大氣污染控制技術之低濃度二氧化硫的凈化

1、大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化1 低濃度二氧化硫的凈化低濃度二氧化硫的凈化 大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化25 5 低濃度二氧化硫的凈化低濃度二氧化硫的凈化 本章主要內容本章主要內容 SOSO2 2凈化常用工藝的原理、流程、設備和操凈化常用工藝的原理、流程、設備和操作；作； 掌握各種掌握各種SOSO2 2凈化方法的特點；凈化方法的特點； 重點掌握重點掌握SOSO2 2凈化方法的典型流程：石灰石凈化方法的典型流程：石灰石/ /石灰石灰石膏法、鈉堿法、氨法脫硫等；石膏法、鈉堿法、氨法脫硫等； 能進行工藝的運行和操作，解決脫硫工藝能進行工藝的運行和操作，解決脫硫工藝運行中出現(xiàn)的問

2、題。運行中出現(xiàn)的問題。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化35.15.1概述概述 我國主要大氣環(huán)境污染物：煙塵和二氧化硫。我國主要大氣環(huán)境污染物：煙塵和二氧化硫。 高濃度高濃度SOSO2 2廢氣采用接觸氧化法制取硫酸。廢氣采用接觸氧化法制取硫酸。 煙氣脫硫（煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization）一般是指對）一般是指對低濃度廢氣（低濃度廢氣（0.1%0.5%0.1%0.5%）的治理。）的治理。根據(jù)工藝不同，煙氣脫硫方法：根據(jù)工藝不同，煙氣脫硫方法： 干法脫硫：干法脫硫：使用粉狀、粒狀吸收劑、吸附劑或催化使用粉狀、粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑去除廢氣中的劑去除廢氣中的SOS

3、O2 2。優(yōu)點：優(yōu)點：流程中無廢水、廢酸排出，減少了二次污染流程中無廢水、廢酸排出，減少了二次污染和能量消耗；和能量消耗；缺點：缺點：脫硫效率較低，設備龐大，操作要求高。脫硫效率較低，設備龐大，操作要求高。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化4 濕法脫硫：濕法脫硫：采用液體吸收劑洗滌去除采用液體吸收劑洗滌去除SOSO2 2。 特點：特點：脫硫效率較高，可回收副產(chǎn)品，較多采用；脫硫效率較高，可回收副產(chǎn)品，較多采用； 但流程長、投資大、運轉費用高、煙氣不易擴散。但流程長、投資大、運轉費用高、煙氣不易擴散。 干濕法脫硫：干濕法脫硫：采用液體吸收劑洗滌含采用液體吸收劑洗滌含SOSO2 2煙氣，在吸

4、煙氣，在吸收過程中水分得到蒸發(fā)，得到顆粒物質，并用除塵器收過程中水分得到蒸發(fā)，得到顆粒物質，并用除塵器加以回收凈化。加以回收凈化。根據(jù)凈化原理和流程來分類：根據(jù)凈化原理和流程來分類： 直接用各種液體或固體物料吸收或吸附廢氣中的直接用各種液體或固體物料吸收或吸附廢氣中的SOSO2 2的方法；的方法； 廢氣中的廢氣中的SOSO2 2氧化為氧化為SOSO3 3，再吸收生產(chǎn)硫酸的方法；，再吸收生產(chǎn)硫酸的方法； 將廢氣中的將廢氣中的SOSO2 2還原為硫加以回收的方法。還原為硫加以回收的方法。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化5 各種脫硫方法見表各種脫硫方法見表5-15-1，這些方法中有的已，這些

5、方法中有的已有工業(yè)處理裝置，有的還處于實驗研究階有工業(yè)處理裝置，有的還處于實驗研究階段。段。 我國煙氣脫硫從我國煙氣脫硫從2020世紀世紀8080年代開始，推廣年代開始，推廣重點：重點：推廣循環(huán)流化床燃燒脫硫成套技術及爐內推廣循環(huán)流化床燃燒脫硫成套技術及爐內噴鈣技術；噴鈣技術；采用型煤燃燒成套技術、循環(huán)硫化床燃燒采用型煤燃燒成套技術、循環(huán)硫化床燃燒脫硫技術、濕式脫硫除塵技術。脫硫技術、濕式脫硫除塵技術。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化65.25.2石灰石石灰石/ /石灰法石灰法 石灰石灰/ /石灰石法：石灰石法：石灰石、石灰或白云石等作為石灰石、石灰或白云石等作為脫硫劑，脫除廢氣中脫硫

6、劑，脫除廢氣中SOSO2 2。（國內外占。（國內外占80%80%）采用方法：采用方法： 干法干法將石灰石直接噴入鍋爐爐膛內；將石灰石直接噴入鍋爐爐膛內； 濕法濕法將石灰石等制成漿液洗滌含硫廢氣。將石灰石等制成漿液洗滌含硫廢氣。5.2.1.5.2.1.石灰石灰/ /石灰石直接噴射法石灰石直接噴射法 石灰石或石灰粉直接噴入鍋爐爐膛內進行脫硫。石灰石或石灰粉直接噴入鍋爐爐膛內進行脫硫。1.1.方法原理方法原理 CaCOCaCO3 3CaO+COCaO+CO2 2（高溫）（高溫） CaO+SOCaO+SO2 2CaSOCaSO3 3 CaSOCaSO3 3+1/2O+1/2O2 2CaSOCaSO4

