用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法及设备的制作方法

专利名称：用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是火力发电厂的烟气脱硫，具体是一种用亚硫酸钠作脱硫剂 吸收烟气中二氧化硫的工艺方法及设备。
二背景技术：
火力发电的生产过程中，燃煤锅炉产生大量的低浓二氧化硫S02烟气。以及 少量的三氧化硫S03、氮氧化物NOx，氯化物和大量粉尘等对脱硫有害的物质， 二氧化硫和氮氧化物污染空气，氯离子的积累会腐蚀脱硫设备，粉尘的积累会 使设备结疤、堵塞，影响脱硫效率，严重时影响脱硫装置的正常运行。
目前，我国火力发电厂烟气脱硫普遍采用石灰石一石膏法脱硫工艺，但是，
石灰石一石膏法脱硫工艺存在的问题是建设费用高、电耗大、运行费用高；
且脱硫效率为90%，产出的石膏因其质量差，产品无销路，只能作排放处理，
因此石灰石一石膏法脱硫工艺的社会效益虽然较好，却没有经济效益，无法摆 脱治污生产亏损的困境。
三
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的 工艺方法，该工艺方法使用的脱硫剂能够很好的吸收烟气中的二氧化硫，消除
烟气中的二氧化硫对空气的污染，并将烟气中的二氧化硫有效的回收和利用； 本发明的另一个目的是提供一种用于亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设 备，该设备可对进入脱硫塔之前的烟气进行净化处理，解决氯化物和粉尘对脱 硫系统的影响，有效的吸收烟气中的二氧化硫，并能连续地分离脱硫剂中的硫 酸盐。
上述发明目的技术方案
用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法包括
a、烟尘的净化处理从锅炉引风机送来的烟气进入水洗塔，在水洗塔中进行逆流洗涤，水洗塔排出的洗涤污水80~85% (重量百分数)用于循环使用， 15 20% (重量百分数)的洗涤污水进入汽提塔；进入汽提塔的洗涤污水用蒸汽 加热汽提二氧化硫后，泥浆污水用石灰中和至pH值为6 9，做无害排放；净化 后的烟气温度降到43。c士rc时送入电除雾器，除尘精制后的烟气送入脱硫塔 脱硫；
b、 脱硫将净化精制后的烟气从进气管进入脱硫塔，依次通过脱硫塔内的
下、中、上三个吸收段，用亚硫酸钠溶液作脱硫剂在脱硫塔内进行三级脱硫，
由下吸收段排出的完成液送入分解塔对其所含的亚硫酸氢钠NaHS03进行分解；
c、 亚硫酸氢钠热分解先将由脱硫塔送来的含亚硫酸氢钠NaHS03溶液进 入槽，由输送泵送入热交换器与亚硫酸钠Na2S03溶液进行热量交换，热交换 后，将含亚硫酸氢钠NaHS03溶液的温度由45 。C提高到90 。C，含亚硫酸钠 Na2SCM容液则从110 °C降至65±1 。C，然后将预热后的亚硫酸氢钠NaHS03 溶液送入分解塔的上段，同时向分解塔内的热交换器加入蒸汽，将亚硫酸氢钠 NaHS03溶液温度加热到110°C时，使溶液中的亚硫酸氢钠NaHSCb分解成亚 硫酸钠Na2S03和二氧化硫S02;分解后得到的亚硫酸钠Na2S03溶液，75% (重 量百分数)返回到上吸收段的脱硫剂循环槽循环使用，另外的25°/。(重量百 分数)输送到母液槽，分解后的产物为二氧化硫和水汽，气体的出塔温度为 95。C士2。C;
d、 硫酸盐的分离将相当于脱硫剂循环流量1.5y。的含亚硫酸钠Na2S03的 溶液，送入三效蒸发结晶器进行蒸发结晶，连续分离出固体亚硫酸钠Na2S03的 同时，从第三蒸发结晶器的澄清区内以每小时0.7~1.0m3的流速抽出含硫酸盐 Na2S04的清母液；将结晶分离后的固体亚硫酸钠Na2S03加脱盐水溶解后制成 20.9%的亚硫酸钠溶液返回脱硫塔的循环槽；
