專利名稱：濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，屬于大氣污染控制與治理方向，尤其是涉及一種雙堿法煙氣脫硫工藝。
濕法石灰石/石灰煙氣脫硫技術(shù)是利用成本低廉的石灰和石灰石作為吸收劑吸收煙氣中的SO2，生成半水亞酸鈣或石膏。這種技術(shù)曾在70年代因其投資大、運行費用高和腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用。經(jīng)過多年的實踐和改進，工作性能和可靠性大為提高，投資與運行費用顯著減少，是目前我國引進的裝置中煙氣脫硫主要方法。該法主要優(yōu)點是a.脫硫效率高(有的裝置Ca/S＝1時，脫硫效率大于90％)；b.吸收劑利用率高，可大于90％；c.設(shè)備運轉(zhuǎn)率高(可達90％以上)。主要缺點是投資大、設(shè)備占地面積大、運行費用高。“七五”期間重慶某電廠引進日本三菱重工的與2×360MW機組配套2套濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備，率先建成了大型電廠鍋爐煙氣脫硫示范工程，并于1992和1993年正式投入商業(yè)運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)脫硫率達95％以上，副產(chǎn)品石膏純度高于90％。
為了克服濕式石灰/石灰石法容易結(jié)垢和堵塞的缺點，發(fā)展了雙堿法。該法先用可溶性的堿性清液作為吸收劑在主塔內(nèi)吸收SO2，然后在塔外用石灰乳或石灰對吸收液進行再生。雙堿法的明顯優(yōu)點是，由于主塔內(nèi)采用清液吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行再生，從而不存在塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞問題，從而可以使用高效的板式塔或填料塔代替漿液法。與目前廣泛使用的噴淋塔相比，減小了吸收塔的尺寸及操作液氣比，降低成本。另外，雙堿法可得到較高的脫硫率，可達80％以上，應(yīng)用范圍較廣，該法的堿液可以采用純堿、燒堿、廢堿啟動，但該法堿液濃度較低，鈉離子0.1-0.3mol/L，也有更低的，如0.03mol/L，稀堿雙堿法的主要缺點是再生池和澄清池占地面積較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，解決原有的稀堿雙堿法存在的再生池和澄清池占地面積過大的問題，同時提高脫硫效率。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提高原稀堿雙堿法吸收液中鈉離子濃度，形成較高的鹽溶液，利用高濃度亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉緩沖溶液具有較大的緩沖能力脫除煙氣中的二氧化硫，保證吸收塔進出口的吸收液pH值變化不大。同時，采用雙循環(huán)系統(tǒng)，即在稀堿雙堿法單循環(huán)的基礎(chǔ)上，增加一個再生循環(huán)系統(tǒng)，而原來系統(tǒng)中的再生系統(tǒng)取消。
本發(fā)明的反應(yīng)過程為(以純堿為補充堿，以石灰為再生堿)1.系統(tǒng)的啟動階段，吸收液中加入純堿后，吸收塔內(nèi)吸收器中發(fā)生如下反應(yīng)(1)Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3(2)當純堿加入后，反應(yīng)(1)為主要反應(yīng)。系統(tǒng)在啟動后的一段時間內(nèi)不需要再生，先是反應(yīng)(1)，然后是反應(yīng)(2)，pH緩慢下降，下降到7以后開始再生，需不需要再生可以由pH控制來實現(xiàn)。
2.再生通過吸收塔外再生池中加入石灰和水進行(3)(4)3.再生池中的澄清液通過補充堿，送回吸收塔，由于補充堿是在再生反應(yīng)以后加入的，所以吸收液(pH＝12.5左右)已經(jīng)是NaOH為主了，由于含有極低濃度的被亞硫酸根離子飽和的鈣離子，碳酸鈣的溶解度遠小于亞硫酸鈣，故這時發(fā)生如下反應(yīng)多余的碳酸根離子在進入塔內(nèi)時，發(fā)生反應(yīng)(1)。
4.系統(tǒng)運行一段時間后，進入吸收器內(nèi)的吸收液進行脫硫，進行如下反應(yīng)(6)(7)通過再生循環(huán)系統(tǒng)，形成高濃度亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉緩沖溶液循環(huán)脫硫。
一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，煙氣送入吸收塔內(nèi)的吸收器中通過吸收液吸收二氧化硫后排出，吸收液從塔底抽出，大部分進入吸收器內(nèi)進行脫硫，吸收二氧化硫后的吸收液回到吸收塔的底部；另一小部分進入再生池，再生池中加入再生堿和補充水進行再生，再生后漿液經(jīng)過澄清池澄清后，澄清液到泵前池并加入補充堿，再進入吸收塔，與吸收液一起循環(huán)進入吸收器；澄清池內(nèi)的亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物經(jīng)過濾后，濾渣另行處理；濾液仍送回吸收液循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)回用。
所述的進入吸收器的吸收液的pH為6.0-9.0，鈉離子濃度為0.3-3摩爾/升，與煙氣的液氣比為0.5-10.0L/m3。
所述的進入再生池的吸收液與塔底抽出的吸收液的回流比(即再生循環(huán)量占總循環(huán)量的百分比)為3-30％。
所述的再生堿為石灰、石灰石或廢堿。
所述的堿補充為純堿、燒堿或廢堿。
所述的再生池內(nèi)溶液pH值控制在9-14。
所述的澄清液的鈣離子濃度為10-1000mg/L。