7、4大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化72.2.工藝流程與操作工藝流程與操作石灰石直接噴射法從煙氣中脫除石灰石直接噴射法從煙氣中脫除SOSO2 2流程圖流程圖 大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化83.3.操作中主要控制條件操作中主要控制條件 分解溫度：分解溫度：石灰石約為石灰石約為765765，低于此溫度發(fā)生可逆，低于此溫度發(fā)生可逆反應。白云石約為反應。白云石約為344344。 脫硫反應有效溫度：脫硫反應有效溫度：煙氣溫度低有利于脫硫反應。但煙氣溫度低有利于脫硫反應。但溫度低反應速度較慢，控制在溫度低反應速度較慢，控制在95011009501100。 MgOMgO與與SOSO2 2的

8、控制溫度約為的控制溫度約為800800。Ca(OH)Ca(OH)2 2與與SOSO2 2的控制溫度可以更低一些。的控制溫度可以更低一些。 控制控制“燒僵燒僵”：煅燒溫度過高，氧化鈣的多孔體變?yōu)殪褵郎囟冗^高，氧化鈣的多孔體變?yōu)槊軐嶓w。石灰石噴入位置的爐膛溫度應該密實體。石灰石噴入位置的爐膛溫度應該11001100。 石灰石的粒度：石灰石的粒度：粒徑粒徑0.1mm0.1mm。注意：石灰注意：石灰/ /石灰石直接噴射法所需設備少、投資省，石灰石直接噴射法所需設備少、投資省，但脫硫效率低，反應產(chǎn)物會沉積，只用在中小鍋爐上。但脫硫效率低，反應產(chǎn)物會沉積，只用在中小鍋爐上。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化

9、硫的凈化95.2.25.2.2流化床燃燒法流化床燃燒法基本類型：基本類型：流態(tài)物再循流態(tài)物再循環(huán)的沸騰床（環(huán)的沸騰床（BBBB）、內）、內部循環(huán)的沸騰床、循環(huán)部循環(huán)的沸騰床、循環(huán)流化床（流化床（CFBCFB）和不同）和不同流化態(tài)組合系統(tǒng)。流化態(tài)組合系統(tǒng)。流程：流程：正常燃燒時，破正常燃燒時，破碎到一定粒度的煤粒和碎到一定粒度的煤粒和脫硫劑由給料機送入爐脫硫劑由給料機送入爐內，與燃燒所需空氣混內，與燃燒所需空氣混合燃燒，燃燒后煙氣經(jīng)合燃燒，燃燒后煙氣經(jīng)回收熱量和除塵后排放?；厥諢崃亢统龎m后排放。常壓鼓泡流化床鍋爐常壓鼓泡流化床鍋爐1.鼓風機；鼓風機；2.燃煤料倉；燃煤料倉；3.石灰石料倉；石灰石

10、料倉；4.換熱器；換熱器；5.省煤器；省煤器；6.除塵器；除塵器；7.燃燒層受熱管束燃燒層受熱管束大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化10鼓泡流化床鍋爐燃燒大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化11鼓泡流化床鍋爐（ FBC ）爐膛大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化12LurgiLurgi型外換熱器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖型外換熱器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖1.1.燃燒床層；燃燒床層；2.2.流化反應器；流化反應器；3.3.旋風除塵器；旋風除塵器；4.4.換熱器；換熱器；5.5.空氣加熱器空氣加熱器大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化13不帶熱交換器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖不帶熱交

11、換器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖1.反應爐膛；反應爐膛；2.除塵器；除塵器；3.省煤器（換熱器）；省煤器（換熱器）；4.空氣預熱器空氣預熱器大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化14帶內部換熱器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖帶內部換熱器常壓循環(huán)流化床鍋爐示意圖1.1.燃燒爐膛；燃燒爐膛；2.2.旋風除塵器；旋風除塵器；3.3.主換熱器；主換熱器；4.4.再熱器；再熱器；5.5.省煤器省煤器大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化15 三種典型常壓循環(huán)流化床鍋爐三種典型常壓循環(huán)流化床鍋爐組成：組成：固體物料循固體物料循環(huán)回路和對流煙道。環(huán)回路和對流煙道。固體物料循環(huán)回路：固體物料循環(huán)回路：流化床燃燒室或

12、爐膛、旋風流化床燃燒室或爐膛、旋風分離器和固體物料回送設備。分離器和固體物料回送設備。 爐膛內通常布置有水冷管用于冷卻；在爐膛內通常布置有水冷管用于冷卻；在對流煙道對流煙道上布置過熱器、省煤器和空氣預熱器等，用于吸上布置過熱器、省煤器和空氣預熱器等，用于吸收煙氣的余熱。收煙氣的余熱。流化床燃燒的優(yōu)點：流化床燃燒的優(yōu)點： 燃料適應性強，煤的灰分有時可高達燃料適應性強，煤的灰分有時可高達4060%4060%； 易于實現(xiàn)爐內高效脫硫；易于實現(xiàn)爐內高效脫硫； 氮氧化物生成量少；氮氧化物生成量少； 燃燒效率高；燃燒效率高； 灰渣活性強，便于綜合利用?；以钚詮?，便于綜合利用。大氣污染控制技術5 低濃度二

