廢氣處理方法亞硫酸鈉(nà)循環吸收雙堿法生成的石膏產品價值低,往(wǎng)往滯銷。為了尋找(zhǎo)副產品的出路,mei國威爾曼·洛德公司(Wellman-Lord)開發了一種亞硫酸鈉循環吸收法(fǎ),又稱W-L法。該方法的原理是亞硫酸(suān)鈉溶液循環吸(xī)收SO2產生NaHSO3,通過熱分解再生Na2SO3。熱分解釋放的SO2氣體可以(yǐ)支持液體產品。它還可以支持硫酸和硫酸。Na2SO3氧化產生(shēng)Na2SO4。為了(le)防止氧化,減(jiǎn)少(shǎo)Na2SO4的去除,可以采取有用措施。
W-L法的化學反應過程(chéng)如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣(qì)中的氧氣將Na2SO3氧化成Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
一些Na2SO4也是吸收煙氣中少量SO2產生的
2SO3+SO2H2H2H2H2H2O→NaHSO3+Na2SO4;
吸收液的(de)再生
2NaHSO3→Na2SO3+2SO2+3H2O2;
下列歧化反應可能發生(shēng)在高溫(wēn)下,應(yīng)盡量避免
6NaHSO3→Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O2
2NaHSO3+2Na2SO4→Na2SO4+Na2S2O2H2H2O。
W-L工藝包括五個部分:
(1)煙氣預處理;
(2)SO2吸(xī)收;
(3)Na2SO4;
(4)洗液再生
(5)SO2轉化。
煙氣預處理的目的是出去飛灰(huī)和氯。煙氣溫度在3000左(zuǒ)右°F,通過文丘裏或噴射式預洗滌器,冷卻至130°F左右,同時加濕。使用文丘裏預洗滌器,可以排出70~80%的殘留飛灰和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低於文丘裏。預洗滌(dí)器的加濕抑製了(le)水分的蒸發。預洗滌器除氯效果高,有利於操作,減少腐蝕。飛灰被捕(bǔ)獲並送往泥漿池。當(dāng)吸收HCL時、SO2和CO2之後,泥漿水酸度過高,在送到泥漿池之前要用石灰中(zhōng)和。
廢氣處理設備材料
預處理後的煙氣在吸收塔中至少可以去除90%的SO2。淨化後的煙氣用換熱器(qì)加熱排放。熱源采用高壓蒸汽(qì)。
由於預洗滌器外出固體飛灰,洗(xǐ)滌液相對幹淨,吸收塔產品為NaHSO3,比Na2SO3更容易溶解,解決了結構和堵塞問題(tí)。
操作過程中,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(jīng)裝置冷卻至0℃左右。Na2SO3和Na2SO4結晶,通(tōng)過離心幹濾獲得(dé)40%的(de)固(gù)體濾餅。濾餅用蒸汽加(jiā)熱幹燥,結晶產品為汙水混合物(wù),含有約30%的Na2SO3和少(shǎo)量的硫代硫酸鹽。廢棄焦性亞硫酸鹽和氯化(huà)物。幹燥器的排氣引入主煙道。冷卻結晶器的(de)冷源由介質乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸(suān)鈉的再生裝置包括強製循環蒸發器、冷凝器、凝(níng)液脫氣塔和傾卸式溶解槽(cáo)。
冷凝器排出的SO2氣(qì)流隻含5~10%的水(shuǐ)分被壓縮並送往轉化段。
轉換產品可以有多種形式。根據操作成本的(de)大(dà)小(xiǎo)進行排列:還原成硫的成(chéng)本高;接觸法製硫酸;液體SO2的生產(chǎn)小。。
亞硫酸鈉循環法的優點如下。
(1)脫硫效率高,一般效率在90%以(yǐ)上,通常達到97%。淨化(huà)後廢(fèi)氣中的SO2含量低於200ppm,需要負荷排放。如果用回收的高濃度SO2製造硫酸,製酸係統中(zhōng)未(wèi)轉化的SO2可以送回煙氣(qì)脫硫吸收塔,不會造成過程中的二次汙染。
(2)能回收硫資源,通常能得到高濃(nóng)度的SO2,如果進一步加工,就能得到98%的硫酸或硫磺。
(3)采用本法獲得的(de)SO2製硫酸的設備尺寸小(xiǎo),占地麵積小。從不遠的地區幾個脫硫裝置獲得的SO2可以集中(zhōng)在一(yī)個製酸廠生產硫酸。用這種方法生產硫酸的設備比普通硫酸廠(chǎng)小。
(4)脫硫裝(zhuāng)置操作靈活。吸收液的用量可以隨著SO2的用量而調節,因此對負荷變(biàn)化有很大的適應性。負荷變化範圍可達60%~100。吸收液可循環利用,吸收能力高。同時,由於解(jiě)決了結構堵塞問題,脫硫裝置的可(kě)靠性和利用率都很高,可以連續運行。
(5)能耗低,設備成本和操作成本相對較低。與便宜的石灰或石灰石濕吸收過程相比,雖然成本稍高,但該方法可以回收硫。脫硫裝置規模越大,廢氣中的SO2濃度越高,經濟效益(yì)越好。
本法的缺點是廢氣中的(de)氧氣將部(bù)分Na2SO3氧化成Na2SO4,消耗部分(fèn)堿,因此須在生(shēng)產(chǎn)中補(bǔ)充NaOH(或Na2CO3)。因此,減少Na2SO4的生成是降(jiàng)低(dī)運(yùn)營成本(běn)的關鍵。在定期排放Na2SO4的過程中,部分含油的Na2SO3廢液需要進一步處理,否則會(huì)造成(chéng)二次汙染(rǎn)。
亞硫酸鈉循環法(fǎ)以其(qí)顯著的優點廣泛應(yīng)用於廢氣脫硫(liú)過程中。目前,該方法(fǎ)的應用(yòng)僅次於石灰或石灰石濕洗滌方法。
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