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1、大气污染控制技术之低浓度二氧化硫的净化 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望5 5 低浓度二氧化硫的净化低浓度二氧化硫的净化本章主要内容本章主要内容SOSO2 2净化常用工艺的原理、流程、设备和操净化常用工艺的原理、流程、设备和操作；作；掌握各种掌握各种SOSO2 2净化方法的特点；净化方法的特点；重点掌握重点掌握SOSO2 2净化方法的典型流程：石灰石净化方法的典型流程：石灰石/石灰石灰石膏法、钠碱法、氨法脱硫等；石膏法、钠碱法、氨法脱硫等；能进行工艺
2、的运行和操作，解决脱硫工艺能进行工艺的运行和操作，解决脱硫工艺运行中出现的问题。运行中出现的问题。大气污染控制技术25 低浓度二氧化硫的净化5.15.1概述概述我国主要大气环境污染物：烟尘和二氧化硫。我国主要大气环境污染物：烟尘和二氧化硫。高浓度高浓度SOSO2 2废气采用接触氧化法制取硫酸。废气采用接触氧化法制取硫酸。烟气脱硫（烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization）一般是指对）一般是指对低浓度废气（低浓度废气（0.1%0.5%0.1%0.5%）的治理。）的治理。根据工艺不同，烟气脱硫方法：根据工艺不同，烟气脱硫方法：干法脱硫：干法脱硫：使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化
3、使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化剂去除废气中的剂去除废气中的SOSO2 2。优点：优点：流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染流程中无废水、废酸排出，减少了二次污染和能量消耗；和能量消耗；缺点：缺点：脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高。脱硫效率较低，设备庞大，操作要求高。大气污染控制技术35 低浓度二氧化硫的净化湿法脱硫：湿法脱硫：采用液体吸收剂洗涤去除采用液体吸收剂洗涤去除SOSO2 2。特点：特点：脱硫效率较高，可回收副产品，较多采用；脱硫效率较高，可回收副产品，较多采用；但流程长、投资大、运转费用高、烟气不易扩散。但流程长、投资大、运转费用高、烟气不易扩散。干湿法脱硫：干湿法脱硫：采用
4、液体吸收剂洗涤含采用液体吸收剂洗涤含SOSO2 2烟气，在吸烟气，在吸收过程中水分得到蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器收过程中水分得到蒸发，得到颗粒物质，并用除尘器加以回收净化。加以回收净化。根据净化原理和流程来分类：根据净化原理和流程来分类：直接用各种液体或固体物料吸收或吸附废气中的直接用各种液体或固体物料吸收或吸附废气中的SOSO2 2的方法；的方法；废气中的废气中的SOSO2 2氧化为氧化为SOSO3 3，再吸收生产硫酸的方法；，再吸收生产硫酸的方法；将废气中的将废气中的SOSO2 2还原为硫加以回收的方法。还原为硫加以回收的方法。大气污染控制技术45 低浓度二氧化硫的净化各种脱硫方法见表
5、各种脱硫方法见表5-15-1，这些方法中有的已，这些方法中有的已有工业处理装置，有的还处于实验研究阶有工业处理装置，有的还处于实验研究阶段。段。我国烟气脱硫从我国烟气脱硫从2020世纪世纪8080年代开始，推广年代开始，推广重点：重点：推广循环流化床燃烧脱硫成套技术及炉内推广循环流化床燃烧脱硫成套技术及炉内喷钙技术；喷钙技术；采用型煤燃烧成套技术、循环硫化床燃烧采用型煤燃烧成套技术、循环硫化床燃烧脱硫技术、湿式脱硫除尘技术。脱硫技术、湿式脱硫除尘技术。大气污染控制技术55 低浓度二氧化硫的净化5.25.2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、石灰或白云石等作为脱石灰石
6、、石灰或白云石等作为脱硫剂，脱除废气中硫剂，脱除废气中SOSO2 2。（国内外占。（国内外占80%80%）采用方法：采用方法：干法干法将石灰石直接喷入锅炉炉膛内；将石灰石直接喷入锅炉炉膛内；湿法湿法将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气。将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气。5.2.1.5.2.1.石灰石灰/石灰石直接喷射法石灰石直接喷射法石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。1.1.方法原理方法原理CaCOCaCO3 3CaO+COCaO+CO2 2（高温）（高温）CaO+SOCaO+SO2 2CaSOCaSO3 3CaSOCaSO3 3+1/2O+1/2O2
