解決了結構和堵塞問題。
操作過(guò)程中,廢氣處理應從吸收塔的流出液中除去約15%,淨化Na2SO4。用冷卻結晶裝(zhuāng)置冷卻(què)至(zhì)0℃左右。Na2SO3和Na2SO4結晶,通過離心幹濾獲(huò)得40%的固體濾餅。濾餅用(yòng)蒸汽加熱幹燥,結晶產品(pǐn)為汙(wū)水混合物(wù),含有約30%的Na2SO3和(hé)少量的硫代硫酸鹽。廢棄焦性亞硫酸鹽和氯化物。幹燥器的排氣(qì)引入主煙道。冷(lěng)卻結晶器的冷源由介質乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生(shēng)裝置包括強製循環蒸發器、冷凝器、凝液脫(tuō)氣塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排(pái)出的SO2氣流隻含5~10%的水分被壓縮並送往轉化(huà)段。
轉換(huàn)產品可以有多種形式。根據操作成本(běn)的(de)大小進行排列:還原成硫的成本高;接觸法製硫酸(suān);液體SO2的生產小。。
亞硫酸鈉循環法的優點(diǎn)如下(xià)。
(1)脫硫效率高,一(yī)般效率在(zài)90%以上,通(tōng)常達到97%。淨化後廢氣中的SO2含量低於200ppm,需要負荷排放。如(rú)果用回收的高濃度SO2製造(zào)硫(liú)酸,製酸係統中未轉化的(de)SO2可以送回煙氣脫硫吸收塔,不會造成(chéng)過程(chéng)中的二次汙染。
(2)能回收硫資源,通常能得到高(gāo)濃度的SO2,如果進一步加工,就能得到98%的硫酸或(huò)硫磺。
(3)采用本法獲得的(de)SO2製硫酸的設備尺寸小,占地麵(miàn)積小。從不遠(yuǎn)的地區幾個脫硫裝置獲(huò)得的SO2可以集中在一個製酸廠生產硫酸。用這種方法(fǎ)生產硫酸的設備比普通硫酸廠小。
(4)脫(tuō)硫裝置操作靈活。吸收液的用量可以(yǐ)隨著SO2的用量而(ér)調節,因此對負荷變化有很大的適應性(xìng)。負荷(hé)變化範圍可達60%~100。吸收液(yè)可循環(huán)利用(yòng),吸收能力高。同時,由於解決了結構堵塞問題(tí),脫硫裝置的(de)可靠性和利用率都很高,可以連續運行。
(5)能耗低,設備成本和(hé)操作成本相對較低。與便宜(yí)的石灰或石灰石濕吸收過程相比,雖然成本稍高,但(dàn)該方法可以回收硫。脫硫裝置規模越大,廢氣中的SO2濃度越高,經濟效益越好。
本法的缺(quē)點是廢氣中的氧氣將部(bù)分Na2SO3氧化成Na2SO4,消耗部分堿,因(yīn)此須在生產中補充NaOH(或Na2CO3)。因此,減少(shǎo)Na2SO4的(de)生成是(shì)降(jiàng)低運營成本的關鍵。在定期排放Na2SO4的過程中,部分含油的Na2SO3廢(fèi)液需要(yào)進一步處(chù)理,否則會(huì)造成二次汙染。
亞硫酸鈉(nà)循環法以其顯著的優點廣(guǎng)泛應用於廢氣脫硫過程中。目前,該方法的應用僅次於石灰或石灰石濕洗滌方法。
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