13、氧化硫的凈化165.2.3.5.2.3.濕式石灰石濕式石灰石/ /石灰石灰- -石膏法石膏法 采用石灰石或石灰的漿液吸收煙氣中的采用石灰石或石灰的漿液吸收煙氣中的SOSO2 2，屬于濕，屬于濕式洗滌法。副產(chǎn)物是石膏，日本應用最多。式洗滌法。副產(chǎn)物是石膏，日本應用最多。1. 1. 方法原理方法原理 脫硫過程：吸收、氧化和副產(chǎn)品回收。脫硫過程：吸收、氧化和副產(chǎn)品回收。 吸收過程吸收過程： Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2=CaSO=CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2OO CaCOCaCO3 3+ SO+ SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=CaS

14、OO=CaSO3 31/2H1/2H2 2O+COO+CO2 2 CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2O+SOO+SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=Ca(HSOO=Ca(HSO3 3) )2 2 氧化反應氧化反應（煙道中含有氧）：（煙道中含有氧）： 2CaSO2CaSO3 31/2H1/2H2 2O+OO+O2 2+3H+3H2 2O=2CaSOO=2CaSO4 42H2H2 2OO Ca(HSOCa(HSO3 3) )2 2+1/2O+1/2O2 2+H+H2 2O=CaSOO=CaSO4 42H2H2 2O+SOO+SO2 2注意：注意：少量亞硫酸氫鈣被氧化放出少量亞硫酸氫鈣

15、被氧化放出SOSO2 2，進入氧化塔，進入氧化塔以以CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2OO形式。形式。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化172. 流程及操作流程及操作日本三菱重工石灰日本三菱重工石灰-石膏法的流程示意圖石膏法的流程示意圖工藝流程：工藝流程：排放煙氣排放煙氣冷卻塔（洗滌、降溫至冷卻塔（洗滌、降溫至6060左右，增濕）左右，增濕）二級串聯(lián)吸收塔二級串聯(lián)吸收塔（石灰漿液洗滌脫硫）（石灰漿液洗滌脫硫）除霧除霧加熱器升溫（加熱器升溫（140140左右）左右）煙囪煙囪排入大氣排入大氣大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化18 冷卻塔采用空塔，吸收塔采用柵條填料塔；冷卻塔采

16、用空塔，吸收塔采用柵條填料塔； 為防止結垢堵塞，采用高液氣比，同時在漿液內加入為防止結垢堵塞，采用高液氣比，同時在漿液內加入石膏石膏“晶種晶種”，沉淀過飽和硫酸鈣。，沉淀過飽和硫酸鈣。 吸收吸收SOSO2 2后的漿液，用硫酸調整后的漿液，用硫酸調整pHpH值至值至44.544.5后，在后，在氧化塔內氧化塔內60806080，4.94.910105 5PaPa的壓縮空氣氧化。的壓縮空氣氧化。 氧化塔出來的氣體含有微量氧化塔出來的氣體含有微量SOSO2 2，再送回吸收塔吸收；，再送回吸收塔吸收；氧化后漿液經(jīng)增稠、脫水得石膏。氧化后漿液經(jīng)增稠、脫水得石膏。 濾液除去不溶雜質，送往石灰乳槽，洗液返冷卻

17、塔。濾液除去不溶雜質，送往石灰乳槽，洗液返冷卻塔。 生石灰在消石灰料漿調整槽內加水配成石灰料漿，用生石灰在消石灰料漿調整槽內加水配成石灰料漿，用泵送到吸收塔。泵送到吸收塔。 石灰石灰- -石膏法脫硫率石膏法脫硫率9090，可副產(chǎn)含水，可副產(chǎn)含水5 51010的的優(yōu)質石膏。優(yōu)質石膏。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化193.3.主要設備主要設備吸收設備吸收設備 核心設備。核心設備。常用：常用：噴淋塔、填料塔、噴淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等，本工湍球塔、板式塔等，本工藝采用填料塔。藝采用填料塔。氧化塔氧化塔 回轉筒的轉速為回轉筒的轉速為5001000r5001000rminmin，空氣，空

18、氣被導入并被撕裂成微細氣被導入并被撕裂成微細氣泡；泡； 加快氧化速度，氧化效率加快氧化速度，氧化效率較高，沒有料漿堵塞。較高，沒有料漿堵塞。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化204.4.操作影響因素操作影響因素 提高提高SOSO2 2吸收率，減少設備的結垢與堵塞，控制以吸收率，減少設備的結垢與堵塞，控制以下主要影響因素：下主要影響因素：漿液的漿液的pHpH值值 采用消石灰漿液時，采用消石灰漿液時，PHPH值控制為值控制為5.66.25.66.2，采用石，采用石灰石漿液時，灰石漿液時，PHPH值控制在值控制在6868。吸收溫度吸收溫度 低溫利于吸收吸收，但使反應速度變慢，綜合考低溫利于吸收

19、吸收，但使反應速度變慢，綜合考慮一般在慮一般在50705070。石灰石的粒度石灰石的粒度 粒度越小，比表面積大，反應面積大，提高石灰粒度越小，比表面積大，反應面積大，提高石灰石的利用率和脫硫率。粒度在石的利用率和脫硫率。粒度在200300200300目之間。目之間。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化21液氣比液氣比 優(yōu)化計算和實驗，液氣比以優(yōu)化計算和實驗，液氣比以1520L/m1520L/m3 3為宜。為宜。漿液濃度漿液濃度 漿液濃度過高易產(chǎn)生堵塞、磨損和結垢；但較低時，漿液濃度過高易產(chǎn)生堵塞、磨損和結垢；但較低時，脫硫率較低，脫硫率較低，pHpH值不易控制。漿液濃度一般取值不易控制。漿

