一种钠－锌法烟气脱硫联产二氧化硫工艺制造技术

一种钠－锌烟气脱硫联产高浓度二氧化硫工艺，可广泛的应用于化工、电力、建材和冶金等技术领域。本发明专利技术利用亚硫酸钠溶液吸收烟气中的二氧化硫，用氧化锌实现二氧化硫的浓缩提纯，并利用热分解法得到二氧化硫产品。本发明专利技术不仅避免了钙法脱硫中亚硫酸钙难以利用的问题，也解决了锌法脱硫结垢的问题，并有效节约了烟气脱硫的成本，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钠-锌法烟气脱硫联产二氧化硫的工艺，可广泛的应用于化工、 电力、建材和冶金等

技术介绍
SO2是大气主要污染物之一。在我国，燃煤电厂、化工厂、金属冶炼厂和建材厂的废 烟气是空气中SO2的主要来源。利用脱硫剂实现烟气脱硫和SO2的浓缩提纯成为我国亟待 解决的问题。从脱硫剂的干湿状态上来分，烟气脱硫技术可以分为湿法、半干法和干法。从脱硫 剂中金属元素的种类来分，烟气脱硫技术可以分为钙法(CaO/Ca(OH)2)、钠碱法(NaOH)、锌 法(ZnO)、氨法(氨水)等方法。其中钙基湿法脱硫以其较高的效率成为大型燃煤锅炉的首 选脱硫技术。但是，湿法脱硫投资大，运行成本高，并且存在着严重的结垢和腐蚀问题，因此 湿法脱硫技术使电厂背负了较大的经济和环境压力。钙基干法和半干法脱硫技术因为其工 艺简单、初投资少、运行成本底、占地面积小、无废水处理和烟道腐蚀问题等方面的优势，具 有广阔的应用前景。但是脱硫所产生大量脱硫灰的处置和利用一直以来是一个难题，制约 了该技术的发展。干法和半干法脱硫灰的特点是CaSO3W含量较高，这就制约了脱硫灰在建 材领域的应用。另外，亚硫酸盐不稳定，存放时极易和环境中的氧发生反应，造成二次污染。CaSO3加热到699°C时分解生成CaO和SO2,但在实践中直接应用此原理处理CaSO3 很困难。这是因为CaSO3在有氧环境中煅烧时首先被氧化，煅烧时无法得到较纯的S02。而 ZnSO3在260°C就可分解生成ZnO和SO2,并且在此温度下ZnSO3不会被氧化，由此一些专家 提出了使用锌基脱硫剂代替钙基脱硫剂的SO2回收方法。锌基半干法脱硫可以描述为如下 步骤将ZnO制成pH5 7的浆液，在脱硫塔中喷淋吸收烟气中的SO2,生成ZnSO3 · 2. 5H20 沉淀物，并对ZnSO3 · 2. 5H20沉淀物进行无害化处理。但是在实验中发现，由于ZnO浆液的 粘性较大，设备运行一段时间之后在脱硫塔和管路中发生结垢，阻塞了设备，必须停车除垢 后才能继续正常运行，这严重的制约了锌法脱硫的推广。
技术实现思路
本专利技术针对ZnSO3分解温度较低的优势，提出一种钠_锌法脱硫并联产SO2的工 艺，使其既能够有效的避免钙法脱硫氧化的问题，也能解决锌法脱硫结垢的问题。本专利技术提供一种钠_锌法联产高浓度SO2的工艺方法，该工艺主要在脱硫塔、循环 槽、干燥炉和煅烧炉中完成。该工艺包括如下步骤1)启动阶段待处理烟气从脱硫塔的底部进入，同时从脱硫塔上部向脱硫塔内喷 入Na2CO3溶液，烟气中的SO2被Na2CO3溶液吸收生成NaHSO3溶液，烟气中沉淀下来的固体颗 粒排出脱硫塔；处理后的烟气从脱硫塔顶部排出；2)生成的NaHSO3溶液进入循环槽，与循环槽内的ZnO固体发生反应，生成3ZnSO3 · 2. 5H20沉淀物和Na2SO3溶液，利用循环泵将Na2SO3溶液送回脱硫塔进行SO2的循环 吸收过程，循环槽气体产物送回脱硫塔进行再次处理；3)将循环槽中生成的ZnSO3 · 2. 5H20沉淀物送入干燥炉在100°C 250°C下进行 干燥，生成ZnSO3固体，干燥炉气体产物送回脱硫塔进行再次处理；4)生成的ZnSO3固体送入煅烧炉在至少260°C下进行煅烧，生成SO2产品和ZnO固 体，ZnO固体送回循环槽进行循环。本专利技术所述的Na2CO3溶液的浓度为0. lmol/L至1. Omol/L。在Na2SO3溶液送回脱 硫塔进行SO2的循环吸收过程中，随时加入Na2CO3溶液进行补充。本专利技术与现有的技术相比，具有以下的优点和突出效果①本专利技术采用锌法脱硫，ZnSO3固体在发生热分解前不会被氧化，避免了由于 CaSO3容易氧化而带来的难以利用和二次污染的问题。②本专利技术用Na2SO3溶液作为烟气中SO2的吸收剂，而在循环槽中利用ZnO固体与 NaHSO3溶液反应，将固液反应由脱硫塔转移到了循环槽中，有效地减少了脱硫塔结垢堵塞 的问题。③本专利技术中脱硫剂Na2SO3溶液和ZnO固体都实现了循环使用，节约了脱硫原料的使用量。