e、 硫酸盐的电解将从第三效蒸发结晶器的澄清区内分出的清母液在电解 前进^:精制，然后再送入离子膜电解槽内电解，电解后的产品为氢氧化钠NaOH、硫酸H2S04、氢气112和氧气02;清母液的精制过程为加硫酸分解少量的亚
硫酸钠Na2S03生成硫酸盐Na2S04和二氧化硫S02，收集二氧化硫S02送冷凝器 18;加氢氧化钠NaOH中和过量的硫酸H2S04和NaHS04，生成硫酸钠Na2S04 使MgV离子生成氢氧化镁Mg (OH) 2沉淀；加不含氯化钠的十水碳酸钠 Na2C03 10H2O，使Ca^离子生成碳酸钙CaC(V沉淀，过滤后的纯硫酸钠溶液 加到电解槽的中间室中电解，在阴极室得到氢氧化钠NaOH和氢气H2;在阳极 室得到21 %的硫酸H2S04和氧气02 。
脱硫塔内上、中、下三个吸收段内的脱硫剂其pH值不同，组份的含量不同； 上吸收段中的脱硫剂其组分含量以重量百分数计为水77~78%、亚硫酸钠 Na2S0316~17%、亚硫酸氢钠NaHS035~6%，溶液的PH值为6.0-6.5;中吸收 段中的脱硫剂其组分含量为水74~75%、亚硫酸钠Na2SO3l0M1。/。、亚硫酸氢 钠NaHS0314~15%，溶液的PH值为5.0 5.6;下吸收段中的脱硫剂其组分 含量为水72~73%、亚硫酸钠Na2S 035~6%、亚硫酸氢钠NaHS0322~24%，溶 液的PH值为4.5 5.0。
用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设备主要包括水洗塔、气提塔、电 除雾器、脱硫塔、循环槽、分解塔、蒸发结晶器和电解槽；脱硫塔内上、中、 下三个吸收段分别由塔板、隔板构成，每个塔板和隔板之间有多根两端与塔壁 焊接的"H"型刚性梁，"H"型刚性梁的上半部为溢流槽，下半部为分气箱； 塔板的直边焊接在溢流槽的堰口下，其两端与塔体焊接；隔板的直边悍接在各 自"H"型刚性梁的下口，其弧形段与塔体焊接；塔板的上方分别装有孔眼朝下 的圆管作为塔板的布液管，各吸收段的溢流槽通过塔外各自的集液管与各自的 循环槽相连；上吸收段内的布液管与塔顶之间有除沫器，脱硫塔的底板上装有 进气管；分解塔的长径比为6 7，塔的上、下段为空塔，中段是热交换器；蒸发 结晶器为三效蒸发结晶器，在第三效蒸发结晶器内设有裙状套筒，在第三效蒸 发结晶器的内部形成一个环形的澄清区。本发明具有的积极效果
1、 脱硫效果好本发明采用三级脱硫，脱硫效率》99.0%，净气中二氧
化硫残余量《50PPm，还原剂亚硫酸氢钠NaHS03能将烟气中的氮氧化物还原 成氮气，水洗烟气所产生的污水，经汽提二氧化硫后，再加石灰中和，不会 产生二次污染。
2、 工程造价低据资料介绍重庆珞璜电厂四套360MW发电机组引进国 外的石灰石一石膏法烟气脱硫装置，投资总额7.3亿元，每年需支付运行费用l 亿元以上;采用本发明处理珞璜电厂的烟气脱硫装置及配套的公用工程总投资 《1.7亿元，回收的S02制造硫酸，年利税总量1.5 3亿元以上。
3、 本发明脱硫剂消耗少、电力消耗低，回收的二氧化硫可用于生产的高 质量硫酸，且原料气体无成本，具有显著的经济效益和社会效益。
四

图1是本发明中烟气脱硫工艺流程示意图2是本发明脱硫工艺中硫酸盐分离的工艺流程示意图3是本发明中脱硫塔的结构示意图4是图3中A-A向的剖视图5是图2中第三效蒸发结晶器的结构示意图。
图中l水洗塔，2气提塔，3电除雾器，4脱硫塔，4a上吸收段，4b中吸 收段，4c下吸收段，5、 5a、 5b循环槽，6分解塔，7第一效蒸发结晶器，7a第 二效蒸发结晶器，7b第三效蒸发结晶器，8电解槽，9除沫器，10、 10a、 10b 布液管，11、. lla、 llb塔板，12、 12a、 12b隔板，13、 13a、 13b溢流槽，M、 14a、 14b分气箱，15、 15a、 15b集液管，16进气管，17热交换器，18冷凝器， 19富液槽，20母液槽，21工艺水槽，22裙状套筒，23澄清区，24溶解槽。
