钠钙双碱法脱硫工艺（Na2CO3/Ca(OH)2）是在石灰石/石膏法基础上结合钠碱法发展起来的工艺，它克服了石灰石/石膏法容易结垢、钠碱法运行费用高的缺点。它利用钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2，吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生，从而使得钠离子循环吸收利用。
该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，解决了石灰法的塔内易结垢的问题，并具备钠碱法吸收效率高的优点。
一、主要设计原则
·经济合理、切实有效的烟气治理工艺。
·设备运行可靠、阻力小，不产生对锅炉运行工况的影响。
·具有足够的除尘脱硫效率，保证达标排放。
·为降低运行费用，脱硫剂来源可靠，副产品处置合理。不外排不产生二次污染。脱硫除尘水循环利用。
·充分考虑场地要求，使整套脱硫系统结构紧凑，减少占地面积。
·尽量利用厂内已有设施和资源，以减少投资。
·运行操作简便，维护方便。
·采取适当措施避免脱硫系统结垢和堵塞的发生。
·使用寿命长，噪音小，必须设有可靠防腐措施。
·施工工期短。
·脱硫除尘装置布局合理、操作维护简单、不结垢、不堵塞，与锅炉同步运行率100%。
二、工艺特点
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有以下优点：
·用钠碱脱硫，循环水基本上是[Na+]的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；
·吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；
·钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；
·对除尘脱硫一体化技术而言，可提高石灰的利用率。
三、工艺流程介绍
钠-钙双碱法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用纯碱吸收SO2，石灰还原再生，再生后吸收剂循环使用，无废水排放。
在运行可靠和经济合理的原则下，为了减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便，设计了如附图一的工艺流程。
从多管旋风除尘器（预除尘，除去大部分粗颗粒粉尘，可用可不用）来的烟气经增压风机加压之后，先经文丘里段，烟气经过文丘里喉部的缩放，气流流速从慢到快再到慢，在喉管入口处与喷入的雾化碱液充分混合接触，部分SO2被碱液吸收，烟气中的细小粉尘被气雾湿润而凝聚，使其密度增大。烟气经预脱硫并增湿后再沿塔下部切线方向进入旋流板塔（我公司设计的塔与常规旋流板塔有些区别，取消降液装置，每层塔板的浆液由上部雾化喷淋层落下的凝结的液滴组成），由于塔板叶片的导向作用而旋转上升，并在塔板上将雾化喷淋层落下的浆液重新喷成几十微米的细雾滴，使气液间接触面积急剧增大（比水膜除尘器的气液接触面积增大几百至上千倍）。液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收（脱硫）的效果好。旋流板塔由于特殊的内部结构设计，决定了它是一种高效通用型传质设备，具有通量大、压降低、操作弹性宽、不易堵、效率高等优点，其综合性能优于国内外普遍使用的湿法烟气脱硫除尘装置。再加上旋流板上面的雾化喷淋层，浆液喷淋系统的设计使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收溶液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现所要求的脱硫效率，从而完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘（塔内工共设置2层旋流板+2层雾化喷淋层）。经除尘脱硫后的烟气向上通过塔顶的除雾板，利用烟气本身的旋转作用与旋流除雾板的强导向作用，产生强大的离心力，将烟气中的液滴甩向塔壁，从而有效地除去烟气中的水滴。脱硫并除去水雾后的烟气可直接进入烟道并由烟囱排放。同时，为了方便脱硫系统的检修和应付紧急情况，并建一旁路烟道。
脱硫液采用外循环吸收方式，循环池内一次性加入碳酸钠制成脱硫液(循环水)，用循环泵打入文丘里段与脱硫除尘器进行除尘脱硫。吸收了SO2的脱硫液落入塔底流入再生池，与新来的石灰浆液进行再生反应，反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀，当一个沉淀再生池沉淀物集满时，浆液切换流入到另一个沉淀再生池，然后由人工或用潜污泵清理这个再生池沉淀的沉渣，废渣晾干后外运处理。再生上清液流入循环池，循环池内经再生和补充新鲜碱液的脱硫液还是由循环泵打入文丘里段和主除尘脱硫塔，经喷嘴雾化后与烟充分接触，然后流入再生池，如此循环，循环池内脱硫液PH下降到一定程度后则补充新鲜碱液，以恢复循环脱硫液的吸收能力。
双碱法理论上只消耗石灰，不消耗钠碱，但是由于脱硫渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子，再加上烟气中的氧气会将部分Na2SO3氧化成Na2SO4（在循环喷淋过程中，Na2SO4不能吸收SO2），故需在循环池内补充少量纯碱或废碱液。
工艺流程化学反应原理
基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。
在塔内吸收SO2
Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2 （1）
Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3 （2）
2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O （3）
其中式（1）是启动阶段纯碱溶液吸收SO2反应方程，式（2）是运行过程的主要反应式，式（3）是再生液PH较高时的主要反应式。
用消石灰再生
Ca（OH）2＋Na2SO3+1/2H2O＝2NaOH＋CaSO3·1/2H2O
Ca（OH）2＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3·1/2H2O＋3/2 H2O
在石灰浆液（石灰达到达饱和状况）中，NaHSO3很快与Ca（OH）2 反应从而释放出［Na＋］，［SO32-］与［Ca2＋］反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使［Na＋］得到再生。Na2CO3只是一种启动碱，起动后实际上消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱（只是清渣时会带也一些，被烟气中氧气氧化会有损失，因而有少量损耗）
再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。 |