20、液濃度一般取10101515。煙氣流速煙氣流速 逆流噴淋塔適宜的塔內氣速逆流噴淋塔適宜的塔內氣速般為般為2.443.66m/s2.443.66m/s，典型值為典型值為3m/s3m/s。氧化方式氧化方式 自然氧化速度慢，強制氧化采用多，鼓入空氣。自然氧化速度慢，強制氧化采用多，鼓入空氣。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化22控制吸收液過飽和控制吸收液過飽和 防止系統(tǒng)結垢，加入二水硫酸鈣晶種，提供足夠的防止系統(tǒng)結垢，加入二水硫酸鈣晶種，提供足夠的沉積面積，使溶解鹽優(yōu)先沉淀。沉積面積，使溶解鹽優(yōu)先沉淀。吸收劑吸收劑 石灰石比石灰容易制備，價格低廉，石灰石的吸收石灰石比石灰容易制備，價格低廉，石

21、灰石的吸收過程中亞硫酸鈣的氧化速率遠大于石灰吸收，應用過程中亞硫酸鈣的氧化速率遠大于石灰吸收，應用更多。更多。添加劑添加劑 防止結垢和堵塞，提高防止結垢和堵塞，提高SOSO2 2脫除率，常用的添加劑：脫除率，常用的添加劑：己二酸、硫酸鎂、氯化鈣等。己二酸、硫酸鎂、氯化鈣等。原因：原因：己二酸與石灰或石灰石反應，形成易溶的己己二酸與石灰或石灰石反應，形成易溶的己二酸鈣，避免結垢和堵塞。實際應用中二酸鈣，避免結垢和堵塞。實際應用中1t1t石灰石加石灰石加入入15kg15kg己二酸鈣。己二酸鈣。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化235.35.3間接石灰石間接石灰石/ /石灰法石灰法 克服濕式石

22、灰克服濕式石灰- -石膏法易結垢、堵塞的缺點，采用石膏法易結垢、堵塞的缺點，采用易溶吸收劑，使用間接石灰石易溶吸收劑，使用間接石灰石/ /石灰石灰- -石膏法。石膏法。典型方法：典型方法：雙堿法、堿性硫酸鋁法和雙堿法、堿性硫酸鋁法和CALCAL法。法。5.3.15.3.1雙堿法雙堿法 NaNa2 2COCO3 3或或NaOHNaOH溶液為第一堿吸收溶液為第一堿吸收SOSO2 2，再用石，再用石灰石或石膏法作為第二堿處理吸收液，獲得副產(chǎn)品灰石或石膏法作為第二堿處理吸收液，獲得副產(chǎn)品石膏。石膏。1.1.方法原理方法原理吸收反應吸收反應 2NaOH+SO2NaOH+SO2 2=Na=Na2 2SOS

23、O3 3+H2O+H2O NaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3 NaNa2 2COCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+CO+CO2 2大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化24用石灰再生用石灰再生NaNa2 2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3的反應的反應： NaNa2 2SOSO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2NaOH+CaSO=2NaOH+CaSO3 3 Ca(OH)Ca(OH)2 2+NaHSO+NaHSO3 3=Na=Na2 2SOSO3 3+CaSO+CaSO3 31/2H

24、1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2OO 2NaHSO2NaHSO3 3+CaCO+CaCO3 3=Na=Na2 2SOSO3 3+CaSO+CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2O+COO+CO2 2 再生中由于有氧氣存在，再生中由于有氧氣存在，NaNa2 2SOSO3 3可能部分被可能部分被氧化成氧化成NaNa2 2SOSO4 4。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化252.2.工藝流程工藝流程 雙堿法工藝組成：吸收和再生。雙堿法工藝組成：吸收和再生。1.1.吸收塔；吸收塔；2.2.噴淋裝置；噴淋裝置；3.3.除霧裝置；除霧裝置；4.4.吸收液槽；吸

25、收液槽；5.5.緩沖器；緩沖器；6.6.濃縮池；濃縮池；7.7.過濾過濾機；機；8.Na8.Na2 2COCO3 3吸收液槽；吸收液槽；9.9.石灰倉；石灰倉；10.10.中間倉；中間倉；11.11.熟化器；熟化器；12.12.石灰反應器石灰反應器 大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化263.3.操作要點操作要點吸收液濃度吸收液濃度 堿液濃度較高，減小設備，減少吸收液用量，設備投資與堿液濃度較高，減小設備，減少吸收液用量，設備投資與操作費小。一般控制濃度范圍在操作費小。一般控制濃度范圍在0.150.4mol/L0.150.4mol/L范圍內。范圍內。結垢問題結垢問題 原因及控制：原因及控制