7、 2CaSOCaSO4 4大气污染控制技术65 低浓度二氧化硫的净化2.2.工艺流程与操作工艺流程与操作石灰石直接喷射法从烟气中脱除石灰石直接喷射法从烟气中脱除SOSO2 2流程图流程图 大气污染控制技术75 低浓度二氧化硫的净化3.3.操作中主要控制条件操作中主要控制条件分解温度：分解温度：石灰石约为石灰石约为765765，低于此温度发生可逆，低于此温度发生可逆反应。白云石约为反应。白云石约为344344。脱硫反应有效温度：脱硫反应有效温度：烟气温度低有利于脱硫反应。但烟气温度低有利于脱硫反应。但温度低反应速度较慢，控制在温度低反应速度较慢，控制在95011009501100。MgOMgO与
8、与SOSO2 2的控制温度约为的控制温度约为800800。Ca(OH)Ca(OH)2 2与与SOSO2 2的控制温度可以更低一些。的控制温度可以更低一些。控制控制“烧僵烧僵”：煅烧温度过高，氧化钙的多孔体变为煅烧温度过高，氧化钙的多孔体变为密实体。石灰石喷入位置的炉膛温度应该密实体。石灰石喷入位置的炉膛温度应该11001100。石灰石的粒度：石灰石的粒度：粒径粒径0.1mm0.1mm。注意：石灰注意：石灰/石灰石直接喷射法所需设备少、投资省，石灰石直接喷射法所需设备少、投资省，但脱硫效率低，反应产物会沉积，只用在中小锅炉上。但脱硫效率低，反应产物会沉积，只用在中小锅炉上。大气污染控制技术85
9、低浓度二氧化硫的净化5.2.25.2.2流化床燃烧法流化床燃烧法基本类型：基本类型：流态物再循流态物再循环的沸腾床（环的沸腾床（BBBB）、内）、内部循环的沸腾床、循环部循环的沸腾床、循环流化床（流化床（CFBCFB）和不同）和不同流化态组合系统。流化态组合系统。流程：流程：正常燃烧时，破正常燃烧时，破碎到一定粒度的煤粒和碎到一定粒度的煤粒和脱硫剂由给料机送入炉脱硫剂由给料机送入炉内，与燃烧所需空气混内，与燃烧所需空气混合燃烧，燃烧后烟气经合燃烧，燃烧后烟气经回收热量和除尘后排放。回收热量和除尘后排放。常压鼓泡流化床锅炉常压鼓泡流化床锅炉1.鼓风机；鼓风机；2.燃煤料仓；燃煤料仓；3.石灰石料
10、仓；石灰石料仓；4.换热器；换热器；5.省煤器；省煤器；6.除尘器；除尘器；7.燃烧层受热管束燃烧层受热管束大气污染控制技术95 低浓度二氧化硫的净化鼓泡流化床锅炉燃烧大气污染控制技术105 低浓度二氧化硫的净化鼓泡流化床锅炉（FBC）炉膛大气污染控制技术115 低浓度二氧化硫的净化LurgiLurgi型外换热器常压循环流化床锅炉示意图型外换热器常压循环流化床锅炉示意图1.1.燃烧床层；燃烧床层；2.2.流化反应器；流化反应器；3.3.旋风除尘器；旋风除尘器；4.4.换热器；换热器；5.5.空气加热器空气加热器大气污染控制技术125 低浓度二氧化硫的净化不带热交换器常压循环流化床锅炉示意图不带
11、热交换器常压循环流化床锅炉示意图1.反应炉膛；反应炉膛；2.除尘器；除尘器；3.省煤器（换热器）；省煤器（换热器）；4.空气预热器空气预热器大气污染控制技术135 低浓度二氧化硫的净化带内部换热器常压循环流化床锅炉示意图带内部换热器常压循环流化床锅炉示意图1.1.燃烧炉膛；燃烧炉膛；2.2.旋风除尘器；旋风除尘器；3.3.主换热器；主换热器；4.4.再热器；再热器；5.5.省煤器省煤器大气污染控制技术145 低浓度二氧化硫的净化三种典型常压循环流化床锅炉三种典型常压循环流化床锅炉组成：组成：固体物料循固体物料循环回路和对流烟道。环回路和对流烟道。固体物料循环回路：固体物料循环回路：流化床燃烧室
12、或炉膛、旋风流化床燃烧室或炉膛、旋风分离器和固体物料回送设备。分离器和固体物料回送设备。炉膛内通常布置有水冷管用于冷却；在炉膛内通常布置有水冷管用于冷却；在对流烟道对流烟道上布置过热器、省煤器和空气预热器等，用于吸上布置过热器、省煤器和空气预热器等，用于吸收烟气的余热。收烟气的余热。流化床燃烧的优点：流化床燃烧的优点：燃料适应性强，煤的灰分有时可高达燃料适应性强，煤的灰分有时可高达4060%4060%；易于实现炉内高效脱硫；易于实现炉内高效脱硫；氮氧化物生成量少；氮氧化物生成量少；燃烧效率高；燃烧效率高；灰渣活性强，便于综合利用。灰渣活性强，便于综合利用。大气污染控制技术155 低浓度二氧化硫
