钠钙双碱法双循环脱硫工艺及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业烟气中二氧化硫的控制，尤其涉及含高浓度二氧化硫工业烟气的深度净化，本发明还涉及实现此种深度净化的工艺和装置。
【背景技术】
[0002]工业烟气中的二氧化硫作为主要的大气污染源之一一直是环境治理的重点。目前商业上广泛应用的技术是石灰石-石膏法。然而因为钙基吸收剂和反应产物亚硫酸钙较低的溶解度，使该法容易发生系统内的结垢阻塞等问题，且因为需要较高的液气比才能达到理想的二氧化硫脱除效率，耗水量很高，也不适用高硫烟气的处理。为了解决这个问题，研究者提出了钠钙双碱法脱硫工艺，并在工业上得到了推广应用。钠钙双碱法以钠碱作为二氧化硫的吸收剂，在反应塔内反应生成亚硫酸氢钠和亚硫酸钠后进入塔外的再生池，与钙基吸收剂反应再生重新得到钠碱。由于钠碱在水中的高溶解度，对二氧化硫的高吸收速率，不仅避免了石灰石-石膏法脱硫的结垢阻塞问题，还可以使脱硫过程在较低的液气比条件下进行，从而减小了反应器的尺寸和系统占地面积。然而该技术也存在许多问题，如高成本的钠碱因为副反应消耗过多，石灰石利用率不高，对高浓度二氧化硫难以达到满意的脱除效果等。
[0003]针对这些问题，中国专利CN200710067333提出了一种分段式钠钙双碱法脱硫工艺，使烟气在同一个反应塔内先用钙基吸收剂进行初步净化，再用钠碱进行深度净化。然而该方案本质上是在常规石灰石-石膏法脱硫装置后串联了钠钙双碱法脱硫装置，虽然节省了钠碱的用量，却存在以下问题:1)钙法脱硫装置为一个独立的循环系统，与常规钙法脱硫装置并没有差别，由其对烟气进行初步脱硫，无法避免系统内结垢和阻塞的问题，更难以适用于高硫烟气的处理；2)钙法脱硫装置相比于双碱法脱硫系统，其液气比要大很多，如果先由钙法脱硫脱除烟气中大部分二氧化硫，钙基吸收剂的喷淋量要远大于钠碱吸收剂，造成钙法脱硫装置也要比双碱法脱硫装置大很多，难以将两套系统串联在一个反应塔内。
3)单就双碱法脱硫系统自身来看，钙基吸收剂和钠碱的利用率并没有得到提高。中国专利CN201220288389提出了一种双塔脱硫工艺，将钠碱脱硫再生系统产生的沉淀(亚硫酸钙，硫酸钙，氢氧化钙等)脱水后作为吸收剂栗入前置反应塔对烟气进行初步脱硫，从而提高了钙基吸收剂的利用率，减少了钠碱的消耗。然而该工艺仍存在如下问题:1)前置反应塔采用钠碱再生池脱水后的沉淀物作为吸收剂，不仅会使系统发生更为严重的结垢阻塞，而且对烟气净化能力十分有限，大大增加了运行成本，违背了双碱法工艺的初衷；2)采用双塔增加了系统复杂性和占地面积。3)不适用于高硫烟气的净化。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供一种可以减少钠碱耗量，提高钙基吸收剂利用率，避免系统结垢和阻塞的钠钙双碱法双循环脱硫工艺及系统。
[0005]为达到上述目的，本发明钠钙双碱法双循环脱硫工艺，包括将烟气输入反应塔内，依次进行钠碱段脱硫、钙法段脱硫，具体为:先利用钠碱对烟气中的二氧化硫进行脱硫，然后将经过钠碱脱硫后的烟气利用钙基吸收剂进行脱硫，经钙基脱硫后的烟气经过除雾器排出；
[0006]收集钠碱段脱硫后得到的钠碱清液输入钠碱再生池，收集钙法段脱硫后得到的钙基浆液部分或全部输入钠碱再生池进行钠碱再生。
[0007]进一步地，还包括将钠碱再生池内的亚硫酸钙沉淀进行分离、进行氧化脱水处理工艺得到工业用途的石膏。
[0008]具体地，所述钠碱为氢氧化钠和/或碳酸钠。
[0009]具体地，所述钙基吸收剂为氧化钙、氢氧化钙和/或石灰石。
[0010]优选地，所述钙法吸收系统中的浆液的PH值为5.5至6.5。
