廢氣處理方法亞(yà)硫酸鈉循環吸收雙堿法生成的石膏產品價值低,往往滯銷。為了尋找副產品(pǐn)的出(chū)路,mei國威爾曼(màn)·洛德公司(Wellman-Lord)開發了一種亞(yà)硫(liú)酸鈉循環(huán)吸收(shōu)法,又稱W-L法。該方法的(de)原理是亞硫酸鈉溶液循環吸收SO2產生NaHSO3,通過熱分解再生Na2SO3。熱(rè)分解釋(shì)放(fàng)的SO2氣體可以支持液體(tǐ)產品。它還可以支持硫酸和硫酸。Na2SO3氧化產(chǎn)生Na2SO4。為了防(fáng)止氧化,減少(shǎo)Na2SO4的去除,可以采(cǎi)取有用措施。
W-L法的化(huà)學反應過程如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣中的(de)氧氣將Na2SO3氧化(huà)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(néng)發(fā)生在高溫下,應盡量避(bì)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和(hé)氯。煙氣溫度在3000左右(yòu)°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(yù)洗滌器,可以排出(chū)70~80%的殘留飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較(jiào)小,但除飛灰(huī)和氯化物的效率低於文丘(qiū)裏。預洗(xǐ)滌器的加濕抑製了水分的蒸(zhēng)發(fā)。預洗滌器除氯效果高,有利於操作,減少腐蝕。飛灰被捕獲(huò)並送(sòng)往泥漿池(chí)。當吸收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(yān)氣在吸收塔中至少可以去(qù)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(yā)蒸汽。
由於預洗滌器外出固體飛灰,洗滌(dí)液相對幹淨(jìng),吸(xī)收塔產(chǎn)品為(wéi)NaHSO3,比Na2SO3更容易溶解,解決了結構和堵(dǔ)塞問題。
操(cāo)作過程中(zhōng),廢氣處理應從吸收塔的(de)流出液中除去約15%,淨(jìng)化Na2SO4。用冷卻結晶裝置冷卻至0℃左右。Na2SO3和Na2SO4結晶,通過離心幹濾獲得40%的固體濾(lǜ)餅。濾餅用蒸(zhēng)汽加熱幹燥,結晶產品為汙水混合物,含有約30%的Na2SO3和少量的硫代硫(liú)酸鹽。廢棄焦(jiāo)性亞硫酸鹽和氯化物。幹燥器的排(pái)氣引入主煙道。冷(lěng)卻結晶器的冷源由介質乙二(èr)醇冷凍裝置(zhì)提供。
亞硫酸(suān)鈉的再(zài)生裝(zhuāng)置包括強製循環蒸發器、冷凝器、凝液脫氣塔和傾卸式(shì)溶解槽。
冷凝器排出(chū)的SO2氣流隻含5~10%的(de)水分被壓縮並送往(wǎng)轉化段。
轉換產品可以有多種形式。根據操作成本的大小進行排列:還原成硫的成本(běn)高;接觸法製硫酸;液體SO2的生產小(xiǎo)。。
亞(yà)硫酸鈉循(xún)環法的優點如下。
(1)脫硫效率高(gāo),一般效率在90%以上,通常達到97%。淨化後廢氣中的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,製酸係統中未轉化的SO2可以送回煙氣脫硫吸收(shōu)塔,不(bú)會造成過程中的二次汙染。
(2)能回收硫資源,通常能得到高濃度的SO2,如果(guǒ)進一步加工,就能得到98%的硫酸或硫磺。
(3)采用本法獲得的SO2製硫酸(suān)的設備尺寸(cùn)小,占地麵積小。從(cóng)不遠的地區幾個脫硫裝置獲得(dé)的SO2可以集中在一個製酸廠生產(chǎn)硫酸。用這種方法生產硫酸的設備比普通硫酸廠小。
(4)脫硫裝置操作靈活。吸收液的(de)用量可以隨著SO2的用量而調節,因(yīn)此對負荷變化有很大的適應性。負荷變化範圍可達60%~100。吸收液可循(xún)環利用,吸收能力高。同時,由(yóu)於解決了結構堵塞問題,脫(tuō)硫(liú)裝置的可靠性和利(lì)用率都很高,可以連續(xù)運行。
(5)能耗低(dī),設備成本和操作成本相對較(jiào)低。與便宜的石灰或石灰石濕吸收過程相比,雖然成本(běn)稍高,但該方法可以回收硫。脫硫裝置規模越(yuè)大,廢氣中的SO2濃度(dù)越高,經濟(jì)效(xiào)益(yì)越好。
本法的缺點是廢氣中的氧氣(qì)將部分Na2SO3氧化成(chéng)Na2SO4,消耗部分堿,因此須在(zài)生(shēng)產(chǎn)中補充NaOH(或Na2CO3)。因此,減少Na2SO4的生成是(shì)降低運營成本的(de)關鍵。在定期排放(fàng)Na2SO4的過程中,部分含油的Na2SO3廢液需要進一步處理,否(fǒu)則會造成二次汙染。
亞硫酸(suān)鈉循(xún)環法以其顯著的優點廣泛應用於廢氣脫硫過程中。目前,該方法的應用(yòng)僅次於石灰或石灰石濕洗滌方法。
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