13、的净化5.2.3.5.2.3.湿式石灰石湿式石灰石/石灰石灰-石膏法石膏法采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的SOSO2 2，属于湿，属于湿式洗涤法。副产物是石膏，日本应用最多。式洗涤法。副产物是石膏，日本应用最多。1.1.方法原理方法原理脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。脱硫过程：吸收、氧化和副产品回收。吸收过程吸收过程：Ca(OH)Ca(OH)2 2+SO+SO2 2=CaSO=CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2OOCaCOCaCO3 3+SO+SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=CaSOO=CaSO3 31/2H1/2H
14、2 2O+COO+CO2 2CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2O+SOO+SO2 2+1/2H+1/2H2 2O=Ca(HSOO=Ca(HSO3 3)2 2氧化反应氧化反应（烟道中含有氧）：（烟道中含有氧）：2CaSO2CaSO3 31/2H1/2H2 2O+OO+O2 2+3H+3H2 2O=2CaSOO=2CaSO4 42H2H2 2OOCa(HSOCa(HSO3 3)2 2+1/2O+1/2O2 2+H+H2 2O=CaSOO=CaSO4 42H2H2 2O+SOO+SO2 2注意：少量亚硫酸氢钙被氧化放出注意：少量亚硫酸氢钙被氧化放出SOSO2 2，进入氧化塔，进入氧化塔以以
15、CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2OO形式。形式。大气污染控制技术165 低浓度二氧化硫的净化2.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-石膏法的流程示意图石膏法的流程示意图工艺流程：工艺流程：排放烟气排放烟气冷却塔（洗涤、降温至冷却塔（洗涤、降温至6060左右，增湿）左右，增湿）二级串联吸收塔二级串联吸收塔（石灰浆液洗涤脱硫）（石灰浆液洗涤脱硫）除雾除雾加热器升温（加热器升温（140140左右）左右）烟囱烟囱排入大气排入大气大气污染控制技术175 低浓度二氧化硫的净化冷却塔采用空塔，吸收塔采用栅条填料塔；冷却塔采用空塔，吸收塔采用栅条填料塔；为防止结垢堵塞，采用高液气
16、比，同时在浆液内加入为防止结垢堵塞，采用高液气比，同时在浆液内加入石膏石膏“晶种晶种”，沉淀过饱和硫酸钙。，沉淀过饱和硫酸钙。吸收吸收SOSO2 2后的浆液，用硫酸调整后的浆液，用硫酸调整pHpH值至值至44.544.5后，在后，在氧化塔内氧化塔内60806080，4.9104.9105 5PaPa的压缩空气氧化。的压缩空气氧化。氧化塔出来的气体含有微量氧化塔出来的气体含有微量SOSO2 2，再送回吸收塔吸收；，再送回吸收塔吸收；氧化后浆液经增稠、脱水得石膏。氧化后浆液经增稠、脱水得石膏。滤液除去不溶杂质，送往石灰乳槽，洗液返冷却塔。滤液除去不溶杂质，送往石灰乳槽，洗液返冷却塔。生石灰在消石灰
17、料浆调整槽内加水配成石灰料浆，用生石灰在消石灰料浆调整槽内加水配成石灰料浆，用泵送到吸收塔。泵送到吸收塔。石灰石灰-石膏法脱硫率石膏法脱硫率9090，可副产含水，可副产含水5 51010的的优质石膏。优质石膏。大气污染控制技术185 低浓度二氧化硫的净化3.3.主要设备主要设备吸收设备吸收设备核心设备。核心设备。常用：常用：喷淋塔、填料塔、喷淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等，本工湍球塔、板式塔等，本工艺采用填料塔。艺采用填料塔。氧化塔氧化塔回转筒的转速为回转筒的转速为5001000r5001000rminmin，空气，空气被导入并被撕裂成微细气被导入并被撕裂成微细气泡；泡；加快氧化速度，氧化效率
18、加快氧化速度，氧化效率较高，没有料浆堵塞。较高，没有料浆堵塞。大气污染控制技术195 低浓度二氧化硫的净化4.4.操作影响因素操作影响因素提高提高SOSO2 2吸收率，减少设备的结垢与堵塞，控制以吸收率，减少设备的结垢与堵塞，控制以下主要影响因素：下主要影响因素：浆液的浆液的pHpH值值采用消石灰浆液时，采用消石灰浆液时，PHPH值控制为值控制为5.66.25.66.2，采用石，采用石灰石浆液时，灰石浆液时，PHPH值控制在值控制在6868。吸收温度吸收温度低温利于吸收吸收，但使反应速度变慢，综合考低温利于吸收吸收，但使反应速度变慢，综合考虑一般在虑一般在50705070。石灰石的粒度石灰石的