所述的澄清液進入吸收塔的方式一種為回到吸收塔底原有的吸收液中，混合后再進入吸收液循環(huán)系統(tǒng)；另一種方式為另外直接作為新鮮的吸收液進入吸收液循環(huán)系統(tǒng)。
由于吸收液經(jīng)過循環(huán)再生形成高濃度的亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉緩沖溶液，在pH＝6-8時，具有很高的緩沖能力，因此少量的從澄清池出來的高pH值漿液對塔內(nèi)的總吸收液pH值不會造成明顯的沖擊，可以保證吸收塔進口的pH值穩(wěn)定在6.0-9.0之間。
濃堿雙堿法脫硫工藝可有效減小80-95％的循環(huán)池和澄清池面積，可以在場地不夠?qū)捲５臈l件下使用；高濃度的鹽溶液具有更高的脫硫效率，相同條件下比稀堿雙堿法可提高脫硫效率約5-20％，脫硫效率可達95％以上；若要達到相同的脫硫效率可降低液氣比，有效減少脫硫的運行費用。
澄清池內(nèi)的亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物經(jīng)過濾后，濾渣被送往氧化池氧化成硫酸鈣，制備石膏，或者直接填埋。濾液仍送回吸收液循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)回用。再生池4中液體通過PH控制系統(tǒng)控制PH值，一般為9-14間。通過控制進入再生池的吸收液與塔底抽出的吸收液的回流比，一般為3-30％，使進入吸收器的吸收液的pH為6.0-9.0?？刂苹移?中石灰的加入量，使澄清液的鈣離子濃度為10-1000mg/L，減少吸收液在塔內(nèi)沉淀物的產(chǎn)生。
實施例1在煙氣溫度為130℃，進口煙氣SO2濃度為1500mg/m3，吸收液的鈉離子濃度為0.3mol/L，pH＝7.0，L/G＝3.0L/m3，回流比為10％，再生池內(nèi)pH值控制在9，澄清液的鈣離子濃度為50mg/L，澄清液回流時與吸收塔2的塔底吸收液混合，整個系統(tǒng)運行后，煙氣脫硫效率達到90％。
實施例2在煙氣溫度為130℃，進口煙氣SO2濃度為1000mg/m3，吸收液鈉離子濃度為2mol/L，pH＝9.0，L/G＝8.0L/m3，回流比為25％，再生池內(nèi)pH值控制在13，澄清液的鈣離子濃度為100mg/L，澄清液回流送回吸收塔2內(nèi)，直接進入循環(huán)，整個系統(tǒng)運行后，煙氣脫硫效率為98％。
實施例3在煙氣溫度為130℃，進口煙氣SO2濃度為3000mg/m3，吸收液鈉離子濃度為0.3mol/L，pH＝6.0，L/G＝1.0L/m3，回流比為5％，再生池內(nèi)pH值控制在11，澄清液的鈣離子濃度為500mg/L，澄清液回流時與吸收塔2的塔底吸收液混合，整個系統(tǒng)運行后，煙氣脫硫效率為75％。
權(quán)利要求
1.一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，煙氣送入吸收塔內(nèi)的吸收器中通過吸收液吸收二氧化硫后排出，其特征在于吸收液從塔底抽出，大部分進入吸收器內(nèi)進行脫硫，吸收二氧化硫后的吸收液回到吸收塔的底部；另一小部分進入再生池，再生池中加入再生堿和補充水進行再生，再生后漿液經(jīng)過澄清池澄清后，澄清液到泵前池并加入補充堿，再進入吸收塔，與吸收液一起循環(huán)進入吸收器；澄清池內(nèi)的亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物經(jīng)過濾后，濾渣另行處理；濾液仍送回吸收液循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的進入吸收器的吸收液的pH為6.0-9.0，鈉離子濃度為0.3-3摩爾/升，與煙氣的液氣比為0.5-10.0L/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的進入再生池的吸收液與塔底抽出的吸收液的回流比為3-30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的再生堿為石灰、石灰石或廢堿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的補充堿為純堿、燒堿或廢堿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的再生池內(nèi)溶液pH值控制在9-14。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，其特征在于所述的澄清液的鈣離子濃度為10-1000mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濃堿雙堿法煙氣脫硫工藝，煙氣送入吸收塔內(nèi)的吸收器中通過吸收液吸收二氧化硫后排出，吸收液從塔底抽出，大部分進入吸收器內(nèi)進行脫硫，吸收二氧化硫后的吸收液回到吸收塔的底部；另一小部分進入再生池，再生池中加入再生堿和補充水進行再生，再生后漿液經(jīng)過澄清池澄清后，澄清液到泵前池并加入補充堿，再進入吸收塔，與吸收液一起循環(huán)進入吸收器；澄清池內(nèi)的亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物經(jīng)過濾后，濾渣另行處理；濾液仍送回吸收液循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)回用。該工藝通過提高鈉離子濃度和改單循環(huán)為雙循環(huán)系統(tǒng)，大大減小了占地面積、并提高了脫硫效率，占地面積比原來的稀堿法減少80－95％，脫硫效率可高達95％以上。
文檔編號B01D53/78GK1475298SQ0314159
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者吳忠標, 莫建松, 程常杰, 王毅, 官寶紅 申請人:浙江大學(xué), 浙江天藍脫硫除塵有限公司, 吳忠標