双碱法脱硫的原理主要基于使用钠基脱硫剂和氢氧化钙两种碱性物质进行烟气脱硫。以下是双碱法脱硫的详细原理和步骤:
脱硫过程
启动阶段:使用氢氧化钠(NaOH)溶液作为启动脱硫剂,直接打入脱硫塔,与烟气中的二氧化硫(SO2)反应生成亚硫酸钠(Na2SO3)。
主反应阶段:在吸收液的碱性较高(pH值>9)时,主要以式(2)为主反应,即2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O。当溶液pH值降低至5~9时,主要以式(1)为主反应,即Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2。
再生阶段:亚硫酸钠溶液进入再生池,通过加入氢氧化钙(Ca(OH)2)进行还原再生,生成氢氧化钠和亚硫酸钙(CaSO3)。
氧化过程
副反应:在氧化过程中,亚硫酸钠(Na2SO3)会被氧化成硫酸钠(Na2SO4)。
再生过程
再生反应:氢氧化钙(Ca(OH)2)与亚硫酸钠(Na2SO3)反应生成氢氧化钠(NaOH)和硫酸钙(CaSO3)。
沉淀分离:生成的硫酸钙(CaSO3)是不溶性的,可以通过沉淀分离从循环水中清除,而氢氧化钠(NaOH)则易溶于水,可以循环使用。
工艺流程
吸收剂制备与补充:将氢氧化钠制成脱硫液,并补充到脱硫塔中。
吸收剂浆液喷淋:将制备好的脱硫液通过喷淋装置喷入脱硫塔,与烟气充分接触。
塔内雾滴与烟气接触混合:烟气在塔内旋转上升,与喷淋的碱液充分接触并进行化学反应。
再生池浆液还原钠基碱:脱硫产物进入再生池,用氢氧化钙进行还原再生,再生后的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。
石膏脱水处理:将生成的硫酸钙进行脱水处理,形成石膏,便于后续处理和利用。
通过以上步骤和反应机理,双碱法脱硫能够有效地去除烟气中的二氧化硫,减少对环境的污染,并且具有较低的运行费用和较高的脱硫效率,适用于中小型锅炉的脱硫改造。