19、粒度粒度越小，比表面积大，反应面积大，提高石灰粒度越小，比表面积大，反应面积大，提高石灰石的利用率和脱硫率。粒度在石的利用率和脱硫率。粒度在200300200300目之间。目之间。大气污染控制技术205 低浓度二氧化硫的净化液气比液气比优化计算和实验，液气比以优化计算和实验，液气比以1520L/m1520L/m3 3为宜。为宜。浆液浓度浆液浓度浆液浓度过高易产生堵塞、磨损和结垢；但较低时，浆液浓度过高易产生堵塞、磨损和结垢；但较低时，脱硫率较低，脱硫率较低，pHpH值不易控制。浆液浓度一般取值不易控制。浆液浓度一般取10101515。烟气流速烟气流速逆流喷淋塔适宜的塔内气速逆流喷淋塔适宜的塔内
20、气速般为般为2.443.66m/s2.443.66m/s，典型值为典型值为3m/s3m/s。氧化方式氧化方式自然氧化速度慢，强制氧化采用多，鼓入空气。自然氧化速度慢，强制氧化采用多，鼓入空气。大气污染控制技术215 低浓度二氧化硫的净化控制吸收液过饱和控制吸收液过饱和防止系统结垢，加入二水硫酸钙晶种，提供足够的防止系统结垢，加入二水硫酸钙晶种，提供足够的沉积面积，使溶解盐优先沉淀。沉积面积，使溶解盐优先沉淀。吸收剂吸收剂石灰石比石灰容易制备，价格低廉，石灰石的吸收石灰石比石灰容易制备，价格低廉，石灰石的吸收过程中亚硫酸钙的氧化速率远大于石灰吸收，应用过程中亚硫酸钙的氧化速率远大于石灰吸收，应用
21、更多。更多。添加剂添加剂防止结垢和堵塞，提高防止结垢和堵塞，提高SOSO2 2脱除率，常用的添加剂：脱除率，常用的添加剂：己二酸、硫酸镁、氯化钙等。己二酸、硫酸镁、氯化钙等。原因：原因：己二酸与石灰或石灰石反应，形成易溶的己己二酸与石灰或石灰石反应，形成易溶的己二酸钙，避免结垢和堵塞。实际应用中二酸钙，避免结垢和堵塞。实际应用中1t1t石灰石加石灰石加入入15kg15kg己二酸钙。己二酸钙。大气污染控制技术225 低浓度二氧化硫的净化5.35.3间接石灰石间接石灰石/石灰法石灰法克服湿式石灰克服湿式石灰-石膏法易结垢、堵塞的缺点，采用石膏法易结垢、堵塞的缺点，采用易溶吸收剂，使用间接石灰石易溶
22、吸收剂，使用间接石灰石/石灰石灰-石膏法。石膏法。典型方法：典型方法：双碱法、碱性硫酸铝法和双碱法、碱性硫酸铝法和CALCAL法。法。5.3.15.3.1双碱法双碱法NaNa2 2COCO3 3或或NaOHNaOH溶液为第一碱吸收溶液为第一碱吸收SOSO2 2，再用石，再用石灰石或石膏法作为第二碱处理吸收液，获得副产品灰石或石膏法作为第二碱处理吸收液，获得副产品石膏。石膏。1.1.方法原理方法原理吸收反应吸收反应2NaOH+SO2NaOH+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H2O+H2ONaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3
23、NaNa2 2COCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+CO+CO2 2大气污染控制技术235 低浓度二氧化硫的净化用石灰再生用石灰再生NaNa2 2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3的反应的反应：NaNa2 2SOSO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2NaOH+CaSO=2NaOH+CaSO3 3Ca(OH)Ca(OH)2 2+NaHSO+NaHSO3 3=Na=Na2 2SOSO3 3+CaSO+CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2OO2NaHSO2NaHSO3 3+CaCO+CaCO3 3=Na=Na2 2SOSO
24、3 3+CaSO+CaSO3 31/2H1/2H2 2O+1/2HO+1/2H2 2O+COO+CO2 2再生中由于有氧气存在，再生中由于有氧气存在，NaNa2 2SOSO3 3可能部分被可能部分被氧化成氧化成NaNa2 2SOSO4 4。大气污染控制技术245 低浓度二氧化硫的净化2.2.工艺流程工艺流程双碱法工艺组成：吸收和再生。双碱法工艺组成：吸收和再生。1.1.吸收塔；吸收塔；2.2.喷淋装置；喷淋装置；3.3.除雾装置；除雾装置；4.4.吸收液槽；吸收液槽；5.5.缓冲器；缓冲器；6.6.浓缩池；浓缩池；7.7.过滤过滤机；机；8.Na8.Na2 2COCO3 3吸收液槽；吸收液槽；
