双碱法烟气脱硫的基础研究.pdf

第21卷第5期重庆环境科学1999年10月

双碱法烟气脱硫的基础研究

李玉平谭天恩
(北京理工大学化工与材料学院,北京100081)(浙江大学化工系,杭州310027)

摘要用石灰和石灰石作再生剂,研究了双碱法烟气脱硫过程中脱硫液的再生及再生液的脱硫量。在实验用间歇
操作的搅拌反应器内,用石灰作再生剂时,再生反应在2min内即可基本完成;如用石灰石作再生剂,经过170min后,反
应仍在缓慢进行,但再生30-40min即可满足工程应用对脱硫量的要求。再生液的脱硫量随钠离子浓度和初始pH值
(再生时间)的升高而增大。当钠离子浓度大于500mmolöL、初始pH值大于7时,再生液的脱硫量可以满足工程应用的
要求。
关键词烟气脱硫双碱法再生脱硫量

1引言重点研究以Ca(OH)2或CaCO3为再生剂时脱硫液的
近年来,随着我国经济的飞速发展,能源消耗也急再生过程及相应再生液的脱硫量,为工程设计提供参
剧增加。由燃煤产生并排放到大气中的二氧化硫的量考数据。
一直居高不下。1997年我国的二氧化硫排放量为2346
万t(其中工业排放1852万t)〔1〕,使许多地区出现严重2再生过程
酸雨现象。我国排放的二氧化硫绝大部分来自燃煤烟脱硫液的再生是“双碱法”烟气脱硫系统中的重要
气,因此治理烟气中的二氧化硫已成为我国的当务之过程之一。通过“再生”可以实现脱硫剂亚硫酸钠的循
急。环使用。再生条件的不同直接影响着再生池的大小,进
“双碱法”是一种发展前景很好的烟气脱硫而影响工程造价;同时它还会影响再生液的脱硫量,进
(FGD)技术。它首先用一种碱(通常是氢氧化钠或碳而影响系统的脱硫效率。因此再生条件的确定对于工
酸钠)溶液吸收二氧化硫,生成亚硫酸氢钠;然后在再程设计具有重要意义。
生池内用石灰或石灰石将亚硫酸氢钠再生成亚硫酸211实验方法
+
钠;再将亚硫酸钠溶液送回吸收塔内吸收二氧化硫生首先用分析纯Na2SO3配制成Na浓度分别为

成亚硫酸氢钠;之后再循环再生和吸收。与石灰或石灰100、300和500mmolöL的几种溶液,吸收SO2使之
石浆液法相比,“双碱法”原则上具有如下优点:(1)清酸化至pH≈3,以模拟FGD过程中可能的出塔脱硫液

液吸收。(2)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收(在研究用Ca(OH)2作再生剂时,为模拟硫酸根的影
塔外,减少了塔内结垢的可能性,因此可以用高效的板响,又在上述液体中加入了过量的硫酸钙,搅拌反应
式塔或填料塔代替浆液法目前广泛使用的喷淋塔,从4h后过滤,再用二氧化硫酸化至pH≈3)。再生实验是
而大大减小吸收塔的尺寸及操作液气比,降低脱硫成在图1所示的装置中进行的。将盛有约150mL模拟出
本。(3)脱硫效率高(不难达到90%以上)〔2〕。国外已有塔脱硫液的300mL烧杯置于25℃或50℃的恒温水浴
数家电力发电厂使用“双碱法”进行烟气脱硫,我国使中,在搅拌条件下加入1:113过量的分析纯再生剂Ca
用该法的烟气脱硫装置也已在1987年就通过了省级
鉴定。据了解,国内近期新建的一些中小型锅炉的烟气
脱硫装置,也有许多使用了以石灰为再生剂的“双碱
法”;我们为浙江嘉兴锦江热电厂的2×130töh锅炉设
计的烟气脱硫除尘装置也采用了该法。
“双碱法”烟气脱硫的工艺研究已见报道〔3〕。本文

收稿日期:1999-03-02
作者简介:李玉平,男,42岁,1996年11月毕业于浙江大学化工系
环境科学与工程研究所,博士,副教授。图1脱硫液再生实验装置示意图

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05重庆环境科学21卷

(OH)2或CaCO3,使模拟出塔脱硫液再生。同时记录硫剂主要有两种:一种是当pH值在9以下时,脱硫剂
2-
再生过程中浆液的pH值随时间的变化过程。以SO3为主;另一种是在较高pH值下,脱硫剂以
-
212实验结果OH为主。由图2还可知:当有足量的Ca(OH)2存在
21211以石灰为再生剂时,再生反应速度是很快的,不论是在50℃还是25℃
石灰既广泛用作浆液烟气脱硫过程的脱硫剂,也下,一般约在2min内即可基本完成。随钠离子浓度的
广泛用作“双碱法”烟气脱硫过程的再生剂。为分析问升高,再生液的终了pH值也升高;钠离子浓度大于

题方便,本文用试剂Ca(OH)2代替石灰进行研究。用300mmolöL时,终了pH值可升至12以上。钠离子浓

固体Ca(OH)2对模拟出塔脱硫液进行再生时,再生度相同时,50℃下的再生液的最终pH值略低于25℃

体系的pH值随时间的变化见图2。整个过程可以分为下的相应值。这主要是因为Ca(OH)2