煙氣中SO2的脫除過程是分兩部完成
第一步,氣液傳質(zhì)和水合過程,即煙氣中SO2分子與水接觸時,溶解在水中,并與水分子水合為亞硫酸:SO2+H2O→H2SO3(1)
第二步,H2SO3與溶解在水中的堿性脫硫劑作用。我們采用的脫硫劑是氫氧化鈉脫硫。NaOH煙氣脫硫工藝是為了克服石灰石/石灰法容易結(jié)垢的缺點而發(fā)展起來的。它先用堿金屬鹽類如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等的水溶液吸收SO2,吸收后的產(chǎn)物可以以各種方式回收或者再生循環(huán)利用。再生是在另一個石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石將吸收SO2后的溶液再生,再生后的吸收液循環(huán)使用,而SO2則以石膏的形式析出,生成亞硫酸鈣和石膏。
NaOH溶液吸收SO2并副產(chǎn)亞硫酸鈉的過程分為以下幾步:
吸收2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O(1)
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3(2)
以上兩式總反應(yīng)為:NaOH+SO2→NaHSO3(3)
反應(yīng)(2)表明,反應(yīng)(1)生成的Na2SO3仍具有脫除SO2的能力,但反應(yīng)(2)和反應(yīng)(3)生成的NaHSO3則不再具有脫除SO2的能力。
反應(yīng)(1)表明,當排放液中主要含Na2SO3,即脫硫反應(yīng)主要按(1)式進行時,是2.0摩爾的NaOH脫除1.0摩爾的SO2, NaOH的消耗量將多一倍;反應(yīng)(3)表明,當排放液中主要含NaHSO3 ,即脫硫反應(yīng)主要按(3)式進行時,是1.0摩爾的NaOH脫除1.0摩爾的SO2, NaOH的消耗量僅為前者的1/2。
根據(jù)以上原理,設(shè)計的脫硫系統(tǒng)用NaOH脫除SO2后,將主要以NaHSO3的形式排放,即基本上保證1.0摩爾的NaOH脫除1.0摩爾的SO2。這一點對降低脫硫成本是非常重要的。