26、：SOSO4 42+2+與與CaCa2+2+產(chǎn)生石膏結垢，保持石膏濃度產(chǎn)生石膏結垢，保持石膏濃度在其臨界飽和度值在其臨界飽和度值1.31.3以下，即可避免；吸收煙氣中以下，即可避免；吸收煙氣中COCO2 2形成碳酸鹽結垢，控制洗滌液形成碳酸鹽結垢，控制洗滌液pHpH9 9，可避免。，可避免。硫酸鈉的去除硫酸鈉的去除 硫酸鹽在系統(tǒng)中積聚降低洗滌效率，可采用硫酸鹽苛化的硫酸鹽在系統(tǒng)中積聚降低洗滌效率，可采用硫酸鹽苛化的方法或采用硫酸化使其變換為石膏去除。方法或采用硫酸化使其變換為石膏去除。優(yōu)點：優(yōu)點：吸收效率高，脫硫率吸收效率高，脫硫率90%90%，不易結垢和堵塞；，不易結垢和堵塞；缺點：缺點：亞

27、硫酸鈉的氧化形成硫酸鈉，降低了產(chǎn)品質量。亞硫酸鈉的氧化形成硫酸鈉，降低了產(chǎn)品質量。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化275.3.2 CAL5.3.2 CAL法法CALCAL（calcium add limecalcium add lime）法）法：用：用CALCAL液吸收液吸收SOSO2 2，經(jīng)分離料漿后，吸，經(jīng)分離料漿后，吸收液循環(huán)使用，產(chǎn)物為石膏。收液循環(huán)使用，產(chǎn)物為石膏。1.1.方法原理方法原理 CALCAL液：氯化鈣水溶液中添加消石灰液：氯化鈣水溶液中添加消石灰或生石灰；或生石灰； 氯化鈣與消石灰發(fā)生復合反應，使消氯化鈣與消石灰發(fā)生復合反應，使消石灰的溶解度明顯增加，規(guī)律如圖。石

28、灰的溶解度明顯增加，規(guī)律如圖。 在吸收過過程中氯化鈣不參加反應，在吸收過過程中氯化鈣不參加反應，只在系統(tǒng)中循環(huán)。只在系統(tǒng)中循環(huán)。 CALCAL法中的反應過程仍是消石灰與法中的反應過程仍是消石灰與SOSO2 2的反應。的反應。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化282. CAL2. CAL法優(yōu)點法優(yōu)點 對對SOSO2 2吸收能力大；堿耗較?。唤Y垢減少。吸收能力大；堿耗較??；結垢減少。3.3.工藝流程工藝流程大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化294.4.主要設備主要設備 主要設備：主要設備：吸收塔吸收塔；組成：組成： 文氏管型的文氏管型的噴嘴與噴霧噴嘴與噴霧塔。塔。目的：目的： 防止結垢

29、。防止結垢。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化305.45.4鈉堿法鈉堿法鈉堿法：鈉堿法：采用采用NaCONaCO3 3或或NaOHNaOH等吸收煙氣中等吸收煙氣中SOSO2 2。根據(jù)工藝不同分類：根據(jù)工藝不同分類：亞硫酸鈉法、亞硫酸鈉循環(huán)法及亞硫酸鈉法、亞硫酸鈉循環(huán)法及鈉鹽鈉鹽- -酸分解法。酸分解法。5.4.15.4.1亞硫酸鈉法亞硫酸鈉法1.1.基本原理基本原理 NaCONaCO3 3或或NaOHNaOH作吸收劑得到高純度作吸收劑得到高純度(96%)(96%)亞硫酸鈉。亞硫酸鈉。 2NaCO2NaCO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3+Na

30、+Na2 2SOSO3 3 2NaHCO2NaHCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 NaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3 NaOH+SONaOH+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2OO大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化31 NaNa2 2SOSO3 3溶解度比溶解度比NaHSONaHSO3 3低，中和生成的低，中和生成的NaNa2 2SOSO3 3析出析出NaNa2 2SOSO3 37H7H2 2OO（結晶溫度（結晶溫度3333時）。時）。固固

31、液分離后，得液分離后，得NaNa2 2SOSO3 3結晶產(chǎn)品。結晶產(chǎn)品。 吸收過程的主要副反應為氧化反應，生成的吸收過程的主要副反應為氧化反應，生成的NaNa2 2SOSO4 4混在產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質量和吸收效果，在混在產(chǎn)品中影響產(chǎn)品質量和吸收效果，在吸收液中加入一定量的對苯二胺及對苯二酚作阻吸收液中加入一定量的對苯二胺及對苯二酚作阻氧劑。氧劑。2.2.工藝流程及操作工藝流程及操作亞硫酸鈉法的工藝過程：亞硫酸鈉法的工藝過程：吸收、中和、濃縮結晶吸收、中和、濃縮結晶及干燥及干燥 。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化32亞硫酸鈉法工藝流程亞硫酸鈉法工藝流程大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈

32、化333.3.吸收設備吸收設備 我國某廠采用的吸收設備為聚氯乙烯塑料板制我國某廠采用的吸收設備為聚氯乙烯塑料板制的湍球塔，液體在塔內停留時間為的湍球塔，液體在塔內停留時間為6s6s。吸收效。吸收效率可達率可達90%95%90%95%。亞硫酸鈉法優(yōu)點：亞硫酸鈉法優(yōu)點：工藝流程簡單，操作方便，工藝流程簡單，操作方便，運行可靠，基建投資及脫硫費用較低，吸收效運行可靠，基建投資及脫硫費用較低，吸收效果好，副產(chǎn)品亞硫酸鈉純度高。果好，副產(chǎn)品亞硫酸鈉純度高。缺點：缺點：耗堿較高。耗堿較高。使用：使用：用于織物、化纖、造紙工業(yè)的漂白劑及用于織物、化纖、造紙工業(yè)的漂白劑及脫氯劑等。脫氯劑等。大氣污染控制技術5

