廢氣處理方法亞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(fù)產品的出路,mei國(guó)威爾曼·洛德公司(Wellman-Lord)開發了一(yī)種亞硫酸鈉(nà)循環吸收法,又稱W-L法。該方法的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。熱分解釋放的(de)SO2氣體可以支持液體產品(pǐn)。它還可以支持硫酸和硫酸。Na2SO3氧化(huà)產生Na2SO4。為了防止氧(yǎng)化,減少Na2SO4的去除,可以采取有用措施。
W-L法的化學反應過程如(rú)下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣中(zhōng)的氧氣將Na2SO3氧化成Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
一些Na2SO4也是吸收(shōu)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(liè)歧化反應可能(néng)發生在高溫下,應盡量避免
6NaHSO3→Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O2
2NaHSO3+2Na2SO4→Na2SO4+Na2S2O2H2H2O。
W-L工藝包括五個部分:
(1)煙氣(qì)預處理;
(2)SO2吸收(shōu);
(3)Na2SO4;
(4)洗液再生
(5)SO2轉(zhuǎn)化(huà)。
煙氣預處理(lǐ)的(de)目的是出去飛(fēi)灰和氯。煙氣溫度在3000左右°F,通過(guò)文丘裏(lǐ)或噴射式預洗滌器,冷卻至130°F左右,同時(shí)加濕。使用文丘裏預洗(xǐ)滌器,可以排出70~80%的殘留飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較小,但(dàn)除飛灰和氯化物的效率低於文丘裏。預洗滌器的加濕抑製了水分的蒸發(fā)。預洗(xǐ)滌器除(chú)氯效果高,有利(lì)於操作,減少腐蝕。飛灰被捕獲(huò)並送往泥漿池。當吸收HCL時、SO2和CO2之後,泥漿水酸度(dù)過高,在送到泥漿池之前要用石灰(huī)中和。
廢氣處理設備材料(liào)
預(yù)處理(lǐ)後的煙氣(qì)在吸收塔(tǎ)中(zhōng)至少可以(yǐ)去除90%的SO2。淨化後(hòu)的煙氣用換熱器加熱排放。熱源采(cǎi)用高壓蒸汽(qì)。
由於預洗滌器外出固體飛灰,洗滌液相對幹淨,吸收塔產(chǎn)品為(wéi)NaHSO3,比Na2SO3更(gèng)容易溶解,解決了結構和堵塞問題。
操作(zuò)過程中,廢氣處理應從吸收塔的流出液(yè)中除去(qù)約15%,淨化Na2SO4。用冷卻結(jié)晶裝置冷卻至0℃左右。Na2SO3和Na2SO4結晶,通過離心幹濾(lǜ)獲(huò)得40%的(de)固體濾餅。濾(lǜ)餅用蒸汽加熱幹燥,結晶產品為汙水混合(hé)物(wù),含有約30%的(de)Na2SO3和少量的硫代(dài)硫酸鹽。廢棄焦性亞硫酸(suān)鹽和氯化物。幹燥器的排氣(qì)引入主煙道。冷卻(què)結(jié)晶器的冷源由介質乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生裝置包括強製循環蒸發器、冷凝(níng)器、凝(níng)液脫氣(qì)塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排出的SO2氣流隻含5~10%的水分被壓縮並送往轉化段。
轉換產品可以有多種形式(shì)。根據操作成本的大小進行排列(liè):還原成硫的成(chéng)本高;接觸法製硫酸;液體SO2的生產小。。
亞硫酸鈉循環法(fǎ)的優點如下。
(1)脫硫(liú)效率(lǜ)高,一般(bān)效率在90%以上,通常(cháng)達到97%。淨化後廢氣中(zhōng)的SO2含量低於200ppm,需(xū)要負荷排(pái)放。如果用回收的高濃(nóng)度SO2製造硫酸,製酸係統中未轉化(huà)的SO2可以送回煙氣脫硫吸收塔,不會造成過程中(zhōng)的二次(cì)汙染。
(2)能回收(shōu)硫資源,通常能得到高濃度(dù)的SO2,如果(guǒ)進一(yī)步加(jiā)工,就能(néng)得到98%的硫酸或(huò)硫磺。
(3)采(cǎi)用本法獲得的SO2製硫(liú)酸的設備尺(chǐ)寸小,占地麵積小。從不遠的地區幾(jǐ)個脫硫裝置(zhì)獲得的SO2可以集中在一個(gè)製酸廠(chǎng)生(shēng)產硫酸。用這種(zhǒng)方(fāng)法生產(chǎn)硫酸的設(shè)備比普通硫酸廠小。
(4)脫硫裝置操作(zuò)靈活。吸收液的用量可以隨著(zhe)SO2的用量而調節,因此對負荷變化有很大的(de)適應性。負荷變化範圍可達60%~100。吸收液可循環利用,吸收能力高(gāo)。同時,由於解決了結構堵塞(sāi)問題,脫硫裝置的可靠性和利用率都很高,可以連續運行。
(5)能耗低,設備成本(běn)和操作成本相對(duì)較低。與便宜的石灰或石灰石濕吸收過程相(xiàng)比,雖然成本稍高,但該方法可以回(huí)收(shōu)硫。脫(tuō)硫裝置規模越大,廢(fèi)氣中(zhōng)的SO2濃度越高,經(jīng)濟效益越好。
本法的缺點是廢氣中的氧氣將部分Na2SO3氧(yǎng)化成Na2SO4,消耗部分堿,因此須在生產中補充NaOH(或Na2CO3)。因此,減少(shǎo)Na2SO4的生成是降低運營成本的關鍵。在定期(qī)排放Na2SO4的過程中,部分含油的Na2SO3廢液需要進一(yī)步處理,否則(zé)會造成二次(cì)汙染。
亞硫酸鈉循環法以其顯著的優點廣泛應用於廢氣脫硫過程中。目前,該(gāi)方法的應用僅次於石灰或石(shí)灰石濕洗滌方法。
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