25、9.9.石灰仓；石灰仓；10.10.中间仓；中间仓；11.11.熟化器；熟化器；12.12.石灰反应器石灰反应器 大气污染控制技术255 低浓度二氧化硫的净化3.3.操作要点操作要点吸收液浓度吸收液浓度碱液浓度较高，减小设备，减少吸收液用量，设备投资与碱液浓度较高，减小设备，减少吸收液用量，设备投资与操作费小。一般控制浓度范围在操作费小。一般控制浓度范围在0.150.4mol/L0.150.4mol/L范围内。范围内。结垢问题结垢问题原因及控制：原因及控制：SOSO4 42+2+与与CaCa2+2+产生石膏结垢，保持石膏浓度产生石膏结垢，保持石膏浓度在其临界饱和度值在其临界饱和度值1.31.3
26、以下，即可避免；吸收烟气中以下，即可避免；吸收烟气中COCO2 2形形成碳酸盐结垢，控制洗涤液成碳酸盐结垢，控制洗涤液pHpH9 9，可避免。，可避免。硫酸钠的去除硫酸钠的去除硫酸盐在系统中积聚降低洗涤效率，可采用硫酸盐苛化的硫酸盐在系统中积聚降低洗涤效率，可采用硫酸盐苛化的方法或采用硫酸化使其变换为石膏去除。方法或采用硫酸化使其变换为石膏去除。优点：优点：吸收效率高，脱硫率吸收效率高，脱硫率90%90%，不易结垢和堵塞；，不易结垢和堵塞；缺点：缺点：亚硫酸钠的氧化形成硫酸钠，降低了产品质量。亚硫酸钠的氧化形成硫酸钠，降低了产品质量。大气污染控制技术265 低浓度二氧化硫的净化5.3.2 CA
27、L5.3.2 CAL法法CALCAL（calcium add limecalcium add lime）法）法：用：用CALCAL液吸收液吸收SOSO2 2，经分离料浆后，吸，经分离料浆后，吸收液循环使用，产物为石膏。收液循环使用，产物为石膏。1.1.方法原理方法原理CALCAL液：氯化钙水溶液中添加消石灰液：氯化钙水溶液中添加消石灰或生石灰；或生石灰；氯化钙与消石灰发生复合反应，使消氯化钙与消石灰发生复合反应，使消石灰的溶解度明显增加，规律如图。石灰的溶解度明显增加，规律如图。在吸收过过程中氯化钙不参加反应，在吸收过过程中氯化钙不参加反应，只在系统中循环。只在系统中循环。CALCAL法中的反
28、应过程仍是消石灰与法中的反应过程仍是消石灰与SOSO2 2的反应。的反应。大气污染控制技术275 低浓度二氧化硫的净化2.CAL2.CAL法优点法优点对对SOSO2 2吸收能力大；碱耗较小；结垢减少。吸收能力大；碱耗较小；结垢减少。3.3.工艺流程工艺流程大气污染控制技术285 低浓度二氧化硫的净化4.4.主要设备主要设备主要设备：主要设备：吸收塔吸收塔；组成：组成：文氏管型的文氏管型的喷嘴与喷雾喷嘴与喷雾塔。塔。目的：目的：防止结垢。防止结垢。大气污染控制技术295 低浓度二氧化硫的净化5.45.4钠碱法钠碱法钠碱法：钠碱法：采用采用NaCONaCO3 3或或NaOHNaOH等吸收烟气中等吸
29、收烟气中SOSO2 2。根据工艺不同分类：根据工艺不同分类：亚硫酸钠法、亚硫酸钠循环法及亚硫酸钠法、亚硫酸钠循环法及钠盐钠盐-酸分解法。酸分解法。5.4.15.4.1亚硫酸钠法亚硫酸钠法1.1.基本原理基本原理NaCONaCO3 3或或NaOHNaOH作吸收剂得到高纯度作吸收剂得到高纯度(96%)(96%)亚硫酸钠。亚硫酸钠。2NaCO2NaCO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3+Na+Na2 2SOSO3 32NaHCO2NaHCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2NaNa2 2SOSO3 3
30、+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3NaOH+SONaOH+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2OO大气污染控制技术305 低浓度二氧化硫的净化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（结晶温度（结晶温度3333时）时）。固固液分离后，得液分离后，得NaNa2 2SOSO3 3结晶产品。结晶产品。吸收过程的主要副反应为氧化反应，生成的吸收过程的主要副反应为氧化反应，生成的NaNa2 2SOSO4 4混在
31、产品中影响产品质量和吸收效果，在混在产品中影响产品质量和吸收效果，在吸收液中加入一定量的对苯二胺及对苯二酚作阻吸收液中加入一定量的对苯二胺及对苯二酚作阻氧剂。氧剂。2.2.工艺流程及操作工艺流程及操作亚硫酸钠法的工艺过程：亚硫酸钠法的工艺过程：吸收、中和、浓缩结晶吸收、中和、浓缩结晶及干燥及干燥。大气污染控制技术315 低浓度二氧化硫的净化亚硫酸钠法工艺流程亚硫酸钠法工艺流程大气污染控制技术325 低浓度二氧化硫的净化3.3.吸收设备吸收设备我国某厂采用的吸收设备为聚氯乙烯塑料板制我国某厂采用的吸收设备为聚氯乙烯塑料板制的湍球塔，液体在塔内停留时间为的湍球塔，液体在塔内停留时间为6s6s。吸收
