廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)吸收的介紹

廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)吸收的雙堿法生成的石膏產(chǎn)品價值很低而且往往滯銷，為了尋求副產(chǎn)品的出路，美國威爾曼—洛徳公司（Wellman-Lord）開發(fā)了一種亞硫酸鈉循環(huán)吸收法的工藝，又稱W-L法。此法的原理是亞硫酸鈉溶液循環(huán)吸收SO₂產(chǎn)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SO₂氣體，可以支撐液態(tài)產(chǎn)品。也可以支撐硫酸和硫。生產(chǎn)過程中Na₂SO₃氧化的結(jié)果產(chǎn)生Na₂SO₄。為了防止氧化，減少Na₂SO₄的清除量，可以采取有效措施。
W-L法的化學(xué)反應(yīng)過程如下：
Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃；
補(bǔ)充堿也與SO₂反應(yīng)
Na₂CO₃+SO₂→Na₂SO₃+CO₂；
煙氣中的氧將Na₂SO₃氧化成Na₂SO₄
Ma₂SO₃+1/2O₂→Na₂SO₄；
有一些Na₂SO₄也是由吸收煙氣中少量的SO₂生成的
2Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃+Na₂SO₄；
吸收液的再生
2NaHSO₃→Na₂SO₃+2SO₂+3H₂O；
高溫下可能發(fā)生下列歧化反應(yīng)，要盡量避免
6NaHSO₃→2Na₂SO₄+Na₂S₂O₃+2SO₂+3H₂O
2NaHSO₃+2Na₂SO₄→2Na₂SO₄+Na₂S₂O₂+H₂O。
W-L法工藝過程包括五個部分：
（1） 煙氣預(yù)處理；
（2） SO₂吸收；
（3） 清楚Na₂SO₄；
（4） 洗液再生
（5） SO₂轉(zhuǎn)化。
廢氣處理工藝煙氣預(yù)處理的目的是出去飛灰和氯。煙氣溫度約為300°F，通過文丘里或噴射式預(yù)洗滌器，被冷卻到130°F左右，同時被增濕了。采用文丘里預(yù)洗滌器比較好，能出去70~80%的殘余飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較小，但除飛灰和氯化物的效率比文丘里低。預(yù)洗滌器的增濕作用抑制了吸收其中水分的蒸發(fā)。預(yù)洗滌器的除氯效果很高，這是有益于操作的，并且可減輕腐蝕。飛灰被捕集下來送往泥漿池處理。當(dāng)吸收了HCl、SO₂和CO₂以后，泥漿水酸度太大，在送往泥漿池之前要用石灰加以中和。

廢氣處理經(jīng)預(yù)處理后的煙氣在吸收塔至少可除去90%的SO₂。凈化后的煙氣用換熱器加熱后排放。熱源采用高壓蒸汽。
由于預(yù)洗滌器出去了固體飛灰，洗液比較清潔，吸收塔的產(chǎn)物是NaHSO₃，它比Na₂SO₃更易溶解，因而解決了結(jié)構(gòu)和堵塞問題。
廢氣處理在操作過程中，要從吸收塔的流出液中去除約15%，進(jìn)行Na₂SO₄的凈化處理。用冷卻—結(jié)晶裝置把它冷卻到0℃左右。Na₂SO₃和Na₂SO₄被結(jié)晶出來，經(jīng)離心干濾獲得含固體40%的濾餅。濾餅用蒸汽加熱干燥，得到的結(jié)晶產(chǎn)品是污水混合物，含Na₂SO₃約30%，并有少量硫代硫酸鹽。焦性亞硫酸鹽和氯化物被拋棄。干燥器的排氣導(dǎo)入主煙道。冷卻—結(jié)晶器的冷源由介質(zhì)乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生裝置包括強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、冷凝器、凝液脫氣塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排出的SO₂氣流僅含5~10%的水分被壓縮和送往轉(zhuǎn)化工段。
轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品可以有多種形式。按照操作費用的大小來排列：還原成硫的費用最大；接觸法制硫酸次之；生產(chǎn)液態(tài)SO₂為最小。。
亞硫酸鈉循環(huán)法的優(yōu)點如下。
（1） 脫硫效率高，一般效率都在90%以上，常常達(dá)97%，凈化后的尾氣中SO₂含量在200ppm以下，負(fù)荷排放要求。如果利用回收得的高濃度SO₂來制造硫酸，在制酸系統(tǒng)中未轉(zhuǎn)化的SO₂可送回?zé)煹罋饷摿蛭账?，不會造成只算過程的二次污染。
（2） 能回收硫資源，通常得到高濃度的SO₂，若進(jìn)一步加工可制得98%的硫酸或硫磺。
（3） 利用本法所得SO₂制硫酸的設(shè)備尺寸小，占地面積省。可以將距離不太遠(yuǎn)的地區(qū)內(nèi)幾個脫硫裝置所得的SO₂集中到一個制酸廠生產(chǎn)硫酸。利用此法生產(chǎn)硫酸的設(shè)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(diào)節(jié)，所以對負(fù)荷變化適應(yīng)性大。負(fù)荷變化幅度可從60%~100%。吸收液可循環(huán)使用，吸收能力高，同時由于解決了結(jié)構(gòu)堵塞問題，所以脫硫裝置的可靠性和利用率都很高，并能連續(xù)運行。
（5） 能量消耗少，設(shè)備費和操作費都比較低。與最廉價的石灰或石灰石濕式吸收過程相比，雖然費用稍高一點，但本法能回收硫。而且脫硫裝置的規(guī)模愈大，廢氣中SO₂濃度愈高，則經(jīng)濟(jì)上愈合算。
本法的不足之處是廢氣中的氧使一部分Na₂SO₃氧化為Na₂SO₄，并消耗一部分堿，所以在生產(chǎn)中必須補(bǔ)充NaOH（或Na₂CO₃）。因此，減少Na₂SO₄的生成是降低操作費用的關(guān)鍵。在定期排放Na₂SO₄過程中含油一部分Na₂SO₃廢液，需要進(jìn)一步處理，否則會造成二次污染。
廢氣處理方法亞硫酸鈉循環(huán)法以其顯著的優(yōu)點正在被廣泛應(yīng)用于廢氣脫硫過程。目前此法的應(yīng)用數(shù)量僅次于石灰或石灰石濕式洗滌法。