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廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)吸收的介紹

文章出處:高達環(huán)保 發(fā)表時(shí)間:2022-09-03 11:43:05【
廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)吸收的雙堿法生成的石膏產(chǎn)品價(jià)值很低而且往往滯銷(xiāo),為了尋求副產(chǎn)品的出路,美國威爾曼—洛徳公司(Wellman-Lord)開(kāi)發(fā)了一種亞硫酸鈉循環(huán)吸收法的工藝,又稱(chēng)W-L法。此法的原理是亞硫酸鈉溶液循環(huán)吸收SO2產(chǎn)生NaHSO3,這種生成物通過(guò)熱分解使Na2SO3獲得再生。熱分解釋放出的弄SO2氣體,可以支撐液態(tài)產(chǎn)品。也可以支撐硫酸和硫。生產(chǎn)過(guò)程中Na2SO3氧化的結果產(chǎn)生Na2SO4。為了防止氧化,減少Na2SO4的清除量,可以采取有效措施。
W-L法的化學(xué)反應過(guò)程如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣中的氧將Na2SO3氧化成Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
有一些Na2SO4也是由吸收煙氣中少量的SO2生成的
2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3+Na2SO4;
吸收液的再生
2NaHSO3→Na2SO3+2SO2+3H2O;
高溫下可能發(fā)生下列歧化反應,要盡量避免
6NaHSO3→2Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O
2NaHSO3+2Na2SO4→2Na2SO4+Na2S2O2+H2O。
W-L法工藝過(guò)程包括五個(gè)部分:
(1) 煙氣預處理;
(2) SO2吸收;
(3) 清楚Na2SO4;
(4) 洗液再生
(5) SO2轉化。
廢氣處理工藝煙氣預處理的目的是出去飛灰和氯。煙氣溫度約為300°F,通過(guò)文丘里或噴射式預洗滌器,被冷卻到130°F左右,同時(shí)被增濕了。采用文丘里預洗滌器比較好,能出去70~80%的殘余飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較小,但除飛灰和氯化物的效率比文丘里低。預洗滌器的增濕作用抑制了吸收其中水分的蒸發(fā)。預洗滌器的除氯效果很高,這是有益于操作的,并且可減輕腐蝕。飛灰被捕集下來(lái)送往泥漿池處理。當吸收了HCl、SO2和CO2以后,泥漿水酸度太大,在送往泥漿池之前要用石灰加以中和。
廢氣處理設備材料
廢氣處理經(jīng)預處理后的煙氣在吸收塔至少可除去90%的SO2。凈化后的煙氣用換熱器加熱后排放。熱源采用高壓蒸汽。
由于預洗滌器出去了固體飛灰,洗液比較清潔,吸收塔的產(chǎn)物是NaHSO3,它比Na2SO3更易溶解,因而解決了結構和堵塞問(wèn)題。
廢氣處理在操作過(guò)程中,要從吸收塔的流出液中去除約15%,進(jìn)行Na2SO4的凈化處理。用冷卻—結晶裝置把它冷卻到0℃左右。Na2SO3和Na2SO4被結晶出來(lái),經(jīng)離心干濾獲得含固體40%的濾餅。濾餅用蒸汽加熱干燥,得到的結晶產(chǎn)品是污水混合物,含Na2SO3約30%,并有少量硫代硫酸鹽。焦性亞硫酸鹽和氯化物被拋棄。干燥器的排氣導入主煙道。冷卻—結晶器的冷源由介質(zhì)乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生裝置包括強制循環(huán)蒸發(fā)器、冷凝器、凝液脫氣塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排出的SO2氣流僅含5~10%的水分被壓縮和送往轉化工段。
轉化的產(chǎn)品可以有多種形式。按照操作費用的大小來(lái)排列:還原成硫的費用最大;接觸法制硫酸次之;生產(chǎn)液態(tài)SO2為最小。。
亞硫酸鈉循環(huán)法的優(yōu)點(diǎn)如下。
(1) 脫硫效率高,一般效率都在90%以上,常常達97%,凈化后的尾氣中SO2含量在200ppm以下,負荷排放要求。如果利用回收得的高濃度SO2來(lái)制造硫酸,在制酸系統中未轉化的SO2可送回煙道氣脫硫吸收塔,不會(huì )造成只算過(guò)程的二次污染。
(2) 能回收硫資源,通常得到高濃度的SO2,若進(jìn)一步加工可制得98%的硫酸或硫磺。
(3) 利用本法所得SO2制硫酸的設備尺寸小,占地面積省??梢詫⒕嚯x不太遠的地區內幾個(gè)脫硫裝置所得的SO2集中到一個(gè)制酸廠(chǎng)生產(chǎn)硫酸。利用此法生產(chǎn)硫酸的設備的尺寸比一般硫酸廠(chǎng)的小。
(4) 脫硫裝置的操作彈性大。吸收液的用量可隨SO2的量而調節,所以對負荷變化適應性大。負荷變化幅度可從60%~100%。吸收液可循環(huán)使用,吸收能力高,同時(shí)由于解決了結構堵塞問(wèn)題,所以脫硫裝置的可靠性和利用率都很高,并能連續運行。
(5) 能量消耗少,設備費和操作費都比較低。與最廉價(jià)的石灰或石灰石濕式吸收過(guò)程相比,雖然費用稍高一點(diǎn),但本法能回收硫。而且脫硫裝置的規模愈大,廢氣中SO2濃度愈高,則經(jīng)濟上愈合算。
本法的不足之處是廢氣中的氧使一部分Na2SO3氧化為Na2SO4,并消耗一部分堿,所以在生產(chǎn)中必須補充N(xiāo)aOH(或Na2CO3)。因此,減少Na2SO4的生成是降低操作費用的關(guān)鍵。在定期排放Na2SO4過(guò)程中含油一部分Na2SO3廢液,需要進(jìn)一步處理,否則會(huì )造成二次污染。
廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)法以其顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)正在被廣泛應用于廢氣脫硫過(guò)程。目前此法的應用數量?jì)H次于石灰或石灰石濕式洗滌法。
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