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廢氣處理(lǐ)方法亞硫酸鈉循(xún)環吸收(shōu)的雙堿法(fǎ)生成的石膏產(chǎn)品價值(zhí)很低而且往往滯銷,為了尋求副產品的出路(lù),美國威(wēi)爾曼—洛徳(dé)公司(Wellman-Lord)開發了(le)一種亞硫酸鈉循環吸收法的工藝,又稱W-L法(fǎ)。此(cǐ)法的原(yuán)理(lǐ)是亞硫酸鈉溶(róng)液循環吸收SO2產生NaHSO3,這種生成物通過熱分解使Na2SO3獲得再生。熱分解釋放出的弄(nòng)SO2氣體,可以支撐液態產品。也可以支撐硫酸和硫(liú)。生產過程中Na2SO3氧化的結果產生Na2SO4。為了防止氧化,減少Na2SO4的清除量(liàng),可以采取有(yǒu)效措施。
W-L法的化學(xué)反應過程如下:
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3;
補充堿也與SO2反應
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2;
煙氣中的氧將Na2SO3氧化成Na2SO4
Ma2SO3+1/2O2→Na2SO4;
有(yǒu)一些Na2SO4也是(shì)由吸收煙氣中少量的SO2生成的
2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3+Na2SO4;
吸(xī)收液的再生(shēng)
2NaHSO3→Na2SO3+2SO2+3H2O;
高溫下可能發生下列歧化反應,要盡量避免
6NaHSO3→2Na2SO4+Na2S2O3+2SO2+3H2O
2NaHSO3+2Na2SO4→2Na2SO4+Na2S2O2+H2O。
W-L法工藝(yì)過程包括(kuò)五(wǔ)個部分:
(1) 煙氣預處理;
(2) SO2吸收;
(3) 清楚Na2SO4;
(4) 洗液再生
(5) SO2轉化。
廢氣處理煙氣預處理的目的是出去飛灰和氯。煙氣溫度約為300°F,通過(guò)文丘裏或噴射式預洗滌器,被冷卻到130°F左右,同時被增濕了。采用文丘(qiū)裏預洗滌器(qì)比較好,能出去70~80%的殘餘飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較小,但(dàn)除(chú)飛灰和氯化物的效率比文(wén)丘裏低。預(yù)洗滌器的增(zēng)濕作用抑製了吸收其中水分的蒸發。預洗滌器的除氯效果(guǒ)很高,這(zhè)是有益於操作的,並且可減輕腐蝕。飛灰被捕集下來送往泥(ní)漿(jiāng)池(chí)處理。當吸(xī)收了HCl、SO2和CO2以後,泥漿水酸度太大,在送往泥(ní)漿池之前要用石灰加以中和。
廢氣(qì)處理經預(yù)處理後的煙氣在(zài)吸收塔至少可除(chú)去90%的SO2。淨化後的煙氣(qì)用換熱器加熱後排放。熱源采用高壓蒸汽(qì)。
由於預洗滌器出去了固體飛灰,洗液比較清潔,吸收塔的產物是NaHSO3,它比Na2SO3更易溶解,因而解決了結構和堵塞問題。
廢氣處理在操作過程中,要從吸收塔的流出(chū)液中去除(chú)約15%,進行Na2SO4的淨化處理。用(yòng)冷(lěng)卻—結晶(jīng)裝置把它冷卻到0℃左右。Na2SO3和(hé)Na2SO4被結晶出來,經離心幹濾獲得含固體40%的濾餅。濾餅用蒸汽加熱幹(gàn)燥,得到(dào)的結晶產品是汙水混合物,含Na2SO3約30%,並有少量硫代硫酸(suān)鹽。焦性亞硫酸鹽和氯化物被拋棄。幹燥器(qì)的(de)排氣導入主煙道(dào)。冷卻—結晶器的冷源由(yóu)介質乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生裝(zhuāng)置包括強製循環蒸發器、冷凝(níng)器、凝液脫氣塔和傾卸式溶解槽(cáo)。
冷凝器排出的SO2氣流僅含(hán)5~10%的水分被壓縮和送(sòng)往轉化工段。
轉化的產品可以有(yǒu)多(duō)種形式。按照操作費用的(de)大小來排列:還原成硫的費用最大;接觸(chù)法製硫酸次之;生產液態SO2為最小。。
亞硫酸鈉循環法的優點(diǎn)如下。
(1) 脫硫效率高,一般效率都在90%以上,常常達(dá)97%,淨化後的尾氣(qì)中SO2含量在200ppm以下,負荷(hé)排放要求。如果利用(yòng)回收得的高濃度SO2來製(zhì)造硫酸,在製酸(suān)係統中未轉化的SO2可送回煙道氣脫硫吸收塔,不會(huì)造成隻算過程的二次汙染。
(2) 能回收硫(liú)資(zī)源(yuán),通(tōng)常得到高濃(nóng)度的SO2,若進一步加工可製得(dé)98%的硫酸或硫磺。
(3) 利用本法所(suǒ)得SO2製硫酸的設備尺寸小,占地麵積省。可以將距離不太遠的地區內幾個脫硫裝置所得的SO2集中到一個(gè)製酸(suān)廠生產硫酸。利用此法生產硫酸的設備的尺寸比一般硫酸廠的小。
(4) 脫硫裝置的操作彈性大。吸收液的用量可隨SO2的量而調節,所以對負荷變化適應性大。負荷變化幅度可從60%~100%。吸(xī)收液可循環使用,吸收(shōu)能力高,同時由於解決(jué)了結構堵塞問題,所(suǒ)以脫硫裝置的可靠性(xìng)和利用率都很高,並能連(lián)續運行。
(5) 能量消耗少,設備費和操(cāo)作費都比較低。與最(zuì)廉價的(de)石(shí)灰或石灰石濕式吸收過程相比,雖然費用稍高一點,但本法(fǎ)能回收硫。而且脫硫裝置的(de)規模愈大,廢氣中SO2濃度愈(yù)高,則經濟上愈合算。
廢氣處理方法亞硫酸(suān)鈉循(xún)環吸收法的不足之(zhī)處是廢氣中的氧使一部分Na2SO3氧化為Na2SO4,並消耗一部分堿(jiǎn),所以在生(shēng)產中必須補充NaOH(或Na2CO3)。因(yīn)此,減少Na2SO4的生成是降低操作費(fèi)用(yòng)的關鍵。在定期排放Na2SO4過程中含油一部分(fèn)Na2SO3廢液,需要進一步處理,否則會造成二次汙染。
廢氣處理方(fāng)法亞硫酸鈉循環法(fǎ)以其顯著的優點(diǎn)正在被廣泛(fàn)應(yīng)用於廢氣脫硫過程。目前此(cǐ)法的應用數(shù)量僅次於石灰或石灰石濕式(shì)洗滌法。