五具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明在我国的煤炭中，都含有无机氯化物，其含量一般为0.1。/^左右，高的可达
0.3 0.4%。煤炭燃烧后，有大量的氯化物如氯化钾、氯化钠、氯化镁和氯化钙 粉尘随烟气带出。这些氯化物在水中有较高的溶解度，它随烟气进入脱硫塔之 后，就被脱硫剂中的水所吸收并在脱硫剂中不断积累，其后果是严重腐蚀脱硫 设备和降低脱硫效率。为了解决这一问题，保证脱硫效率，本发明在烟气进入 脱硫塔4脱硫之前先将烟气进行预处理，除去烟气中所含的氯化物和烟尘。
图l提供的是本发明中烟气脱硫工艺流程示意图，给出的是烟气净化处 理、脱硫和亚硫酸氢钠热分解的工艺流程；图2是本发明脱硫工艺中硫酸盐分 离的工艺流程示意图，给出了脱硫剂中硫酸盐分离、电解的工艺流程。结合 图l、图2所示，用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法包括-
a、 烟尘的净化处理在将烟气进行脱硫之前首先采用水洗法对烟气进行 净化，初步除去氯化物(Nacl、 Mgcl2、 Cacl2)和部分灰尘。由锅炉引风机送 来的温度为142"C 14(TC的烟气进入水洗塔1，在水洗塔1中进行逆流洗涤。水 洗塔1排出的洗涤污水80 85%用于循环使用，约15 20%的洗涤污水进入汽提 塔2。进入汽提塔2的洗涤污水用蒸汽加热汽提二氧化硫后，泥浆污水用石灰中 和至pH值为6-9，做无害排放。经过循环水和新鲜工艺水两级洗涤，使烟气温 度下降到43'C士rC时进入电除雾器3。在60000V直流电电场的作用下，烟气 发生电离，各种细微粒子在电场中获得电子后，移向阳极沉降在沉淀极上。被 净化的烟气内不再含氯化物、粉尘和硫酸酸雾，含杂质极低的纯净烟气送入脱 硫塔4脱硫。
b、 脱硫经水洗并由电除雾器3净化后的烟气从进气管16进入脱硫塔4， 向上流动，依次通过脱硫塔4内的下、中、上三个吸收段4c、 4b、 4a进行三级 脱硫，图3提供了脱硫塔的结构示意图，图4是图3中A-A向剖视图。结合图 3、图4所示，塔内的上吸收段4a由塔板11、隔板12构成，中吸收段4ab由塔 板lla、隔板12a构成，下吸收段4c由塔板llb、隔板12b构成。每个吸收段中的塔板和隔板之间有多根两端与塔壁焊接的"H"型刚性梁。上吸收段中"H"
型刚性梁的上半部为溢流槽13，下半部为分气箱14。中吸收段中"H"型刚性 梁的上半部为溢流槽13a，下半部为分气箱14a。下吸收段中"H"型刚性梁的 上半部为溢流槽13b，下半部为分气箱14b。上、中、下吸收段4a、 4b、 4c中的 塔板ll、 lla、 11b的直边焊接在其溢流槽的堰口下50mm处，两端或弧形段焊 接在塔体上。隔板12、 12a、 12b的直边分别焊接在各自的"H"型刚性梁的下 口，弧形段与塔体焊接。塔板ll、 lla、 llb均为条形筛板，其上方分别对应装 有等距钻孔、且孔眼朝下的圆管作为塔板的布液管10、 10a、 10b。布液管10、 10a、 lOb的数量与塔板ll、 lla、 llb数量相同。不同pH值的脱硫剂，由各自 的循环槽5b、 5a、 5经泵并通过布液管10、 10a、 10b送到吸收段4a、 4b、 4c 的塔板ll、 lla、 llb上，在塔板上均匀布液。上吸收段4a的溢流槽13通过集 液管15与循环槽5b相连，中吸收段4b的溢流槽13a通过集液管15a与循环槽 5a相连，下吸收段4c的溢流槽13b通过集液管15b与循环槽5相连。分气箱14、 14a、 14b的两面侧板上等距开有若干个尺寸相同的长方形孔，向两侧均匀分气。 上吸收段4a中的布液管10与塔顶之间装有除沫器9，除沫器9为双层4折流板， 用于分离夹带的液沫。塔顶装有烟囱，用于放空。脱硫塔4的底板上装有进气 管16，进气管16的上口装有开孔率为15%左右的多孔板，位于塔内的圆管段开 有若干个长方形孔，用于向下吸收段4c的塔板llb均匀分气。