④本专利技术将烟气中的SO2浓缩提纯成为产品，变废为宝，降低了烟气脱硫的成本。 附图说明图1为本专利技术提供的钠_锌法烟气脱硫联产二氧化硫工艺流程示意图。图中1_脱硫塔；2-循环槽；3-干燥炉；4-煅烧炉；5-待处理烟气；6_处理后的 烟气；7_烟气中固体颗粒；S-Na2SO3溶液；9-NaHS03溶液；IO-ZnO固体；11_循环槽内的气 体产物；12-ZnS03 · 2. 5H20沉淀物；13_ZnS03固体；14-干燥炉内的气体产物；15_S02产品； 16-Na2C03 溶液。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术提供工艺的具体实施方式做进一步的描述。图1是本专利技术提供的钠-锌法烟气脱硫联产二氧化硫工艺的流程示意图。该工艺 主要在脱硫塔1、循环槽2、干燥炉3和煅烧炉4四个主要部件中完成。在系统启动阶段，待 处理烟气5从脱硫塔1底部进入，同时从脱硫塔上部向脱硫塔1内喷入0. lmol/L至1. Omol/ L的Na2CO3溶液16，烟气中的SO2被Na2CO3溶液吸收生成NaHSO3溶液9，烟气中沉淀下来的 固体颗粒7如Si02、Al2O3等排出脱硫塔；处理后的烟气6排入从脱硫塔顶部排出。启动阶 段在脱硫塔1中发生的化学反应是Na2C03+S02 — Na2S03+C02 个Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03生成的NaHSO3溶液9进入循环槽2，与循环槽内的ZnO固体10发生反应，生成 ZnSO3 · 2. 5H20沉淀物12和Na2SO3溶液8，利用循环泵将Na2SO3溶液8送回脱硫塔1进行 SO2的循环吸收过程。在循环槽内发生的化学反应是Zn0+2NaHS03+l. 5H20 — ZnSO3 · 2. 5H20 I +Na2SO34在循环槽中会产生一部分循环槽2气体产物11，主要是CO2，送回吸收塔1进行再 次处理。由于循环槽中生成的Na2SO3溶液送回脱硫塔1进行SO2的循环吸收过程，因此在 系统运行一段时间之后，溶液中的碳酸根离子被SO2消耗光，吸收剂自然变为上文所述的 Na2SO3溶液8，此时在脱硫塔内发生的主要化学反应是Na2S03+S02+H20 — 2NaHS03这样设计实现了 Na2SO3溶液的循环利用，节省了脱硫的原料，降低了脱硫的成本， 具有明显的经济效益。在Na2SO3溶液循环利用的过程中，难免会发生损耗，因此应随时加入 Na2CO3溶液进行补充。将循环槽2中生成的ZnSO3 · 2. 5H20沉淀物12送入干燥炉3进行干燥，保证干燥 炉3内温度在100°C 250°C，这样在确保ZnSO3 ·2. 5Η20沉淀物12外水和结晶水都蒸发掉 的同时，不发生ZnSO3固体13的分解，此过程产生了 ZnSO3固体13，同时会产生干燥炉气体 产物14，主要成分是水蒸气，还有少量的SO2，干燥炉气体产物14送回脱硫塔1进行在此处 理。在干燥炉中发生的反应主要是ZnSO3 · 2. 5Η20 — ZnS03+2. 5H20 个生成的ZnSO3固体13送入煅烧炉4煅烧，至少260°C下进行煅烧，生成SO2产品15 和ZnO固体10，固体产物ZnO固体10送回循环槽2进行循本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种钠 锌法烟气脱硫联产二氧化硫工艺，其特征在于该工艺包括如下步骤1)启动阶段待处理烟气(5)从脱硫塔(1)的底部进入，同时在脱硫塔上部向脱硫塔内喷入Na2CO3溶液(16)，烟气中的SO2被Na2CO3溶液吸收生成NaHSO3溶液(9)，烟气中沉淀下来的固体颗粒(7)排出脱硫塔；处理后的烟气(6)从脱硫塔的顶部排出；2)生成的NaHSO3溶液(9)进入循环槽(2)，与循环槽内的ZnO固体(10)发生反应，生成ZnSO3·2.5H2O沉淀物(12)和Na2SO3溶液(8)，利用循环泵将Na2SO3溶液从脱硫塔上部送回脱硫塔进行SO2的循环吸收过程，循环槽内的气体产物(11)送回脱硫塔进行再次处理；3)将循环槽(2)中生成的ZnSO3·2.5H2O沉淀物(12)送入干...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，王涛，张海，张绪祎，杨海瑞，刘青，吕俊复，岳光溪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11