CN112755750A - 在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉烟气治理领域，即在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法。适用于SO₂与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生。是在脱硫洗脱塔体的双碱水池上安装冷却装置，喷淋后的洗脱液进入冷却装置后再进入双碱水池，使得双碱水池内洗脱液温度保持在25‑35℃之间，降低氧气的氧化活性，减少硫酸钠生成。降低洗脱液温度，则可以减少硫酸钠生成。本发明将洗脱液温度保持在25‑35℃之间，氧气的氧化活性降到最低，硫酸钠随之大幅下降，减少洗脱液外排，节省了氢氧化钠和阻氧剂的用量，从而降低了脱硫成本。

Description

在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法

技术领域

本发明涉及锅炉烟气治理领域，即在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法。适用于采用双碱法即氢氧化钠、氢氧化钙去除SO2的污染治理技术(湿法烟道废气脱硫技术)。

背景技术

在现有技术中，烟气脱硫技术是一项锅炉烟气净化技术。烟气中的SO₂实质上是酸性的，可以通过氢氧化钠为主的双碱法从烟气中脱除

锅炉废气脱除SO₂，常用有石灰石法、双碱法，都比较成熟，做的好的去除率可达90%左右。石灰石法由于费用相对低一些，用的相对多一些，尤其是连续运行的大型锅炉基本都是石灰石法脱硫。但是双碱法对中小型锅炉，特别是间歇式运行锅炉更加适用。

双碱法源于美国通用汽车公司的脱硫技术。国内双碱法的脱硫塔绝大多数采用二至四层喷嘴喷淋双碱洗脱液，形成二至四层水幕，锅炉废气从脱硫塔底部向上升，废气穿过喷淋水幕完成洗脱。实际上光靠喷淋洗脱是远远不够的，在每秒至少二至三米甚至更快速度废气的冲击下，喷淋水幕会上卷变形，不可能完好无缺，总有一部分废气无法与水幕接触。这是现行脱硫塔无法做到SO2零排放的原因之一。

在双碱法脱硫洗脱过程中，控制不住硫酸钠产生，成本就高，反之成本就会大幅下降。双碱洗脱液中的主要原料氢氧化钠与SO2反应生成亚硫酸钠，加入氢氧化钙，大多数亚硫酸钠被再生为氢氧化钠，少数被氧气氧化为硫酸钠。硫酸钠中的钠，来源于氢氧化钠，硫酸钠生成的越多，氢氧化钠损耗的越多。吴安学者《工业锅炉烟气湿法脱硫实用技术设计》第99页指出：“为阻止Na2SO3的自然氧化，可以在吸收液中加阻氧剂对苯二胺和对苯二酚”。吴安学者讲到当双碱法加阻氧剂后，还将每小时氧化产生5%的硫酸钠。也就是说，20个小时，投入的氢氧化钠将被全部氧化掉。这样一来，人们常说“双碱法可以使氢氧化钠再生循环使用”的说法大打折扣。吴安学者给出的解决方案是，每个小时都要外排5%的双碱液，同时补充等量的新的双碱液，始终保持硫酸钠的占比低于5%。外排双碱液中硫酸钠只占5%，而氢氧化钠占比是大多数，外排双碱液是氢氧化钠损失的主要原因。周晓猛在《烟气脱硫脱硝工艺手册》也指出：当Na2SO4的浓度达到5%时，必须排出一部分母液，同时补充部分新鲜碱液。其余教科书一律避谈如何解决“硫酸钠”问题。而这个问题不解决，双碱法脱硫在成本上就很难接受。不仅硫酸钠生成损耗氢氧化钠“烧钱”，外排双碱液又会损失氢氧化钠“烧钱”。尤其以外排双碱液“烧钱”最为严重。

洗脱液不间断地洗脱100至200℃的烟气，洗脱液温度最高达80至90℃。洗脱液温度越高，洗脱液中氧气的氧化活性就越高，氧化产生的硫酸钠也越多，硫酸钠多了就需要外排，就增加了洗脱成本。

另外，氢氧化钠与二氧化硫产生亚硫酸钠，加入氢氧化钙，则变为亚硫酸钙。亚硫酸钙不稳定，如果沉淀去除亚硫酸钙，在一定条件下外排的亚硫酸钠会钙硫分离，造成二次污染。因此传统的脱硫工艺在脱硫塔下方有双碱水池，一边脱硫一边用氧化风机向双碱池送空气，将双碱液中的亚硫酸钙氧化为硫酸钙。这种工艺的弊端是送风量越大，氧气越多，双碱水中的亚硫酸钠被氧化成硫酸钠的量也会越多。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足而提供一种降低脱硫成本的在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法。

本发明的技术解决方案是：在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法，其特征在于在脱硫洗脱塔体的双碱水池上安装冷却装置，喷淋后的洗脱液进入冷却装置后再进入双碱水池，使得双碱水池内洗脱液温度保持在25-35℃之间，降低氧气的氧化活性，减少硫酸钠生成。