33、 低濃度二氧化硫的凈化345.4.2 5.4.2 鈉鹽循環(huán)法鈉鹽循環(huán)法 亞硫酸鈉循環(huán)法又稱為威爾曼亞硫酸鈉循環(huán)法又稱為威爾曼- -洛德鈉（洛德鈉（Wellman-Wellman-LordLord）法。）法。特點：特點：凈化效率高，處理煙氣量大。凈化效率高，處理煙氣量大。1.1.方法原理方法原理 碳酸鈉或氫氧化鈉作吸收劑，在低溫條件下吸收煙氣碳酸鈉或氫氧化鈉作吸收劑，在低溫條件下吸收煙氣中中SOSO2 2得到亞硫酸鈉，得到亞硫酸鈉，NaNa2 2SOSO3 3繼續(xù)吸收繼續(xù)吸收SOSO2 2得到得到NaHSONaHSO3 3； 將將NaHSONaHSO3 3、NaNa2 2SOSO3 3混合液加熱

34、再生，放出高濃度混合液加熱再生，放出高濃度SOSO2 2； 再生得到的再生得到的NaNa2 2SOSO3 3結晶溶于水后返回吸收系統(tǒng)重新結晶溶于水后返回吸收系統(tǒng)重新使用。使用。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化35反應式：反應式： 2NaCO2NaCO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3+Na+Na2 2SOSO3 3 2NaHCO2NaHCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 NaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3副反應：副反應：

35、 NaNa2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2= Na= Na2 2SOSO4 4富集富集SOSO2 2反應：反應： 2NaHSO2NaHSO3 3=Na=Na2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2OO注意：注意：當當S/C=0.5S/C=0.5時，溶液中全部為時，溶液中全部為NaNa2 2SOSO3 3，吸收能，吸收能力最強；力最強； 當當S/C=1.0S/C=1.0時，溶液中的全部時，溶液中的全部NaNa2 2SOSO3 3全部轉化為全部轉化為NaHSONaHSO3 3，不具備吸收能力；，不具備吸收能力； 實際操作中，當吸收液的實際操作中，當吸收液的S/C=0.9S

36、/C=0.9時，吸收液就送去時，吸收液就送去進行再生處理。進行再生處理。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化362.2.工藝流程及操作工藝流程及操作鈉鹽循環(huán)法工藝流程鈉鹽循環(huán)法工藝流程1.1.風機；風機；2.2.洗滌器；洗滌器；3.3.吸收塔；吸收塔；4.4.再加熱器；再加熱器；5.5.循環(huán)槽；循環(huán)槽；6.6.母液槽；母液槽；7 7，8.8.雙效蒸發(fā)器；雙效蒸發(fā)器；9.9.蒸發(fā)器；蒸發(fā)器；10.10.吸收中間槽；吸收中間槽；1111，12.12.加熱器；加熱器；13.13.副產(chǎn)品槽；副產(chǎn)品槽；14.14.分離機分離機大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化37煙氣預洗滌煙氣預洗滌 第一個吸

37、收塔作用：除去煙氣中顆粒物質、氯化物和第一個吸收塔作用：除去煙氣中顆粒物質、氯化物和HFHF等，特別等，特別SOSO3 3，減少，減少NaNa2 2SOSO4 4。吸收吸收 吸收過程采用二塔二級吸收。煙氣經(jīng)兩段吸收除霧后排吸收過程采用二塔二級吸收。煙氣經(jīng)兩段吸收除霧后排空。空。一段吸收作用：一段吸收作用：脫除煙氣中大量的脫除煙氣中大量的SOSO2 2，生成盡可，生成盡可能多的能多的NaHSONaHSO3 3；二段吸收二段吸收利用再生后的吸收液，吸收利用再生后的吸收液，吸收SOSO2 2能力強，使能力強，使SOSO2 2大大降低，達到排放標準。大大降低，達到排放標準。蒸發(fā)液處理蒸發(fā)液處理 蒸發(fā)后

38、的濃縮漿液送至離心分離機，將亞硫酸鈉結晶分蒸發(fā)后的濃縮漿液送至離心分離機，將亞硫酸鈉結晶分離，清液返回吸收塔。離，清液返回吸收塔。 從溶液中從溶液中排除排除NaNa2 2SOSO4 4方法方法： 直接排液法；石灰法；冷凍法。直接排液法；石灰法；冷凍法。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化383.3.主要設備主要設備常用的煙氣預洗滌裝常用的煙氣預洗滌裝置為文丘里洗滌器，置為文丘里洗滌器，凈化效率凈化效率90%90%。 吸收中采用的吸收吸收中采用的吸收設備為二段式泡沫吸設備為二段式泡沫吸收塔，上、下段串聯(lián)收塔，上、下段串聯(lián)使用。使用。 吸收液再生采用的吸收液再生采用的蒸發(fā)器結構如圖所示，蒸發(fā)器