[0011]为达到上述目的，本发明钠钙双碱法双循环脱硫系统，包括一反应塔、钠碱再生池以及钠碱储液池、钙基吸收剂储液池，所述反应塔内设有上、下布置的钙法脱硫装置、钠碱法脱硫装置，其中
[0012]所述钙法脱硫装置包括浆液收集池，设置在所述浆液收集池上方，与所述钙基吸收剂储液池连通的钙法脱硫喷淋装置，所述钠碱收集池通过浆液输送管道连通钠碱再生池；
[0013]所述钠碱法脱硫装置包括清液收集池，设置在所述清液收集池上方，与所述钠碱储液池连通的钠碱脱硫喷淋装置，所述钠碱收集池通过清液输送管道连通钠碱再生池；
[0014]所述反应塔上方设有烟气出口，所述烟气出口处设有除雾器，所述除雾器设置在钙法脱硫喷淋装置的上方。
[0015]进一步地，还包括将钠碱再生池内的亚硫酸钙沉淀进行分离、进行氧化脱水处理得到工业用途的石膏的。
[0016]本发明钠钙双碱法双循环脱硫工艺及系统，由于钠碱在水中良好的溶解性，并且其吸收二氧化硫的速率很高，在相同的二氧化硫脱除量下，钠碱法的液气比钙法要小很多，因此由钠碱法承担主要的脱硫任务先对烟气进行初步净化，可以将钠碱法脱硫装置和钙法脱硫装置设计成相似大小，并布置在同一个反应塔内，可以有效的减少占地面积和系统复杂性。
[0017]另外，本发明钠钙双碱法双循环脱硫工艺及系统，能够处理含高浓度二氧化硫(> 10000mg/Nm3)的工业烟气，且能够对常规烟气实现深度净化。
【附图说明】
[0018]图1是本发明钠钙双碱法双循环脱硫工艺及系统示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0020]实施例1
[0021]本实施例钠钙双碱法双循环脱硫工艺，包括将烟气输入反应塔内，依次进行钠碱段脱硫、钙法段脱硫，具体为:先利用钠碱对烟气中的二氧化硫进行脱硫，然后将经过钠碱脱硫后的烟气利用钙基吸收剂进行脱硫，经钙基脱硫后的烟气经过除雾器排出；
[0022]收集钠碱段脱硫后得到的钠碱清液输入钠碱再生池，收集钙法段脱硫后得到的钙基浆液部分或全部输入钠碱再生池进行钠碱再生，剩余钙基吸收剂继续循环脱硫。
[0023]具体地解释为:在钠碱段脱硫过程中，脱硫后的钠碱清液部分进入再生池进行再生，剩余部分继续循环脱硫。再生产生的钠碱通过钠碱储液池进入反应塔循环脱硫，可根据钠碱损耗向钠碱储液池中补充新鲜钠碱。
[0024]钙法段脱硫过程中，脱硫后的浆液被收集后部分或者全部进入再生池用于钠碱的再生，剩余浆液通过钙法浆液池进入反应塔循环脱硫，可根据钙法浆液的损耗向钙法浆液池中补充新鲜钙基吸收剂。
[0025]来自于钙法段脱硫过程中的循环浆液与来自钠碱法脱硫系统的循环清液在再生池中发生反应使钠碱再生，并生产亚硫酸钙沉淀将二氧化硫固化。亚硫酸钙分离出来后进行氧化脱水处理等工艺获得具有工业用途的石膏。再生产生的钠碱进入钠碱储液池进行循环脱硫。
[0026]本实施例中所述的工艺，将钠碱法脱硫与钙法脱硫整合在一个反应器内，并利用钙法脱硫的循环浆液对钠碱法产生的饱和吸收液进行再生。烟气先通过钠碱进行初步净化，再通过钙基吸收剂进行深度净化，实现了二氧化硫的高效脱除以及钠碱、钙基吸收剂的高效利用，并避免了钙法脱硫的结垢阻塞等问题。
[0027]将钙法段脱硫中的半饱和浆液作为再生碱抽出进入钠碱再生系统，再生产生的钠碱进入钠碱段脱硫过程过程进行循环脱硫，钠碱系统产生的饱和液进入再生系统再生，从而实现整个系统的质量循环平衡。
[0028]本实施例所述工艺中，钙法吸收系统中浆液的PH值的设定范围可以为4-7，进一步的可以优选为5.5-6.5。较高的吸收剂PH值可以实现对二氧化硫高效脱除，
[0029]大部分钙基吸收剂只经历一次喷淋脱硫，或者循环次数很少的喷淋脱硫后便进入再生池用于钠碱的再生。这样一方面可