廢氣處理方法亞硫酸鈉循環吸收雙堿法生成的石膏(gāo)產品價值低,往往滯銷。為了尋找副產品的出路(lù),mei國威爾曼·洛德公司(Wellman-Lord)開發了一種亞硫酸鈉循環(huán)吸(xī)收(shōu)法,又(yòu)稱W-L法。該方法的原理是亞硫酸鈉溶液循環吸收SO2產生NaHSO3,通過熱分解(jiě)再生Na2SO3。熱分解釋放的SO2氣(qì)體可以(yǐ)支持液體產品。它還可以支(zhī)持(chí)硫酸和硫酸。Na2SO3氧化(huà)產生Na2SO4。為了防(fáng)止氧化,減少Na2SO4的去除,可以采取有用措施。
W-L法的化學反應過程如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙(yān)氣中的氧氣將Na2SO3氧化成Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
一些(xiē)Na2SO4也是吸收煙氣中少量SO2產生的
2SO3+SO2H2H2H2H2H2O→NaHSO3+Na2SO4;
吸收液的再生
2NaHSO3→Na2SO3+2SO2+3H2O2;
下列歧化反應可能發生在高溫下(xià),應盡(jìn)量避免
6NaHSO3→Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O2
2NaHSO3+2Na2SO4→Na2SO4+Na2S2O2H2H2O。
W-L工藝(yì)包括五個部(bù)分:
(1)煙氣預處理;
(2)SO2吸收;
(3)Na2SO4;
(4)洗(xǐ)液再生
(5)SO2轉化。
煙氣(qì)預處(chù)理的目的是(shì)出去飛灰和氯。煙氣溫度(dù)在3000左(zuǒ)右°F,通過文丘裏或噴射式預洗滌(dí)器,冷(lěng)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(de)氯化(huà)物。噴淋塔的壓力損失較(jiào)小,但除飛灰和氯化(huà)物(wù)的效率低於文丘裏。預洗滌器的加濕抑製了水分(fèn)的蒸發。預洗滌器除氯效果高(gāo),有利於操作,減少腐蝕。飛灰(huī)被捕獲並送往泥漿池。當吸收HCL時、SO2和CO2之後,泥漿水酸度過高,在(zài)送到泥漿池之前(qián)要用石灰中和。
廢氣處理設(shè)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(rè)器(qì)加熱排放(fàng)。熱源采用高壓蒸汽。
由於(yú)預洗滌器外出固體飛灰,洗滌液相對幹淨,吸收塔產品為NaHSO3,比Na2SO3更(gèng)容易溶解,解決了結(jié)構和堵塞問題。
操作過程中,廢氣處理應(yīng)從吸收塔的流出(chū)液中除去約(yuē)15%,淨化Na2SO4。用冷卻結晶裝置冷卻至0℃左右。Na2SO3和Na2SO4結(jié)晶(jīng),通過離(lí)心幹濾獲得40%的固體(tǐ)濾餅。濾餅用蒸汽加熱幹燥,結晶(jīng)產品為(wéi)汙水混合物,含有約30%的Na2SO3和少量(liàng)的硫代(dài)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(què)結晶器的(de)冷源由介質(zhì)乙二(èr)醇(chún)冷凍裝(zhuāng)置(zhì)提供。
亞硫(liú)酸鈉的再(zài)生裝置包括強製循環蒸發器、冷凝(níng)器、凝液脫氣塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排出(chū)的SO2氣流隻含(hán)5~10%的水分被壓縮並送往轉化段。
轉換產品可以有多種(zhǒng)形式。根據操作成本的大(dà)小進(jìn)行排列:還原成硫的成本高;接(jiē)觸(chù)法(fǎ)製硫酸;液體SO2的(de)生產小。。
亞硫酸鈉循環法的優點如下(xià)。
(1)脫硫效率高,一般效率在90%以上,通常達到97%。淨化後廢氣(qì)中的SO2含量低於(yú)200ppm,需(xū)要負荷排放。如果用回收的高(gāo)濃度SO2製造硫酸,製(zhì)酸係(xì)統中(zhōng)未轉化的SO2可以送回煙氣脫硫吸收塔,不會造成過程中的二次汙染。
(2)能回收硫資源,通常能得(dé)到(dào)高(gāo)濃度的SO2,如(rú)果進一步加工,就能得到(dào)98%的硫酸或硫磺。
(3)采用本法獲得的SO2製硫酸的設備尺寸小,占(zhàn)地麵積小。從不遠的地區幾個脫硫裝置獲得的SO2可以(yǐ)集中在一個製酸廠生產硫酸。用這種方法生產硫酸的設備比普通硫酸廠小。
(4)脫(tuō)硫裝置操作靈活。吸收(shōu)液的(de)用量可以隨(suí)著SO2的用量而調節,因此對負荷變化有很大的適(shì)應性。負荷變化(huà)範圍可達60%~100。吸收液可循環(huán)利用,吸收能力高。同時,由於解決了結構堵塞問題,脫硫裝置的可靠性和利用(yòng)率都很(hěn)高,可以連續運行。
(5)能耗低,設備成本和(hé)操作成本相(xiàng)對較低。與便宜的石灰(huī)或石灰石濕(shī)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(nóng)度越高,經(jīng)濟效益越好。
本法的缺點是廢氣中的氧氣將部分Na2SO3氧化成(chéng)Na2SO4,消耗部分堿,因此須在生產中補充NaOH(或Na2CO3)。因此,減(jiǎn)少Na2SO4的(de)生成(chéng)是降低運營成本的關鍵。在定期排放Na2SO4的(de)過程(chéng)中,部分含油的Na2SO3廢液需要(yào)進一步處理,否則會造成二(èr)次汙(wū)染。
亞硫(liú)酸鈉循環法以其(qí)顯著的(de)優點廣泛應用於廢氣脫硫(liú)過程中。目前,該方法的應用僅次(cì)於石灰或石(shí)灰石濕洗(xǐ)滌方法。
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