32、效。吸收效率可达率可达90%95%90%95%。亚硫酸钠法优点：亚硫酸钠法优点：工艺流程简单，操作方便，工艺流程简单，操作方便，运行可靠，基建投资及脱硫费用较低，吸收效运行可靠，基建投资及脱硫费用较低，吸收效果好，副产品亚硫酸钠纯度高。果好，副产品亚硫酸钠纯度高。缺点：缺点：耗碱较高。耗碱较高。使用：使用：用于织物、化纤、造纸工业的漂白剂及用于织物、化纤、造纸工业的漂白剂及脱氯剂等。脱氯剂等。大气污染控制技术335 低浓度二氧化硫的净化5.4.2 5.4.2 钠盐循环法钠盐循环法亚硫酸钠循环法又称为威尔曼亚硫酸钠循环法又称为威尔曼-洛德钠（洛德钠（Wellman-Wellman-LordLor
33、d）法。）法。特点：特点：净化效率高，处理烟气量大。净化效率高，处理烟气量大。1.1.方法原理方法原理碳酸钠或氢氧化钠作吸收剂，在低温条件下吸收烟气碳酸钠或氢氧化钠作吸收剂，在低温条件下吸收烟气中中SOSO2 2得到亚硫酸钠，得到亚硫酸钠，NaNa2 2SOSO3 3继续吸收继续吸收SOSO2 2得到得到NaHSONaHSO3 3；将将NaHSONaHSO3 3、NaNa2 2SOSO3 3混合液加热再生，放出高浓度混合液加热再生，放出高浓度SOSO2 2；再生得到的再生得到的NaNa2 2SOSO3 3结晶溶于水后返回吸收系统重新结晶溶于水后返回吸收系统重新使用。使用。大气污染控制技术345
34、 低浓度二氧化硫的净化反应式：反应式：2NaCO2NaCO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3+Na+Na2 2SOSO3 32NaHCO2NaHCO3 3+SO+SO2 2=Na=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2NaNa2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NaHSOO=2NaHSO3 3副反应：副反应：NaNa2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2=Na=Na2 2SOSO4 4富集富集SOSO2 2反应：反应：2NaHSO2NaHSO3 3=Na=Na2 2SOSO3 3+SO+SO2 2+H
35、+H2 2OO注意：注意：当当S/C=0.5S/C=0.5时，溶液中全部为时，溶液中全部为NaNa2 2SOSO3 3，吸收能，吸收能力最强；力最强；当当S/C=1.0S/C=1.0时，溶液中的全部时，溶液中的全部NaNa2 2SOSO3 3全部转化为全部转化为NaHSONaHSO3 3，不具备吸收能力；，不具备吸收能力；实际操作中，当吸收液的实际操作中，当吸收液的S/C=0.9S/C=0.9时，吸收液就送去时，吸收液就送去进行再生处理。进行再生处理。大气污染控制技术355 低浓度二氧化硫的净化2.2.工艺流程及操作工艺流程及操作钠盐循环法工艺流程钠盐循环法工艺流程1.1.风机；风机；2.2.
36、洗涤器；洗涤器；3.3.吸收塔；吸收塔；4.4.再加热器；再加热器；5.5.循环槽；循环槽；6.6.母液槽；母液槽；7 7，8.8.双效蒸发器；双效蒸发器；9.9.蒸发器；蒸发器；10.10.吸收中间槽；吸收中间槽；1111，12.12.加热器；加热器；13.13.副产品槽；副产品槽；14.14.分离机分离机大气污染控制技术365 低浓度二氧化硫的净化烟气预洗涤烟气预洗涤第一个吸收塔作用：除去烟气中颗粒物质、氯化物和第一个吸收塔作用：除去烟气中颗粒物质、氯化物和HFHF等，特别等，特别SOSO3 3，减少，减少NaNa2 2SOSO4 4。吸收吸收吸收过程采用二塔二级吸收。烟气经两段吸收除雾后
37、排吸收过程采用二塔二级吸收。烟气经两段吸收除雾后排空。空。一段吸收作用：一段吸收作用：脱除烟气中大量的脱除烟气中大量的SOSO2 2，生成尽可能，生成尽可能多的多的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能力强，使能力强，使SOSO2 2大大降低，达到排放标准。大大降低，达到排放标准。蒸发液处理蒸发液处理蒸发后的浓缩浆液送至离心分离机，将亚硫酸钠结晶分蒸发后的浓缩浆液送至离心分离机，将亚硫酸钠结晶分离，清液返回吸收塔。离，清液返回吸收塔。从溶液中从溶液中排除排除NaNa2 2SOSO4 4方法方法：直接排液法；石灰法；冷冻法。直
