廢氣處理方法亞硫酸鈉循環吸收的介紹

廢氣處理方法亞硫酸鈉循環吸收的雙堿法生成的石膏產品價值很低而且往往滯銷，為了尋求副產品的出路，美國威爾曼—洛徳公司（Wellman-Lord）開發了一種亞硫酸鈉循環吸收法的工藝，又稱W-L法。此法的原理是亞硫酸鈉溶液循環吸收SO₂產生NaHSO₃，這種生成物通過熱分解使Na₂SO₃獲得再生。熱分解釋放出的弄SO₂氣體，可以支撐液態產品。也可以支撐硫酸和硫。生產過程中Na₂SO₃氧化的結果產生Na₂SO₄。為了防止氧化，減少Na₂SO₄的清除量，可以采取有效措施。
W-L法的化學反應過程如下：
Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃；
補充堿也與SO₂反應
Na₂CO₃+SO₂→Na₂SO₃+CO₂；
煙氣中的氧將Na₂SO₃氧化成Na₂SO₄
Ma₂SO₃+1/2O₂→Na₂SO₄；
有一些Na₂SO₄也是由吸收煙氣中少量的SO₂生成的
2Na₂SO₃+SO₂+H₂O→2NaHSO₃+Na₂SO₄；
吸收液的再生
2NaHSO₃→Na₂SO₃+2SO₂+3H₂O；
高溫下可能發生下列歧化反應，要盡量避免
6NaHSO₃→2Na₂SO₄+Na₂S₂O₃+2SO₂+3H₂O
2NaHSO₃+2Na₂SO₄→2Na₂SO₄+Na₂S₂O₂+H₂O。
W-L法工藝過程包括五個部分：
（1） 煙氣預處理；
（2） SO₂吸收；
（3） 清楚Na₂SO₄；
（4） 洗液再生
（5） SO₂轉化。
廢氣處理工藝煙氣預處理的目的是出去飛灰和氯。煙氣溫度約為300°F，通過文丘里或噴射式預洗滌器，被冷卻到130°F左右，同時被增濕了。采用文丘里預洗滌器比較好，能出去70~80%的殘余飛灰和95~99%的氯化物。噴淋塔的壓力損失較小，但除飛灰和氯化物的效率比文丘里低。預洗滌器的增濕作用抑制了吸收其中水分的蒸發。預洗滌器的除氯效果很高，這是有益于操作的，并且可減輕腐蝕。飛灰被捕集下來送往泥漿池處理。當吸收了HCl、SO₂和CO₂以后，泥漿水酸度太大，在送往泥漿池之前要用石灰加以中和。

廢氣處理經預處理后的煙氣在吸收塔至少可除去90%的SO₂。凈化后的煙氣用換熱器加熱后排放。熱源采用高壓蒸汽。
由于預洗滌器出去了固體飛灰，洗液比較清潔，吸收塔的產物是NaHSO₃，它比Na₂SO₃更易溶解，因而解決了結構和堵塞問題。
廢氣處理在操作過程中，要從吸收塔的流出液中去除約15%，進行Na₂SO₄的凈化處理。用冷卻—結晶裝置把它冷卻到0℃左右。Na₂SO₃和Na₂SO₄被結晶出來，經離心干濾獲得含固體40%的濾餅。濾餅用蒸汽加熱干燥，得到的結晶產品是污水混合物，含Na₂SO₃約30%，并有少量硫代硫酸鹽。焦性亞硫酸鹽和氯化物被拋棄。干燥器的排氣導入主煙道。冷卻—結晶器的冷源由介質乙二醇冷凍裝置提供。
亞硫酸鈉的再生裝置包括強制循環蒸發器、冷凝器、凝液脫氣塔和傾卸式溶解槽。
冷凝器排出的SO₂氣流僅含5~10%的水分被壓縮和送往轉化工段。
轉化的產品可以有多種形式。按照操作費用的大小來排列：還原成硫的費用最大；接觸法制硫酸次之；生產液態SO₂為最小。。
亞硫酸鈉循環法的優點如下。
（1） 脫硫效率高，一般效率都在90%以上，常常達97%，凈化后的尾氣中SO₂含量在200ppm以下，負荷排放要求。如果利用回收得的高濃度SO₂來制造硫酸，在制酸系統中未轉化的SO₂可送回煙道氣脫硫吸收塔，不會造成只算過程的二次污染。
（2） 能回收硫資源，通常得到高濃度的SO₂，若進一步加工可制得98%的硫酸或硫磺。
（3） 利用本法所得SO₂制硫酸的設備尺寸小，占地面積省?？梢詫⒕嚯x不太遠的地區內幾個脫硫裝置所得的SO₂集中到一個制酸廠生產硫酸。利用此法生產硫酸的設備的尺寸比一般硫酸廠的小。
（4） 脫硫裝置的操作彈性大。吸收液的用量可隨SO₂的量而調節，所以對負荷變化適應性大。負荷變化幅度可從60%~100%。吸收液可循環使用，吸收能力高，同時由于解決了結構堵塞問題，所以脫硫裝置的可靠性和利用率都很高，并能連續運行。
（5） 能量消耗少，設備費和操作費都比較低。與最廉價的石灰或石灰石濕式吸收過程相比，雖然費用稍高一點，但本法能回收硫。而且脫硫裝置的規模愈大，廢氣中SO₂濃度愈高，則經濟上愈合算。
本法的不足之處是廢氣中的氧使一部分Na₂SO₃氧化為Na₂SO₄，并消耗一部分堿，所以在生產中必須補充NaOH（或Na₂CO₃）。因此，減少Na₂SO₄的生成是降低操作費用的關鍵。在定期排放Na₂SO₄過程中含油一部分Na₂SO₃廢液，需要進一步處理，否則會造成二次污染。
廢氣處理方法亞硫酸鈉循環法以其顯著的優點正在被廣泛應用于廢氣脫硫過程。目前此法的應用數量僅次于石灰或石灰石濕式洗滌法。