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【摘 要】锦华锅炉房建于1999年，燃料为煤，脱硫工艺采用的文丘里水膜除尘器。2013年对锅炉排放的烟气及SO2浓度进行检测，检测结果SO2浓度为1080mg/m3，远远超出了《山东省锅炉大气污染物排放标准》（DB37/2374-2013）规定，标准规定现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为300 mg/Nm3。到2015年1月1日起，现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为200 mg/Nm3。
【关键词】双碱法脱硫；脱硫效率；脱硫原理
一、烟气治理目标
《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001中规定二类区SO2排放浓度≤900mg/Nm3标准。随着环保要求越来越严格，《山东省锅炉大气污染物排放标准》（DB37/2374-2013）规定，自2013年9月1日起，现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为300 mg/Nm3。到2015年1月1日起，现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为200 mg/Nm3。
目前，山东省燃煤锅炉房的SO2排放水平已不能满足新的排放标准，根据《中华人民共和国大气污染防治法》，第四十八条规定“向大气排放污染物超过国家和地方规定排放标准的，应当限期治理”。因此必须实施锅炉烟尘脱硫设施改造工程，确保锅炉SO2达到排放标准要求。
山东省大部分地区锅炉房燃烧的煤，烟尘初始排放浓度为≤1800mg/Nm3，二氧化硫初始排放浓度≤2000 mg/Nm3，要求脱硫效率要≥90%。
二、常用脱硫工艺介绍
（一）各种脱硫工艺介绍
目前，主要用于烟气脱硫工艺按形式可分为干法、半干法和湿法三大类。一、干法：干法常用的有炉内喷钙（石灰/石灰石），金属吸收等，干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍不高（<50%），工业应用较少；二、半干法：半干法使用较多的为塔内喷浆法，即将石灰制成石灰浆液，在塔内进行SO2吸收，但由于石灰奖溶解SO2的速度较慢，喷钙反应效率较低，Ca/S比较大，一般在1.5以上，应用也不是很多；三、湿法：湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80%。湿法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石-石膏法、钠碱法、钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等。每一种成熟的脱硫技术都有其特点，适用于不同的脱硫环境和要求。应依据具体的标准要求、现场情况、脱硫剂供应和锅炉规模及燃煤含硫多少，结合脱硫技术特点，选择投资省、技术成熟完善、运行安全可靠费用低、占地面积较小和无二次污染的实用技术。
各种脱硫工艺的综合对比见表2.1-1
表2.1-1 脱硫工艺综合比较表
三、脱硫工艺确定
由表2.1-1可以看出，表中的脱硫工艺的效率均可达到治理目标的要求即脱硫效率要≥90%。
氧化镁法及钠碱法由于存在种种缺陷，在国内应用相对较少。
钠钙双碱法脱硫技术，与石灰石-石膏法相比，其吸收接触方式为气液接触而不是气固接触，吸收反应界面更大，反应速度快，脱硫率可高达95%，吸收剂利用效率高，设备体积远小于石灰石-石膏法。由于吸收剂为具有可溶性的钠盐而不是易沉淀的钙盐，吸收系统内不生成沉淀物，没有结垢和堵塞问题，而且设备投资低。吸收剂虽然为钠盐，但可用钙盐进行再生，循环使用，脱硫剂费用较低。
因此，在锅炉房脱硫改造中首选钠钙双碱法脱硫工艺。
四、双碱法脱硫在锦华锅炉房改造中的应用
钠钙双碱法是以氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的S02，然后再用石灰作为第二碱，处理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。双碱法的反应机理如下：
（一）吸收反应
2NaOH+ SO2 —— Na2SO3+ H2O
Na2CO3+ SO2 —— Na2SO3+CO2
Na2SO3+ SO2+H2O ?—— 2NaHSO3
该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应，生成Na2SO4：
2Na2SO3+ O2 —— 2Na2SO4
（二）再生过程（用石灰浆液）
CaO+H2O—— Ca（OH）2
2NaHSO3 + Ca（OH）2 —— Na2SO3+CaSO3﹒1/2H2O
Na2SO3+ Ca（OH）2 ——2NaOH+CaSO3﹒1/2H2O
再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏（CaSO4﹒2H2O）。
此外，在运行过程中，还有副反应-氧化反应发生：
2CaSO3﹒1/2H2O+O2+3H2O —— 2CaSO4﹒2H2O