38、接排液法；石灰法；冷冻法。大气污染控制技术375 低浓度二氧化硫的净化3.3.主要设备主要设备常用的烟气预洗涤装常用的烟气预洗涤装置为文丘里洗涤器，置为文丘里洗涤器，净化效率净化效率90%90%。吸收中采用的吸收吸收中采用的吸收设备为二段式泡沫吸设备为二段式泡沫吸收塔，上、下段串联收塔，上、下段串联使用。使用。吸收液再生采用的吸收液再生采用的蒸发器结构如图所示，蒸发器结构如图所示，器内液体循环，采用器内液体循环，采用蒸汽外加热。蒸汽外加热。强制循环双效蒸发系统用蒸发器强制循环双效蒸发系统用蒸发器大气污染控制技术385 低浓度二氧化硫的净化4.4.实例数据实例数据500MW500MW容量给出的基
39、本操作参数：容量给出的基本操作参数：标准状态烟气量为标准状态烟气量为36220m36220m3 3/min/min，入口温度为，入口温度为140140，SOSO2 2入口浓度为入口浓度为3020ppm3020ppm，SOSO2 2脱除率脱除率为为90%90%。吸收剂为吸收剂为100%NaCO100%NaCO3 3（无水），（无水），NaCl100ppmNaCl100ppm，用量，用量984kg/h984kg/h，抗氧化剂采，抗氧化剂采用用NaNa4 4EDTAEDTA，双效蒸发温度第一级，双效蒸发温度第一级115115，第，第二级二级88958895。NaNa2 2SOSO3 3产量为产量为1
40、402kg/h1402kg/h，SOSO2 2产量为产量为16211kg/h16211kg/h。大气污染控制技术395 低浓度二氧化硫的净化5.4.35.4.3钠盐钠盐-酸分解法酸分解法采用采用NaNa2 2COCO3 3吸收吸收SOSO2 2，再用酸对吸收液分解再生。，再用酸对吸收液分解再生。由于产物用途不大，本法应用较少。由于产物用途不大，本法应用较少。目前此法在氟化盐厂应用较好。目前此法在氟化盐厂应用较好。1.1.方法原理方法原理采用采用NaNa2 2COCO3 3吸收，获得吸收，获得NaNa2 2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3用氟铝用氟铝酸分解后，得冰晶石（酸分解后，得冰
41、晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6）和浓）和浓SOSO2 2气体。气体。反应式为：反应式为：Al(OH)Al(OH)3 3+6HF=H+6HF=H3 3AlFAlF6 6+3H+3H2 2OO2H2H3 3AlFAlF6 6+3NaSO+3NaSO3 3=2Na=2Na3 3AlFAlF6 6+3SO+3SO2 2+3H+3H2 2OOH H3 3AlFAlF6 6+3NaHSO+3NaHSO3 3=Na=Na3 3AlFAlF6 6+3SO+3SO2 2+3H+3H2 2O1999O1999大气污染控制技术405 低浓度二氧化硫的净化2.2.工艺流程及操作工艺流程及操作湖南湘乡氟化盐厂处
42、理湖南湘乡氟化盐厂处理SOSO2 2尾气，其工艺流程如图。尾气，其工艺流程如图。钠盐钠盐-氟铝酸分解法工艺流程图氟铝酸分解法工艺流程图1.1.洗涤塔；洗涤塔；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.石墨冷却器；石墨冷却器；7.7.水封槽；水封槽；8.8.干燥塔；干燥塔；9.9.焦炭过滤器；焦炭过滤器；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.压缩机；压缩机；16.16.冷却器；冷却器；17.17.硫酸泵；硫酸泵；18.18.硫酸循环槽
43、；硫酸循环槽；19.19.圆盘过滤器；圆盘过滤器；2023.2023.分解槽；分解槽；24.24.风机；风机；25.25.铅泵；铅泵；26.26.循环槽循环槽大气污染控制技术415 低浓度二氧化硫的净化工艺流程：工艺流程：烟气经吸收塔吸收烟气经吸收塔吸收SOSO2 2后排入大气；后排入大气；吸收后生成的吸收后生成的NaNa2 2SOSO3 3和和NaHSONaHSO3 3混合液到混合液到分解槽用氟铝酸分解，然后经圆盘过滤器分解槽用氟铝酸分解，然后经圆盘过滤器进行过滤，滤饼经干燥脱水后，即得冰晶进行过滤，滤饼经干燥脱水后，即得冰晶石成品。石成品。分解出来的高浓度分解出来的高浓度SOSO2 2，经
44、石墨冷却器冷，经石墨冷却器冷却、干燥脱水后，用压缩机压缩，获得液却、干燥脱水后，用压缩机压缩，获得液体体SOSO2 2。大气污染控制技术425 低浓度二氧化硫的净化5.5 5.5 氨法氨法氨法：氨法：用氨水或铵盐洗涤烟气脱除用氨水或铵盐洗涤烟气脱除SOSO2 2，获取，获取(NH4)(NH4)2 2SOSO3 3或或(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4。优点：优点：反应速度快，吸收效率高，不容易结垢堵塞。反应速度快，吸收效率高，不容易结垢堵塞。成熟方法：成熟方法：氨氨酸法、氨酸法、氨亚硫酸铵法和氨亚硫酸铵法和氨硫铵法。硫铵法。5.5.15.5.1氨氨酸法酸法氨氨-酸法：酸法：吸收吸收SOS