脱硫塔4内上吸收段4a的脱硫剂组分含量以重量百分数计为水77.64%、 亚硫酸钠Na2S0316.96。/。、亚硫酸氢钠NaHS035.4%，溶液的PH值为6.3。中 吸收段4b的脱硫剂组分含量以重量百分数计为水74.47%、亚硫酸钠 Na2SO310.55%、亚硫酸氢钠NaHS0314.98%，溶液的pH值为5.5。下吸收段 4c的脱硫剂组分含量以重量百分数计为水72.2%、亚硫酸钠Na2S035.95。/。、 亚硫酸氢钠NaHS0321.85。/。，溶液的PH值为5.0。三个吸收段的脱硫剂循环 系统各自独立，塔内不同浓度的脱硫剂互不混杂。由塔板泄漏的脱硫剂由收集管汇合后返回各段的循环槽5、 5a、 5b中。各吸收段吸收二氧化硫之后流 出的亚钠溶液称为各段的完成液。
由净化器净化后的常温烟气从进气管16进入脱硫塔4，向上流动，经分气 箱14b、塔板11b进入下吸收段4c，经分气箱14a、塔板lla进入中吸收段4b， 经分气箱14、塔板11进入上吸收段4a。烟气经过三个吸收段进行三级吸收后从 塔顶烟囱排出。上吸收段4a的完成液从溢流槽13溢流出，70%经集液管15返 回上吸收段4a的脱硫剂循环槽5b， 30%进入中吸收段4b的脱硫剂循环槽5a。 上吸收段4a完成液的控制指标为水77.03%、亚硫酸钠Na2S03 15.72%、亚硫 酸氢钠NaHS03 6.12%，溶液的PH值为6.0。中吸收段4b的完成液从溢流槽 13a溢流出，约68%左右经集液管15a返回中吸收段4b的脱硫剂循环槽5a，约 32%左右的完成液进入下吸收段4c的脱硫剂循环槽5。中吸收段4b的控制指标 为水73.50%、亚硫酸钠Na2S03 8.60%、亚硫酸氢钠NaHS0317. 9%，溶液的 PH值为5.2。下吸收段4c的完成液从溢流槽13b溢流出，约66°/。左右的完成 液经集液管15b返回下吸收段4c循环槽5，约34%左右的完成液进入富液槽19。 下吸收段4c完成液的控制指标为水71.65%、亚硫酸钠Na2SO34.850%、亚硫酸 氢钠NaHS0323.5。/。，溶液的PH值为4.5，三级吸收脱硫总效率为99.1%。脱 硫剂经下吸收段4c进入富液槽19的完成液中富含亚硫酸氢钠，送入分解塔6 进行热分解。各层塔板泄露的脱硫剂，在各层的隔板上设主收集管分别导入循 环槽5、 5a、 5b。
c、亚硫酸氢钠热分解亚硫酸氢钠NaHS03的热分解是在分解塔6内进行， 经下吸收段4c进入富液槽19的完成液经热交换器17送入分解塔6内，使亚硫 酸氢钠进行热分解，化学反应方程式为-2NaHS03 = Na2S03 + S02
经热分解后所得到的亚硫酸钠Na2S03称作贫液，约75%的贫液直接返回 到上吸收段4a的脱硫剂循环槽5b，另外约25%左右的贫液输送到蒸发器的母液槽20。从脱硫塔4送来的含亚硫酸氢钠NaHS03溶液称作富液，经泵输送 到热交换热器17与贫液进行热量交换，回收贫液中的余热。热交换后，富液 由45。C提高到9(TC左右，贫液则从110。C降至65士1。C，经预热后的富液 进入分解塔6的上段，它随贫液的取出而下移。分解塔6内有上、中、下三段， 上、下段为空塔，中段为列管式热交换器，塔的长径比为6~7，下段高1.5m。 在富液入口之上，设捕沫层，在捕沫层顶上加来自热交换器17产生的冷凝水喷 淋洗涤，保持捕沫层的清洁，补充富液中因部分水发生汽化所损失的水量，维 持贫液含水量为79.14%，亚硫酸钠Na2S0328.86。/。的浓度。向分解塔6内的列管 式热交换器提供加热蒸汽，富液被加热，当温度达到95 °C以上时亚硫酸氢钠 NaHSCb开始分解，至110 。C时，分解完毕。含二氧化硫的水汽经冷凝器18 将大部分水蒸汽冷凝液化成水返回工艺水槽21，为水洗塔l补充用水。产物二 氧化硫S02和水汽在95±2°C从分解塔排出，二氧化硫S02湿气降温至50°C 左右送入硫酸装置。