双碱法烟气脱硫工艺系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、脱硫液再生、脱硫剂制备系统、脱硫渣处理系统、工艺水系统组成。各系统介绍如下：
图1：双碱法脱硫工艺流程图
1、烟气系统
烟气系统具体流程为：热烟气自锅炉出来后经布袋除尘器除尘后，由引风机输送进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，烟气中的SO2等污染物被脱硫液吸收。经过喷淋洗涤后的烟气，经除雾器除去水雾后，通过烟道进入烟囱排空。从吸收塔到烟囱之间的烟道上分别设有温度检测、压力检测等监测仪表。
2、SO2吸收系统
烟气进入吸收塔内向上流动，脱硫液中的氢氧化钠与从烟气中捕获的SO2、SO3、HF、HCI等发生化学反应，生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等物质，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。 SO2吸收系统包括以下内容：吸收塔、烟气除雾器、吸收塔内循环等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。
3、脱硫液系统
脱硫液在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反应后，部分脱硫液在塔内实现内循环，部分溶液通过排出进入再生池，与来自石灰浆液罐中的石灰浆液进行再生反应。反应后进入沉淀池进行沉淀，清液流入PH调节池，经补充一定量的钠碱液、调整PH值后，脱硫液由循环泵泵入脱硫塔循环使用，即实现脱硫液外循环。沉淀物进入脱硫渣处理系统。
4、脱硫渣处理系统
脱硫渣处理系统包括水力旋流器、真空带式压滤机、渣浆泵等。沉淀池出来的含固体浓度高的脱硫渣浆液由渣浆泵泵入水力旋流器，经水力旋流器浓缩的脱硫渣浆液再自流到真空带式压滤机，分离的水进入沉淀池，经过脱水的脱硫渣由汽车送到渣场。
5、脱硫剂制备系统
脱硫剂采用石灰和钠碱，脱硫剂制备系统主要包括：石灰粉仓、石灰乳制备罐、钠碱罐等。
脱硫剂制备系统流程：由密闭运石灰车运来的石灰经气力输送到石灰料仓中，由称重给料机送到石灰乳制备罐，在罐中与工艺水进行混合直至达到所需的浓度。再由石灰浆液泵打入反应池中进行脱硫液再生反应。
钠碱人工给料至钠碱制备罐，在罐中工艺水进行混合直至达到所需的浓度，通过碱液泵输送到PH调节池，池内循环浆液经调节到合适碱度后经浆液循环泵打入脱硫塔喷淋母管。
五、结论
随着工业化的发展，环境污染问题已经严重威胁着人类自身的生存环境，制约了国民经济的可持续发展，因此近年来国家对环保政策和环保投入都在不断的加大力度，国家的环境意识不断提高。
采用双碱法脱硫工艺，可实现SO2排放总量减少，酸雨污染有所减轻，大气污染状况得到较好的改善。
实施该工艺有着相当的环境、经济价值，对提高居民的生活质量、改善地区的投资环境和促进人民的安定团结都有着积极的意义。
因此，双碱法脱硫工艺的实施具有良好的环境效益和社会效益。
【参考文献】
[1]中国机械工业联合会.锅炉房设计规范GB50041-2008.中国计划出版社.2008年北京。
[2]《工业锅炉房实用设计手册》编写组.工业锅炉房实用设计手册.1990年7月。
【关键词】双碱法脱硫；脱硫效率；脱硫原理
一、烟气治理目标
《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001中规定二类区SO2排放浓度≤900mg/Nm3标准。随着环保要求越来越严格，《山东省锅炉大气污染物排放标准》（DB37/2374-2013）规定，自2013年9月1日起，现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为300 mg/Nm3。到2015年1月1日起，现有企业7MW以上燃煤锅炉及燃水煤浆锅炉SO2排放浓度控制标准为200 mg/Nm3。
目前，山东省燃煤锅炉房的SO2排放水平已不能满足新的排放标准，根据《中华人民共和国大气污染防治法》，第四十八条规定“向大气排放污染物超过国家和地方规定排放标准的，应当限期治理”。因此必须实施锅炉烟尘脱硫设施改造工程，确保锅炉SO2达到排放标准要求。
山东省大部分地区锅炉房燃烧的煤，烟尘初始排放浓度为≤1800mg/Nm3，二氧化硫初始排放浓度≤2000 mg/Nm3，要求脱硫效率要≥90%。
二、常用脱硫工艺介绍
（一）各种脱硫工艺介绍
目前，主要用于烟气脱硫工艺按形式可分为干法、半干法和湿法三大类。一、干法：干法常用的有炉内喷钙（石灰/石灰石），金属吸收等，干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍不高（<50%），工业应用较少；二、半干法：半干法使用较多的为塔内喷浆法，即将石灰制成石灰浆液，在塔内进行SO2吸收，但由于石灰奖溶解SO2的速度较慢，喷钙反应效率较低，Ca/S比较大，一般在1.5以上，应用也不是很多；三、湿法：湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80%。湿法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石-石膏法、钠碱法、钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等。每一种成熟的脱硫技术都有其特点，适用于不同的脱硫环境和要求。应依据具体的标准要求、现场情况、脱硫剂供应和锅炉规模及燃煤含硫多少，结合脱硫技术特点，选择投资省、技术成熟完善、运行安全可靠费用低、占地面积较小和无二次污染的实用技术。