45、O2 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，分解产物不同。硫酸、硝酸和磷酸等，分解产物不同。优点：优点：应用开始于应用开始于1930s1930s，工艺成熟、方法可靠、设，工艺成熟、方法可靠、设备简单、操作方便等。备简单、操作方便等。广泛用于硫酸生产的尾气治理。广泛用于硫酸生产的尾气治理。大气污染控制技术435 低浓度二氧化硫的净化1 1基本原理基本原理氨氨酸法脱硫工艺由吸收、分解、中和三步：酸法脱硫工艺由吸收、分解、中和三步：吸收：吸收：SOSO2 2在吸收塔内与氨水反应生成在吸收塔内与氨水反应生成(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3
46、，再与再与SOSO2 2反应生成反应生成NHNH4 4HSOHSO3 3，不再有吸收，不再有吸收SOSO2 2的功能。的功能。不断补充不断补充NHNH3 3使其生成使其生成(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3。分解：分解：吸收液达到一定浓度时，抽出部分送至分解吸收液达到一定浓度时，抽出部分送至分解工序，加入工序，加入浓硫酸浓硫酸使使(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3、NH4HSONH4HSO3 3分解出分解出SOSO2 2 ，回收，回收SOSO2 2制酸或制成液体制酸或制成液体SOSO2 2 。中和：中和：分解工序加入过量的酸用氨中和，制取硫酸分解工序加入过量的酸用氨中和，制取硫酸氨
47、，做化肥使用。氨，做化肥使用。大气污染控制技术445 低浓度二氧化硫的净化2.2.工艺流程工艺流程氨氨-酸法回收硫酸尾气工艺流程图酸法回收硫酸尾气工艺流程图1-1-尾气吸收塔；尾气吸收塔；2-2-母液循环槽母液循环槽(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3-NH-NH4 4HSOHSO3 3；3-3-母液循环泵；母液循环泵；4-4-母液高母液高位槽；位槽；5-5-浓硫酸高位槽；浓硫酸高位槽；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-硫酸铵泵硫酸铵泵大气污染控制技术455 低浓度二氧化硫的净化为提高吸收效果，采用二段法吸收流程。为提高吸收效果，采用二段法吸收
48、流程。第一段为浓缩段，此段控制的吸收液第一段为浓缩段，此段控制的吸收液S/CS/C值较高，可值较高，可获得较多副产品，提高经济效益；获得较多副产品，提高经济效益；第二段为净化段，采用的吸收液碱度较高第二段为净化段，采用的吸收液碱度较高(S/C(S/C值低值低)，(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3含量较高，具有较强吸收含量较高，具有较强吸收SOSO2 2的能力，的能力，保证较高吸收率，达到净化要求。保证较高吸收率，达到净化要求。大气污染控制技术465 低浓度二氧化硫的净化3.3.设备设备填料塔或泡沫塔。填料塔或泡沫塔。填料塔：填料塔：操作稳定，操作弹性大，即对气操作稳定，操作弹性大，即对气
49、量波动适应性强，使用较多；量波动适应性强，使用较多；泡沫塔：泡沫塔：结构简单，投资省，吸收效率较结构简单，投资省，吸收效率较高，也较多采用。高，也较多采用。大气污染控制技术475 低浓度二氧化硫的净化5.5.2 5.5.2 氨氨亚硫酸铵法亚硫酸铵法氨氨酸法治理低浓度酸法治理低浓度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，对氨水作氨源，对SOSO2 2进行吸收，也可用固体碳酸氢铵进行吸收，也可用固体碳酸氢铵（贮存、运输、使用较方便）。（贮存、运输、使用较方便）。吸收母液经中和、分离后，制成固体亚硫酸铵。吸收母液经中和、分离后，制成固体亚硫酸铵。固体亚硫酸铵用途：固体亚
50、硫酸铵用途：可在制浆造纸中代替烧碱，造纸可在制浆造纸中代替烧碱，造纸废液又可作肥料使用。废液又可作肥料使用。吸收反应式：吸收反应式：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大气污染控制技术485 低浓度二氧化硫的净化副反应：副反应：(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2=(NH=(NH4 4)2 2SOSO4 4当当NHNH4 4HSOHSO3 3增加到一定程