d、硫酸盐的分离该硫酸盐为脱硫剂在脱硫过程中因氧化而生成。在各个 吸收段的脱硫剂中均含有0.6~0.8%的硫酸盐，亚硫酸氢钠NaHS03和亚硫酸钠 Na2S03又都是较强的还原性物质，烟气中的过剩氧02中的一部分溶入脱硫剂之 后，将亚硫酸氢钠NaHS03和亚硫酸钠Na2S03氧化，生成硫酸盐Na2S04和 NaHS04 ，同时烟气中存在污染物NOx，它能被亚硫酸钠Na2S03和亚硫酸氢钠 NaHS03还原，生成氮气、硫酸钠Na2S04和硫酸氢钠NaHS04。在脱硫系统内 氧化还原反应是在不断地发生，生成的硫酸钠Na2S04失去了吸收二氧化硫的能 力，影响脱硫效率。因此，必须连续地将硫酸盐Na2S04和NaHS04分离出去， 防止硫酸盐的不断积累引起脱硫效率下降。因此，本发明采取一种能有效分离 硫酸盐的措施将它连续地从脱硫剂中取出。硫酸钠Na2S04在水中的溶解度为 28%左右，而亚硫酸钠Na2S03在水中的溶解度仅为25%左右，两种盐在水中的 溶解度相差不大，只有将溶解度较小的亚硫酸钠Na2S03结晶出来，才能将少量的硫酸钠Na2S04进行分离。为了能够使亚硫酸钠Na2S03和硫酸钠Na2S04进行 有效分离，本发明在硫酸盐的分离工艺中采用了三效蒸发结晶工艺。图5为第 三效蒸发结晶器7b的结构示意图，如图所示，蒸发结晶器7b内设有裙状套筒 22，并在蒸发结晶器7b的中部形成一个环形的澄清区23。为确保脱硫剂中的硫 酸盐不致于过多，按三天为一个周期，逐渐更新脱硫剂的计划，每小时送去蒸 发结晶的贫液量为循环脱硫剂流量的1.5%。将贫液加入到母液槽20中，母液与 贫液一起经预热器加热到9S 100。C后，分成两支分别送入第一效蒸发结晶器 7和第二效蒸发结晶器7a，第三效蒸发结晶器7b收集第一效、第二效蒸发结 晶器7、 7a的晶浆。继续蒸发水分，晶粒长大后沉降到第三效蒸发结晶器7b 的锥底，待晶浆中晶粒含量达到45%以上时，送离心机分离出亚硫酸钠 Na2S03固体。随着贫液的不断加入、水分蒸发和亚硫酸钠Na2S03晶体的分离， 母液中硫酸盐的含量在不断增加。在第三效蒸发结晶器7b的澄清区23的域内， 母液中的细微晶体发生沉降，留下的清母液中硫酸盐含量越来越高，蒸发结晶 系统运行15-20小时之后，在第三效蒸发结晶器7b澄清区23顶部，以0.7-1.0mVh 的匀速连续地缓慢将清母液抽出，从脱硫剂中连续分离硫酸盐。从第三效蒸发 结晶器7b分离得到的固体亚硫酸钠Na2S03，在溶解槽24中加纯水溶解并调配 成20.9%的亚硫酸钠Na2S03溶液，送入脱硫塔4的上吸收段4a的脱硫剂循环 槽5b。
e、硫酸盐的电解在脱硫系统中，Na2S03和NaHS03的部分氧化生成了硫 酸盐，造成了脱硫剂中的Na+离子不断减少。将硫酸盐电解就是回收Na+离子， 并且将Na+离子返回到脱硫剂中，实现Na+离子的平衡。由于清母液是多种盐的 水溶液，电解前应进行精制，精制过程为
加93%硫酸分解少量的亚硫酸钠Na2S03生成硫酸盐Na2S04和二氧化硫
S02;
加氢氧化钠NaOH中和过量的硫酸H2SOjB NaHS04，生成亚硫酸钠Na2S03使Mg^离子生成氢氧化镁Mg(OH)2沉淀；
加不含氯化钠的十水碳酸钠Na2C03 40H20，使Ca^离子生成碳酸钙CaC03 沉淀，过滤后的纯硫酸盐溶液加到电解槽8的中间室中，通低压直流电电解， 在阴极室得到氢氧化钠NaOH和氢气H2;在阳极室得到21。％的硫酸HbS04和 氧气02。
