单碱法脱硫与双碱法脱硫的区别
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发布时间：2022-12-25 03:07
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时间：2023-10-11 06:04
技术特点
优点：
1、技术成熟，使用率高，可保证与厂里主装置的同步使用率达到95%以上；
2、吸收剂来源广泛，价格低廉，系手机的利用率高，Ca/S≤1.03；
3、脱硫率高，可保证在95%以上；
4、自动化程度高。采用DCS控制，脱硫装置的启动、正常运行工况监视与调节、停机及事故处理均由自动控制实现，无需人工现场处理。
缺点：
1、初期建设成本较高，占地面积相对其他工艺较大；
2、运行中设备需专业人员进行维护操作；
3、塔内及塔外的浆液在操作不当的情况下极易结构，容易堵塞管道及除雾装置；
能耗相对其他脱硫工艺，运行能耗较大。
工艺原理
主要反应方程式如下：
吸收：SO2＋H2O→H2SO3
SO3＋H2O→H2SO4
中和：CaCO3 H2SO3→CaSO3 CO2 H2O
CaCO3 H2SO4→CaSO4 CO2 H2O
氧化：CaSO3＋1/2O2→CaSO4
结晶：CaSO4 H2O→CaSO4·H2O↓
主要应用范围：
火电厂等锅炉烟气脱硫、钢铁厂烟气脱硫、大型工业窑炉烟气脱硫
双碱法脱硫
化学术语
双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。
中文名
双碱法脱硫
特点
不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题
基本原理工艺特点TA说
基本原理
双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。
双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分：(1)吸收剂制备与补充；(2)吸收剂浆液喷淋；(3)塔内雾滴与烟气接触混合；(4)再生池浆液还原钠基碱；(5)石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3-；使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2，生成HSO31-、SO32-与SO42-，反应方程式如下：
脱硫反应
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑ （1）
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O （2）
Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3 （3）
其中：
式（1）为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应；
式（2）为再生液pH值较高时（高于9时），溶液吸收SO2的主反应；
式（3）为溶液pH值较低（5~9）时的主反应。
再生过程
Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3（4）
Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O（5）
3、氧化过程(副反应)
CaSO3+1/2O2→CaSO4（6）
CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O（7）
工艺特点
1、脱硫效率90%以上。
2、脱硫剂采用钠碱和石灰，塔内清液吸收，有效避免塔内结垢。
3、液气比小。可脱硫除尘一体化。
4、一次投资省，运行成本低，国产程度高。
5、适应范围广。
双碱法脱硫特点
（1）系统简便，投资省；
（2）脱硫效率高；吸收剂制备及供给系统、石膏脱水系统、工艺水系统等组成。
（3）不易结垢；
（4）液气比低，电耗省；
（5）吸收塔采用喷淋空塔，阻力小。
（6）以钠碱液为塔内主脱硫剂，以石灰为脱硫液塔外再生剂，可以达到设备和管道不结垢。
4、双碱法缺点
（1）运行稳定性较差
钠钙双碱法为上世纪八十年代初，因石灰石（石灰）-石膏技术不成熟的时候出现的一种折中技术，八十年代末，石灰石（石灰）-石膏技术成熟后，这种技术国外早已不再使用。钠钙双碱法从理论上讲，先用钠碱性溶液作为吸收剂，然后将吸收SO2后的脱硫液用石灰石或石灰进行再生，再生后吸收液可循环使用，这样脱硫是清液，不会出现钙法脱硫过程中亚硫酸钙和硫酸钙不溶物的结垢现象。但在实际工程中，部分参数很难控制，特别是置换过程中亚硫酸钙和硫酸钙的沉淀分离过程。事实上置换过程生成亚硫酸钙结晶颗粒粒径相当小，大部分在10um以下，很难用简单沉淀法将其分离下来。并且要求浓缩池排渣设施必须非常可靠，保证系统脱硫生成产物及时排出，防止上清夜钙离子超过饱和度。实际上双碱法脱硫很难做到脱硫液为清液(不含钙质)，所以钠钙双碱法运行中结垢情况还是比较普遍的。同时，双碱法工艺流程较为复杂，需控制的关键参数较多，较严格，特别是置换过程的pH值控制。pH过低，置换不完全导致消耗钠碱过多；pH过高，钙离子大量过剩，无法沉淀而进入脱硫系统引起结垢。
（2）运行费用高
双碱法脱硫过程必须采用钠碱再生，钠碱是目前市面上最贵的脱硫剂，火碱价格4000元/吨，因此钠碱的消耗量直接关系到脱硫成本。然而，脱硫液再生(即用钙置换出活性钠)的效率也是一个问题，由于烟气中有氧气，会把亚硫酸钠氧化成硫酸钠，因此脱硫液的再生也会下降，并且部分钠盐随脱硫产物外排，这就表现为实际钠碱的耗量会比理论计算(5％)多很多，一般在20％左右。实际上大部分使用双碱法的厂家，都因钠碱运行成本过高而变成单碱运行。一是采用过量石灰进行置换，提高置换池pH值，减少或不加入钠碱，这样大量钙离子进入脱硫过程，容易导致系统结晶结垢，运行困难。也有很多用户将钠钙双碱法变成纯钠碱脱硫，这样做只为应付环保局(环保部门检测就加碱运行，环保部门一走，就少加或不加碱运行) ，但脱硫设备长时间无碱运行，腐蚀严重。