39、結構如圖所示，器內液體循環(huán)，采用器內液體循環(huán)，采用蒸汽外加熱。蒸汽外加熱。強制循環(huán)雙效蒸發(fā)系統(tǒng)用蒸發(fā)器強制循環(huán)雙效蒸發(fā)系統(tǒng)用蒸發(fā)器大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化394.4.實例數(shù)據(jù)實例數(shù)據(jù) 500MW500MW容量給出的基本操作參數(shù)：容量給出的基本操作參數(shù)： 標準狀態(tài)煙氣量為標準狀態(tài)煙氣量為36220m36220m3 3/min/min，入口溫度為，入口溫度為140140，SOSO2 2入口濃度為入口濃度為3020ppm3020ppm，SOSO2 2脫除率脫除率為為90%90%。 吸收劑為吸收劑為100%NaCO100%NaCO3 3（無水），（無水），NaClNaCl100ppm1

40、00ppm，用量，用量984kg/h984kg/h，抗氧化劑采，抗氧化劑采用用NaNa4 4EDTAEDTA，雙效蒸發(fā)溫度第一級，雙效蒸發(fā)溫度第一級115115，第，第二級二級88958895。 NaNa2 2SOSO3 3產(chǎn)量為產(chǎn)量為1402kg/h1402kg/h，SOSO2 2產(chǎn)量為產(chǎn)量為16211kg/h16211kg/h。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化405.4.35.4.3鈉鹽鈉鹽- -酸分解法酸分解法 采用采用NaNa2 2COCO3 3吸收吸收SOSO2 2，再用酸對吸收液分解再生。，再用酸對吸收液分解再生。由于產(chǎn)物用途不大，本法應用較少。由于產(chǎn)物用途不大，本法應用較

41、少。 目前此法在氟化鹽廠應用較好。目前此法在氟化鹽廠應用較好。1.1.方法原理方法原理 采用采用NaNa2 2COCO3 3吸收，獲得吸收，獲得NaNa2 2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3用氟鋁用氟鋁酸分解后，得冰晶石（酸分解后，得冰晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6）和濃）和濃SOSO2 2氣體。氣體。反應式為：反應式為： Al(OH)Al(OH)3 3+6HF=H+6HF=H3 3AlFAlF6 6+3H+3H2 2OO 2H2H3 3AlFAlF6 6+3NaSO+3NaSO3 3=2Na=2Na3 3AlFAlF6 6+ 3SO+ 3SO2 2+3H+3H2 2OO

42、H H3 3AlFAlF6 6+3NaHSO+3NaHSO3 3=Na=Na3 3AlFAlF6 6+ 3SO+ 3SO2 2+3H+3H2 2OO19991999大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化412.2.工藝流程及操作工藝流程及操作 湖南湘鄉(xiāng)氟化鹽廠處理湖南湘鄉(xiāng)氟化鹽廠處理SOSO2 2尾氣，其工藝流程如圖。尾氣，其工藝流程如圖。鈉鹽鈉鹽- -氟鋁酸分解法工藝流程圖氟鋁酸分解法工藝流程圖1.1.洗滌塔；洗滌塔；2.2.吸收塔；吸收塔；3 3，6.6.除沫器；除沫器；4.4.混合溶液槽；混合溶液槽；5.5.石墨冷卻器；石墨冷卻器；7.7.水封槽；水封槽；8.8.干燥塔；干燥塔；9.9

43、.焦炭過濾器；焦炭過濾器；10.10.分油器；分油器；11.11.冷凝器；冷凝器；12.12.磅秤；磅秤；13.13.成品罐；成品罐；14.14.集油集油器；器；15.15.壓縮機；壓縮機；16.16.冷卻器；冷卻器；17.17.硫酸泵；硫酸泵；18.18.硫酸循環(huán)槽；硫酸循環(huán)槽；19.19.圓盤過濾器；圓盤過濾器；2023.2023.分解槽；分解槽；24.24.風機；風機；25.25.鉛泵；鉛泵；26.26.循環(huán)槽循環(huán)槽大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化42工藝流程：工藝流程： 煙氣經(jīng)吸收塔吸收煙氣經(jīng)吸收塔吸收SOSO2 2后排入大氣；后排入大氣； 吸收后生成的吸收后生成的NaNa2

44、2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3混合液到混合液到分解槽用氟鋁酸分解，然后經(jīng)圓盤過濾器分解槽用氟鋁酸分解，然后經(jīng)圓盤過濾器進行過濾，濾餅經(jīng)干燥脫水后，即得冰晶進行過濾，濾餅經(jīng)干燥脫水后，即得冰晶石成品。石成品。 分解出來的高濃度分解出來的高濃度SOSO2 2，經(jīng)石墨冷卻器冷，經(jīng)石墨冷卻器冷卻、干燥脫水后，用壓縮機壓縮，獲得液卻、干燥脫水后，用壓縮機壓縮，獲得液體體SOSO2 2。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化435.5 5.5 氨法氨法氨法：氨法：用氨水或銨鹽洗滌煙氣脫除用氨水或銨鹽洗滌煙氣脫除SOSO2 2，獲取，獲取(NH4)(NH4)2 2SOSO3 3或或(NH(