各种脱硫工艺的综合对比见表2.1-1
表2.1-1 脱硫工艺综合比较表
三、脱硫工艺确定
由表2.1-1可以看出，表中的脱硫工艺的效率均可达到治理目标的要求即脱硫效率要≥90%。
氧化镁法及钠碱法由于存在种种缺陷，在国内应用相对较少。
钠钙双碱法脱硫技术，与石灰石-石膏法相比，其吸收接触方式为气液接触而不是气固接触，吸收反应界面更大，反应速度快，脱硫率可高达95%，吸收剂利用效率高，设备体积远小于石灰石-石膏法。由于吸收剂为具有可溶性的钠盐而不是易沉淀的钙盐，吸收系统内不生成沉淀物，没有结垢和堵塞问题，而且设备投资低。吸收剂虽然为钠盐，但可用钙盐进行再生，循环使用，脱硫剂费用较低。
因此，在锅炉房脱硫改造中首选钠钙双碱法脱硫工艺。
四、双碱法脱硫在锦华锅炉房改造中的应用
钠钙双碱法是以氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的S02，然后再用石灰作为第二碱，处理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。双碱法的反应机理如下：
（一）吸收反应
2NaOH+ SO2 —— Na2SO3+ H2O
Na2CO3+ SO2 —— Na2SO3+CO2
Na2SO3+ SO2+H2O ?—— 2NaHSO3
该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应，生成Na2SO4：
2Na2SO3+ O2 —— 2Na2SO4
（二）再生过程（用石灰浆液）
CaO+H2O—— Ca（OH）2
2NaHSO3 + Ca（OH）2 —— Na2SO3+CaSO3﹒1/2H2O
Na2SO3+ Ca（OH）2 ——2NaOH+CaSO3﹒1/2H2O
再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏（CaSO4﹒2H2O）。
此外，在运行过程中，还有副反应-氧化反应发生：
2CaSO3﹒1/2H2O+O2+3H2O —— 2CaSO4﹒2H2O
双碱法烟气脱硫工艺系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、脱硫液再生、脱硫剂制备系统、脱硫渣处理系统、工艺水系统组成。各系统介绍如下：
图1：双碱法脱硫工艺流程图
1、烟气系统
烟气系统具体流程为：热烟气自锅炉出来后经布袋除尘器除尘后，由引风机输送进入吸收塔，向上流动穿过喷淋层，烟气中的SO2等污染物被脱硫液吸收。经过喷淋洗涤后的烟气，经除雾器除去水雾后，通过烟道进入烟囱排空。从吸收塔到烟囱之间的烟道上分别设有温度检测、压力检测等监测仪表。
2、SO2吸收系统
烟气进入吸收塔内向上流动，脱硫液中的氢氧化钠与从烟气中捕获的SO2、SO3、HF、HCI等发生化学反应，生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等物质，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。 SO2吸收系统包括以下内容：吸收塔、烟气除雾器、吸收塔内循环等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。
3、脱硫液系统
脱硫液在脱硫塔内与二氧化硫充分接触、反应后，部分脱硫液在塔内实现内循环，部分溶液通过排出进入再生池，与来自石灰浆液罐中的石灰浆液进行再生反应。反应后进入沉淀池进行沉淀，清液流入PH调节池，经补充一定量的钠碱液、调整PH值后，脱硫液由循环泵泵入脱硫塔循环使用，即实现脱硫液外循环。沉淀物进入脱硫渣处理系统。
4、脱硫渣处理系统
脱硫渣处理系统包括水力旋流器、真空带式压滤机、渣浆泵等。沉淀池出来的含固体浓度高的脱硫渣浆液由渣浆泵泵入水力旋流器，经水力旋流器浓缩的脱硫渣浆液再自流到真空带式压滤机，分离的水进入沉淀池，经过脱水的脱硫渣由汽车送到渣场。
5、脱硫剂制备系统
脱硫剂采用石灰和钠碱，脱硫剂制备系统主要包括：石灰粉仓、石灰乳制备罐、钠碱罐等。
脱硫剂制备系统流程：由密闭运石灰车运来的石灰经气力输送到石灰料仓中，由称重给料机送到石灰乳制备罐，在罐中与工艺水进行混合直至达到所需的浓度。再由石灰浆液泵打入反应池中进行脱硫液再生反应。
钠碱人工给料至钠碱制备罐，在罐中工艺水进行混合直至达到所需的浓度，通过碱液泵输送到PH调节池，池内循环浆液经调节到合适碱度后经浆液循环泵打入脱硫塔喷淋母管。
五、结论
随着工业化的发展，环境污染问题已经严重威胁着人类自身的生存环境，制约了国民经济的可持续发展，因此近年来国家对环保政策和环保投入都在不断的加大力度，国家的环境意识不断提高。
采用双碱法脱硫工艺，可实现SO2排放总量减少，酸雨污染有所减轻，大气污染状况得到较好的改善。
实施该工艺有着相当的环境、经济价值，对提高居民的生活质量、改善地区的投资环境和促进人民的安定团结都有着积极的意义。
因此，双碱法脱硫工艺的实施具有良好的环境效益和社会效益。
【参考文献】
[1]中国机械工业联合会.锅炉房设计规范GB50041-2008.中国计划出版社.2008年北京。
[2]《工业锅炉房实用设计手册》编写组.工业锅炉房实用设计手册.1990年7月。