本发明的优点是：1、降低洗脱液温度，则可以减少硫酸钠生成。本发明将洗脱液温度保持在25-35℃之间，氧气的氧化活性降到最低，硫酸钠随之大幅下降，减少洗脱液外排，节省了氢氧化钠和阻氧剂的用量，从而降低了脱硫成本。2、取消在双碱水池中用氧化风机向双碱水液中输送氧气，把亚硫酸钙的氧化工艺放在旋流器浓缩后的浓缩液中进行。

下面对本发明的实施方式作进一步详细描述。

具体实施方式

在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法，是在脱硫洗脱塔体的双碱水池上安装冷却装置，喷淋后的洗脱液进入冷却装置后再进入双碱水池，使得双碱水池内洗脱液温度保持在25-35℃之间，降低氧气的氧化活性，减少硫酸钠生成。

根据检测结果，本发明中洗脱液降温至25-35℃后，产生的硫酸钠不足之前的40%。结合本申请，还采用了硫酸钡等含钡物质对硫酸钠进行沉淀去除，又避免了外排双碱液的双重损失，经投入量计算，使得氢氧化钠的损失降低80%以上，较好地解决了硫酸钠“烧钱”问题。人们认为双碱法脱硫成本较高，主要看的是双碱法的物料是氢氧化钠，石灰石法的物料是石灰石，两者价格相差很大。但是本发明双碱法使用的氢氧化钠与石灰石法使用石灰石在“量”上相差也很大。本发明双碱法脱硫成本已经低于传统石灰石法了，更便于双碱法脱硫推广。

实验例1

本申请采用离子色谱仪，对洗脱液不同温度硫酸钠进行检测。根据检测结果（国家电化学和光谱研究中心分析测试报告单，报告编号GP－20－0325）：在洗脱液温度为80℃运行2小时，双碱水中硫酸钠含量为33.174mg/ml(A供试品)，占3.3174%；在70℃运行2小时，双碱水中硫酸钠含量为26.258mg/ml（B供试品；占2.6258%；），在60℃运行2小时，双碱水中硫酸钠含量为22.725mg/ml(C供试品)，占2.2725%；在50℃运行2小时，硫酸钠含量为18.451mg/ml(D供试品)，占1.8451%；在40℃运行2小时，硫酸钠含量为16.176mg/ml（E供试品），占1.6176%；在30℃运行2小时，硫酸钠含量为15.116 mg/ml（F供试品），占1.5116%。

同时，最大限度减少向双碱洗脱液中输送氧气。在洗脱过程中，氢氧化钠与SO₂反应生成亚硫酸钠，加入氢氧化钙会产生亚硫酸钙，亚硫酸钙不稳定，在一定条件会钙硫分离，出现二次污染，必须将亚硫酸钙氧化成硫酸钙才能外排。在传统的石灰石法和双碱法脱硫设计中，都会在脱硫塔下部的洗脱池中设计有氧化风机或曝气器，一天24小时送入空气，不仅氧化产生硫酸钙，对双碱法来说，氧化产生的硫酸钠也越多。百信项目不向洗脱池中送风，而是在旋流器把洗脱液分离成上清液和浓缩液后，上清液返回洗脱池，在浓缩液罐中进行曝气，将其中的亚硫酸钙氧化成硫酸钙。如此设计，浓缩液只相当于双碱水液的十分之一左右，其亚硫酸钠是双碱池中的十分之一，会极大地减少硫酸钠的产生。

还可以在双碱液池中加入矿物细粉天然硫酸钡，硫酸钠与硫酸钡的液固比1.3：1，用于沉淀硫酸钠，最后与脱硫产生的硫酸钙一起浓缩脱水去除，降低碱液中硫酸钠存量，脱水后得到的双碱液继续循环使用，不需外排。

采用沉淀法去除硫酸钠，及时除去碱液中硫酸钠，避免积聚，减少硫酸钠的存在，可以不排双碱液，挽回了外排双碱液给氢氧化钠造成的最主要的损耗。本发明在双碱液池中加入2元多钱一公斤的矿物细粉天然硫酸钡（价格比氯化钡、硫酸钡便宜），与脱硫产生的硫酸钙一起浓缩脱水去除，脱水后得到的双碱液继续循环使用不需外排。

如果研发有效抑制硫酸钠产生的阻氧剂，氢氧化钠就会真正成为“再生后循环使用”，双碱法脱硫的唯一成本是阻氧剂，石灰石法将彻底退出历史舞台。

实验例2

经吉林省冶金研究院对通化百信药业锅炉烟尘（与本申请人合署办公）现场检测结果如下（采样点位锅炉出口）：烟尘3.13mg/m³，二氧化硫小于3 mg/m³，氮氧化物小于3 mg/m³，含氧量19.6％，烟气流量9416m³/h。全部达标。

上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制。

Claims (1)

1.在锅炉双碱法脱硫过程中降低硫酸钠产生的方法，其特征在于在脱硫洗脱塔体的双碱水池上安装冷却装置，喷淋后的洗脱液进入冷却装置后再进入双碱水池，使得双碱水池内洗脱液温度保持在25-35℃之间，从而降低氧气的氧化活性，减少硫酸钠生成。