因此，在离子膜电解槽8内电解硫酸盐Na2S04，可获得氢氧化钠NaOH、
硫酸H2S04、氢气H2和氧气02四个产品。
权利要求
1、一种用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法，其特征在于该方法包括a、烟尘的净化处理从锅炉引风机送来的烟气进入水洗塔(1)，在水洗塔(1)中进行逆流洗涤，水洗塔(1)排出的洗涤污水80～85％(重量百分数)用于循环使用，15～20％(重量百分数)的洗涤污水进入汽提塔(2)；进入汽提塔(2)的洗涤污水用蒸汽加热汽提二氧化硫后，泥浆污水用石灰中和至pH值为6～9，做无害排放；净化后的烟气温度降到43℃±1℃时送入电除雾器(3)，除尘精制后的烟气送入脱硫塔(4)脱硫；b、脱硫将净化精制后的烟气从进气管(16)进入脱硫塔(4)，依次通过脱硫塔(4)内的下、中、上三个吸收段(4c、4b、4a)，用亚硫酸钠溶液作脱硫剂在脱硫塔(4)内进行三级脱硫，由下吸收段(4c)排出的完成液送入分解塔(6)对其所含的亚硫酸氢钠NaHSO3进行分解；c、亚硫酸氢钠热分解先将由脱硫塔(4)送来的含亚硫酸氢钠NaHSO3溶液进入槽(19)，由输送泵送入热交换器(17)与亚硫酸钠Na2SO3溶液进行热量交换，热交换后，将含亚硫酸氢钠NaHSO3溶液的温度由45℃提高到90℃，含亚硫酸钠Na2SO3溶液则从110℃降至65±1℃，然后将预热后的亚硫酸氢钠NaHSO3溶液送入分解塔(6)的上段，同时向分解塔(6)内的热交换器加入蒸汽，将亚硫酸氢钠NaHSO3溶液温度加热到110℃时，使溶液中的亚硫酸氢钠NaHSO3分解成亚硫酸钠Na2SO3和二氧化硫SO2；分解后得到的亚硫酸钠Na2SO3溶液，75％(重量百分数)返回到上吸收段(4a)的脱硫剂循环槽(5b)循环使用，另外的25％(重量百分数)输送到母液槽(20)，分解后的产物为二氧化硫和水汽，气体的出塔温度为95℃±2℃；d、硫酸盐的分离将相当于脱硫剂循环流量1.5％的含亚硫酸钠Na2SO3的溶液，送入三效蒸发结晶器(7、7a、7b)进行蒸发结晶，连续分离出固体亚硫酸钠Na2SO3的同时，从第三蒸发结晶器(7b)的澄清区(23)内以每小时0.7～1.0m3的流速抽出含硫酸盐Na2SO4的清母液；将结晶分离后的固体亚硫酸钠Na2SO3加脱盐水溶解后制成20.9％的亚硫酸钠溶液返回脱硫塔的循环槽(5b)；e、硫酸盐的电解将从第三效蒸发结晶器(7b)的澄清区(23)内分出的清母液在电解前进行精制，然后再送入离子膜电解槽(8)内电解，电解后的产品为氢氧化钠NaOH、硫酸H2SO4、氢气H2和氧气O2；清母液的精制过程为加硫酸分解少量的亚硫酸钠Na2SO3生成硫酸盐Na2SO4和二氧化硫SO2，收集二氧化硫SO2送冷凝器(18)；加氢氧化钠NaOH中和过量的硫酸H2SO4和NaHSO4，生成硫酸钠Na2SO4使Mg2+离子生成氢氧化镁Mg(OH)2沉淀；加不含氯化钠的十水碳酸钠Na2CO3·10H2O，使Ca2+离子生成碳酸钙CaCO3沉淀，过滤后的纯硫酸钠溶液加到电解槽(8)的中间室中电解，在阴极室得到氢氧化钠NaOH和氢气H2；在阳极室得到21％的硫酸H2SO4和氧气O2。
2、 根据权利要求1所述的用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法，其 特征在于脱硫塔内上、中、下三个吸收段(4a、 4b、 4c)内的脱硫剂其pH值 不同，组份的含量不同；上吸收段(4a)中的脱硫剂其组分含量以重量百分数 计为水77 78%、亚硫酸钠Na2S03l6 17。/c)、亚硫酸氢钠NaHS035~6%，溶液 的PH值为6.0 6.5;中吸收段(4b)中的脱硫剂其组分含量为水74~75%、 亚硫酸钠Na2SO3l0 lP/0、亚硫酸氢钠NaHS0314 15。/。，溶液的PH值为5.0 5.6;下吸收段(4c)中的脱硫剂其组分含量为水72 73%、亚硫酸钠 Na2S035~6%、亚硫酸氢钠NaHS0322 240/。，溶液的PH值为4.5 5.0。
