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工作研讨  
浅谈碳酸氢钠脱酸技术的优缺点
发布人:虞超       发布日期:2018-12-05       信息来源:固废公司
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       危险废物焚烧处置中脱酸系统是指脱除焚烧产生的烟气中所含的SO2、HCl、HF等酸性气体,使最终对大气环境排放的烟气中酸性气体达到地区或国家标准。目前,烟气脱酸工艺有干法、半干法、湿法及组合工艺(半干法+干法、干法+湿法等)。

      一、烟气脱酸的传统技术

      1、湿法脱酸

       湿法脱酸采用消石灰或氢氧化钠溶液在填料塔中发生中和反应去除酸性气体。其反应机理如下:

NaOH+HCl        NaCl+ H2O

NaOH+SO2+SO3     +O2    Na2SO4+ CO2

Ca(OH)2+HCl    CaCl2+ H2O

CaCO3+SO2+SO3+O2     CaSO4+ CO2

       采用湿法洗涤烟气?#20445;琒O2的去除效率为85%左右,HCl的去除率高达99%。适用范围广、钙硫比低、技术成熟。但投资大、占地面积大、能耗高、运行成本和技术要求高,并且需配备碱液循环系统,所产生的高盐废水处置是?#30340;諛烟狻?/p>

       2、熟石灰干法脱酸

       熟石灰干法脱酸是将消石?#19994;?#30897;性干粉末通过压缩空气喷入到烟气管道中,中和去除酸性气体。其反应机理如下:

Ca(OH)2+HCl    CaCl2+ H2O

Ca(OH)2+ SO2+SO3+O2    CaSO4+ H2O

       采用消石灰干法洗涤烟气?#20445;?#20855;有维修便利、投?#24066; ?#35774;备简单且不易堵塞的优点,缺点是?#21512;?#21644;固相的接触时间比较短,需要耗费较多的药剂且去除效率不高,并?#19968;?#22686;加飞灰量。

       3、半干法脱酸

       半干法工艺介于湿法和干法之间,脱酸效率较高,HCl去除率97%左右,SO2去除率85%左右。耗水量较湿法脱酸少,技术成熟可靠。但投资费用大,雾化器需经常清洗更换,维护成本大。

       二、碳酸氢钠脱酸工艺

       碳酸氢钠脱酸属于干法脱酸,在欧美发达国家广?#27827;?#29992;于市政和医院垃圾焚烧,在国内应用较少。

       1、碳酸氢钠脱酸工艺发展

       在90年代中期,以SOLVAY公司为首提出了NaHCO3干法脱酸的NEUTREC工艺(图1),该技术在脱硫、脱硝、去除氯化物、氟化物、氮氧化物方面?#27973;?#25104;功。

图1 NEUTREC工艺

       碳酸氢钠脱酸工艺在欧洲广?#27827;?#29992;,德国MVV环保公司已建成垃圾焚烧厂并推出Leuna碳酸氢钠脱酸工艺(图2),该工艺效率高并能满足欧洲空气排放标准。

图2 Leuna工艺

       我国华西化工研究所也提出一套基于碳酸氢?#39057;?#33073;硫脱硝一体化综合处置工艺。

       2、碳酸氢钠脱酸原理

       碳酸氢钠能与酸性气体进行中和,主要原理如下:

NaHCO3+SO2+SO3+O2     Na2SO4+H2O+CO2

NaHCO3+HCl        NaCl+ H2O+CO2

       随着碳酸氢钠被注入到反应器,通过热分解发生活化反应,碳酸氢钠热解后会产生大量具有高活性和较大?#32570;?#38754;的Na2CO3

Na2CO3与HCl和SO2反映如下:

Na2CO3+HCl         NaCl+ H2O+CO2

Na2CO3+SO2+SO3+O2        Na2SO4+H2O+CO2

       大约85%的碳酸氢钠会分解然后按照上述然应进行,但实际上碳酸氢钠脱硫的过?#35848;?#20026;复杂,如下图:

 

       三、碳酸氢钠脱酸技术应用的优劣势

      1、优势

       碳酸氢钠脱酸投资较少,占地面积小; SO2去除率达到95%,HCl去除率达到99%,远高于危险废弃物处置行?#20826;?#35268;脱酸工艺的脱酸率;与其他脱硫?#26009;?#27604;,碳酸氢钠与酸性气体反应速度更快,反应程度更彻底;相比于其他脱酸工艺,碳酸氢钠法对设备的侵蚀大大降低;碳酸氢钠脱酸工艺不产生废水。

       2、劣势

       碳酸氢钠在潮湿空气中易吸潮并板结,存储成本较大;碳酸氢钠干法脱酸会增加飞灰量,增加填埋成本。

 

       四、碳酸氢钠脱酸工艺于危废处置行业的应用

       国内外,碳酸氢钠脱酸工艺于危废处置行业的应用鲜有报道。宁波市北仑环保固废处置有限公司焚烧3#的碳酸氢钠脱酸系统在国内首屈一指,经过不断探索改进,目前脱酸工艺趋于完善,运行稳定,脱酸效率达到98%,与原有湿法脱酸相比,大大节省了水资源,并且不产生废水,避免了高盐废水的处置?#28895;狻?#24212;用碳酸氢钠脱酸会增加飞灰量,但随着固废公司热等离子体处置灰渣技术的研发,对飞灰进行无害化处置,产物可资源化回收利用,有效减少了碳酸氢钠脱酸工艺的弊病。


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