雙堿法脫硫塔工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應(yīng)機(jī)理類似,主要反應(yīng)為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中,然后離解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2,生成HSO32-、SO32-與SO42-,反應(yīng)方程式如下:
一、脫硫反應(yīng):
Na2CO3+ SO2→ Na2SO3+ CO2↑(1)
2NaOH + SO2→ Na2SO3+ H2O(2)
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3(3)
其中:
式(1)為啟動(dòng)階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng);
式(2)為再生液pH值較高時(shí)(高于9時(shí)),溶液吸收SO2的主反應(yīng);
式(3)為溶液pH值較低(5~9)時(shí)的主反應(yīng)。
二、氧化過程(副反應(yīng))
Na2SO3+ 1/2O2→ Na2SO4(4)
NaHSO3+ 1/2O2→ NaHSO4(5)
三、再生過程
Ca(OH)2+ Na2SO3→ 2NaOH + CaSO3(6)
Ca(OH)2 + 2NaHSO3→ Na2SO3 + CaSO3•1/2H2O+3/2H2O(7)
四、氧化過程
CaSO3 + 1/2O2 → CaSO4(8)
式(6)為初步反應(yīng)再生反應(yīng),式(7)為再生至pH>9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應(yīng)。脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出,然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng),再生的NaOH可以循環(huán)使用。
本鈉鈣雙堿法脫硫塔工藝,以石灰漿液作為主脫硫劑,鈉堿只需少量補(bǔ)充添加。由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液,脫硫系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢等問題,運(yùn)行安全可靠。由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速率比鈣堿快很多,能在較小的液氣比條件下,達(dá)到較高的二氧化硫脫除率。