3、 一种用于权利要求1或2所述的用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺 设备，其特征在于该设备主要包括水洗塔(1)、气提塔(2)、电除雾器(3)、脱硫塔(4)、循环槽(5)、分解塔(6)、蒸发结晶器(7)和电解槽(8);脱硫 塔(4)内上、中、下三个吸收段(4a、 4b、 4c)分别由塔板(11、 lla、 llb)、 隔板(12、 12a、 12b)构成，每个塔板和隔板之间有多根两端与塔壁焊接的"H" 型刚性梁，"H"型刚性梁的上半部为溢流槽(13)，下半部为分气箱(14);塔 板(11、 lla、 lib)的直边焊接在溢流槽(13、 13a、 13b)的堰口下，其两端与 塔体焊接；隔板(12、 12a、 12b)的直边焊接在各自"H"型刚性梁的下口，其 弧形段与塔体焊接；塔板(11、 lla、 lib)的上方分别装有孔眼朝下的圆管作为 塔板(11、 lla、 lib)的布液管(10)，各吸收段的溢流槽(13、 13a、 13b)通 过塔外各自的集液管(15、 15a、 15b)与各自的循环槽(5b、 5a、 5)相连；上 吸收段(4a)内的布液管(10)与塔顶之间有除沬器(9)，脱硫塔(4)的底板 上装有进气管(16);分解塔(6)的长径比为6 7，塔的上、下段为空塔，中段 是热交换器；蒸发结晶器(7、 7a、 7b)为三效蒸发结晶器，在第三效蒸发结晶 器(7b)内设有裙状套筒(22)，在第三效蒸发结晶器(7b)的内部形成一个环 形的澄清区(23)。
4、 根据权利要求3所述的用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设备，其 特征在于布液管(10、 10a、 10b)的数量分别与塔板(11、 lla、 lib)的条块数量相同。
5、 根据权利要求3所述的用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设备，其 特征在于所述的分气箱(14、 14a、 14b)的双侧板上等距开有若干个长方形 孔。
6、 根据权利要求3所述的用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设备，其 特征在于进气管(16)的上口装有孔板，位于塔内的圆管段开有若干个长方 形孔。
全文摘要
本发明公开了一种用亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺方法及设备，该方法包括烟尘的净化处理、脱硫、亚硫酸氢钠热分解、硫酸盐的分离、硫酸盐的电解，用亚硫酸钠溶液作脱硫剂在有上、中、下三个吸收段的脱硫塔内进行三级脱硫；本发明还提供了用于亚硫酸钠脱除烟气中二氧化硫的工艺设备。本发明可对进入脱硫塔之前的烟气进行净化处理，能够很好的吸收烟气中的二氧化硫，消除烟气中的二氧化硫对空气的污染，解决氯化物和粉尘对脱硫系统的影响，并能连续地分离脱硫剂中的硫酸盐。所用的脱硫剂脱硫效果好、消耗少；工程造价低；电力消耗低，回收的二氧化硫可用于生产的高质量硫酸，具有显著的经济效益和社会效益。
文档编号B01D53/78GK101444699SQ20081020973
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者刘存宝 申请人:刘存宝