三、脫硫方案比較--雙堿法
雙堿法脫硫是為了克服石灰/石灰石法煙氣脫硫容易結垢的缺點而發展起來的一種工藝。典型的雙堿法是鈉鈣雙堿法(Na2CO3-Ca(OH)2),采用純堿吸收SO2、石灰還原再生,再生后吸收液循環使用的一種脫硫方法。
雙堿法脫硫系統的最終脫硫產物仍然是石膏漿(固體含量約20%)或石膏,具體成分為CaSO3、CaSO4,還有部分被氧化后的鈉鹽Na2SO4。從沉淀池底部排漿管排出,由排漿泵送入水力旋流器。由于固體產物中摻雜有各種灰分及Na2SO4,嚴重影響了石膏品質,所以一般以拋棄為主。在水力旋流器內,石膏漿被濃縮(固體含量約40%)之后用泵打到渣處理場,溢流液回流入再生池內。
雙堿法脫硫有如下優點:
· 吸收速度快,可降低液氣比L/G,從而降低運行費用;
· 塔內鈉堿清液吸收,可大大降低結垢機會;
· 純堿循環利用,提高了脫硫劑的利用率。
但經多年使用,雙堿法脫硫工藝的缺點逐步暴露出來,主要體現在以下幾個方面:
1. 氫氧化鈉或碳酸鈉與二氧化硫反應同時也會與二氧化碳反應,煙氣中二氧化碳含量遠遠高于二氧化硫含量,二氧化碳與氫氧化鈉反應后生成碳酸鈉,二氧化硫與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和亞硫酸鈉,這2個反應是同時進行的,因二氧化碳含量大很多,故碳酸鈉產生量相當大,碳酸鈉部分與溶于水的二氧化硫再次反應,但二氧化硫在第一次噴淋洗滌后含量很少(部分與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和亞硫酸鈉),二次反應后還會出現大量的碳酸鈉排入置換系統,故二氧化碳消耗的氫氧化鈣(置換后實際消耗為氫氧化鈣)量很高(受脫硫效率、洗滌效率、停留時間影響)。
2、亞硫酸鈉與石灰(氫氧化鈣)反應較快(置換系統內反應),但硫酸鈉與氫氧化鈣很難反應,脫硫循環水中硫酸鈉含量不斷增加,脫硫效率不斷下降,導致煙氣排放超標,也導致燒堿消耗量大大增加。
3、亞硫酸鈉與石灰(氫氧化鈣)反應段無有效手段控制反應效率,即無法控制置換效率,導致未經置換的亞硫酸鈉氧化為硫酸鈉,因硫酸鈉很難與氫氧化鈣反應,導致浪費和影響脫硫效率。
4、因為置換系統無法分辨氫氧化鈉和氫氧化鈣,故氫氧化鈣在噴淋水中的含量會很高,導致結垢。
5、石膏品質低,以拋棄為主,造成二次污染。
以上原因導致雙堿法脫硫系統鈉堿消耗量大,長期運行成本極高,同時,結垢嚴重,很多脫硫系統只能在環保監測驗收的時候使用,嚴重影響空氣質量,是空氣質量惡化的主要原因之一。