电厂大型脱硫塔

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钠钙双碱脱硫工艺

钠钙双碱法脱硫工艺（Na2CO3/Ca(OH)2）是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺，它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。它利用钠盐易溶于水，在脱硫除尘塔内部采用钠碱吸收SO2，吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生，从而使得钠离子循环吸收利用。

该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，既解决了石灰法的塔内易结垢的问题，同时又具备钠碱法吸收效率高的优点。

工艺流程介绍

锅炉产生的烟气首先由引风机正压沿切线送入旋流板脱硫除尘塔内（烟气进口设置在脱硫除尘塔中下部），在脱硫除尘塔的入口处设置了予降温脱硫系统，经过降温后的烟气进入脱硫除尘塔。在脱硫除尘塔内首先设置一层吸收旋流板--烟气与脱硫剂混合反应层，烟气由下而上与喷淋浆液逆流接触，两者充分混合；在吸收旋流板上下设置二层雾化系统，在该区段空间充满着由雾化器喷出的粒径为100～300μｍ的雾化液滴，烟气中SO2与吸收碱液再次反应，脱除80%以上的二氧化硫。喷雾系统的合理选型及科学布置，使该雾化区形成无死角、重叠少的雾状液体均匀分布的雾化区段，烟气较长时间内在雾化区中穿行，烟气中SO2有了充足的机会与脱硫液接触，并不断与雾滴相碰，其中SO2与吸收液进行反应，从而被脱除，同时残留烟尘被带上“水珠”，质量增大，落入脱硫除尘塔底部。

在二层雾化喷淋层上方设置一层除尘旋流板及水膜溢流槽，用以提升除尘效果。

脱硫除尘后的液体由脱硫除尘塔底部流入反应池与石灰浆液进行再生反应，反应后的浆液流入沉淀池进行沉淀再生，再生后的上清液（钠碱）溢流入清液池，在清液池内适当补充一定量的碱液后经循环泵再次送入喷淋系统中。

经脱硫后的烟气通过塔顶旋流板除雾器时，利用其导向作用产生强大的离心力，将烟气中的液滴分离出来，达到同时除尘除雾的效果。洁净烟气终达标排放。

工艺原理

钠钙双碱法[Na2CO3/Ca(OH)2]采用纯碱启动，钠钙吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化学原理可分脱硫过程和再生过程：

Ⅰ、脱硫过程

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2        (1)

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O        (2)

NaCO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3 + CO2  (3)

(1)    式为吸收启动反应式；

(2)    式为主要反应式，pH＞9（碱性较高时）

(3)    式为当碱性降低到中性甚至酸性时（5＜pH＜9）

Ⅱ、再生过程

2NaHSO3 + Ca(OH)2  → Na2SO3 +  +CaSO3↓ + 2H2O     (5)

NaSO3 + Ca(OH)2  → 2NaOH +  CaSO31/2 H2O          (6)

在石灰浆液（石灰达到饱和状况）中，中性（两性）的NaHSO3很快跟石灰反应从而释放出[Na+]，随后生成的[SO32-]又继续跟石灰反应，反应生成的亚硫酸钙以半水化合物形式慢慢沉淀下来，从而使[Na+]得到再生，吸收液恢复对SO2的吸收能力，循环使用。

由于氧化副反应（NaSO3+1/2O2→NaSO4）生产的NaSO4难予再生，使碱（NaOH）的消耗量有所增加，需每天补充0.5kg烧碱（NaOH）。

脱硫除尘副产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后），用户可以根据自己的需要，采用不同的方法对副产品进行处理。

工艺特点

与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有以下优点：

1、用钠碱脱硫，循环水基本上是[Na+]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；

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。

结垢堵塞问题

管路结垢主要是晶相结垢；即沉淀物在管路及吸收设备内饱和结晶，并形成晶核，逐渐晶体扩大，产生结晶堵塞。

钠钙双碱法采用易溶性的钠碱进行循环吸收，为清洁吸收，吸收产物均溶于水。脱硫渣亚硫酸钙在循环池内经充分沉淀后，进入塔体的脱硫吸收液主要为钠盐，在塔内吸收SO2后，转化成溶解度更大的亚硫酸氢钠，不会在塔内形成结晶、结垢。运行过程关键在于保持所需的钠离子浓度与及时利用脱硫剂对脱硫液进行再生。

在塔盘空隙较小的部位增加一定的持液量（脱硫液的保有量）。有意识地增加此处的气速，以加大自清洗的作用；在塔内操作工况的设计上，不单单追求单一的效率，而是求得效率与稳定操作的平衡，结垢与冲刷磨损的平衡；工艺上进行优化，实现真正的双碱法工艺，较好的控制Ca2+进塔浓度，避免结垢。塔顶设置高压冲洗装置，定期冲洗，减少结垢堵塞。