45、NH4 4) )2 2SOSO4 4。優(yōu)點：優(yōu)點：反應速度快，吸收效率高，不容易結垢堵塞。反應速度快，吸收效率高，不容易結垢堵塞。成熟方法：成熟方法：氨氨酸法、氨酸法、氨亞硫酸銨法和氨亞硫酸銨法和氨硫銨法。硫銨法。5.5.15.5.1氨氨酸法酸法氨氨- -酸法：酸法：吸收吸收SOSO2 2后的吸收液用酸分解的方法。后的吸收液用酸分解的方法。酸解用酸：酸解用酸：硫酸、硝酸和磷酸等，分解產(chǎn)物不同。硫酸、硝酸和磷酸等，分解產(chǎn)物不同。優(yōu)點：優(yōu)點：應用開始于應用開始于1930s1930s，工藝成熟、方法可靠、設，工藝成熟、方法可靠、設備簡單、操作方便等。備簡單、操作方便等。 廣泛用于硫酸生產(chǎn)的尾氣治理。

46、廣泛用于硫酸生產(chǎn)的尾氣治理。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化441 1基本原理基本原理 氨氨酸法脫硫工藝由吸收、分解、中和三步：酸法脫硫工藝由吸收、分解、中和三步：吸收：吸收：SOSO2 2在吸收塔內與氨水反應生成在吸收塔內與氨水反應生成(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3，再與再與SOSO2 2反應生成反應生成NHNH4 4HSOHSO3 3，不再有吸收，不再有吸收SOSO2 2的功能。的功能。不斷補充不斷補充NHNH3 3使其生成使其生成(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3。分解：分解：吸收液達到一定濃度時，抽出部分送至分解吸收液達到一定濃度時，抽出部分送至分解工序

47、，加入工序，加入濃硫酸濃硫酸使使(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3、NH4HSONH4HSO3 3分解出分解出SOSO2 2 ，回收，回收SOSO2 2制酸或制成液體制酸或制成液體SOSO2 2 。中和：中和：分解工序加入過量的酸用氨中和，制取硫酸分解工序加入過量的酸用氨中和，制取硫酸氨，做化肥使用。氨，做化肥使用。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化452.2.工藝流程工藝流程氨氨- -酸法回收硫酸尾氣工藝流程圖酸法回收硫酸尾氣工藝流程圖1-1-尾氣吸收塔；尾氣吸收塔；2-2-母液循環(huán)槽母液循環(huán)槽(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3-NH-NH4 4HSOHSO3 3；

48、3-3-母液循環(huán)泵；母液循環(huán)泵；4-4-母液高母液高位槽；位槽；5-5-濃硫酸高位槽；濃硫酸高位槽；6-6-混合槽；混合槽；7-7-分解塔；分解塔；8-8-中和槽；中和槽；9-9-硫酸銨泵硫酸銨泵大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化46 為提高吸收效果，采用二段法吸收流程。為提高吸收效果，采用二段法吸收流程。 第一段為濃縮段，此段控制的吸收液第一段為濃縮段，此段控制的吸收液S/CS/C值較高，可值較高，可獲得較多副產(chǎn)品，提高經(jīng)濟效益；獲得較多副產(chǎn)品，提高經(jīng)濟效益； 第二段為凈化段，采用的吸收液堿度較高第二段為凈化段，采用的吸收液堿度較高(S/C(S/C值低值低) )，(NH(NH4 4)

49、)2 2SOSO3 3含量較高，具有較強吸收含量較高，具有較強吸收SOSO2 2的能力，保的能力，保證較高吸收率，達到凈化要求。證較高吸收率，達到凈化要求。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化473.3.設備設備 填料塔或泡沫塔。填料塔或泡沫塔。 填料塔：填料塔：操作穩(wěn)定，操作彈性大，即對氣操作穩(wěn)定，操作彈性大，即對氣量波動適應性強，使用較多；量波動適應性強，使用較多； 泡沫塔：泡沫塔：結構簡單，投資省，吸收效率較結構簡單，投資省，吸收效率較高，也較多采用。高，也較多采用。大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化485.5.2 5.5.2 氨氨亞硫酸銨法亞硫酸銨法 氨氨酸法治理低濃度酸法治

50、理低濃度SOSO2 2耗用大量硫酸。耗用大量硫酸。1.1.原理原理 氨水作氨源，對氨水作氨源，對SOSO2 2進行吸收，也可用固體碳酸氫銨進行吸收，也可用固體碳酸氫銨（貯存、運輸、使用較方便）。（貯存、運輸、使用較方便）。 吸收母液經(jīng)中和、分離后，制成固體亞硫酸銨。吸收母液經(jīng)中和、分離后，制成固體亞硫酸銨。固體亞硫酸銨用途：固體亞硫酸銨用途：可在制漿造紙中代替燒堿，造紙可在制漿造紙中代替燒堿，造紙廢液又可作肥料使用。廢液又可作肥料使用。 吸收反應式：吸收反應式： 2NH2NH4 4HCOHCO3 3+SO+SO2 2=(NH=(NH4 4) )2 2SOSO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 (NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NHO=2NH4 4HSOHSO3 3大氣污染控制技術5 低濃度二氧化硫的凈化49 副反應：副反應： (NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2=(NH=(NH4 4) )2 2SOSO4 4 當當NHNH4 4HSOHSO3 3增加到一定程度溶液呈酸性，加固體增加到一定程度溶液呈酸性，加固體碳酸氫氨使碳酸氫氨使NHNH4 4HSOHSO3 3轉變?yōu)檗D變?yōu)?NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3 NHN