旋流板脱硫塔脱硫原理

旋流板脱硫塔脱硫原理

旋流板塔中，SO2的化学吸收反应因吸收剂的不同而不同。目前，在旋流板塔脱硫中应用的脱硫剂有石灰（CaO）、纯碱（Na2CO3）及烧碱（NaOH）。
（1）以CaO为脱硫剂。当以CaO为脱硫剂时，旋流板塔内将发生如下的化学吸收反应：
石灰消化反应
CaO＋H2O→Ca(OH)2 ⑴
Ca(OH)2吸收SO2的化学反应
Ca(OH)2＋SO2→CaSO3 1/2H2O＋1/2H2O ⑵
Ca(OH)2＋CO2→CaCO3＋H2O ⑶
CaCO3＋SO2＋1/2H2O→CaSO3 1/2H2O＋CO2 ⑷
CaSO3 1/2H2O＋SO2＋1/2H2O→Ca(HSO3) ⑸
由于烟气中含有过剩的氧，还会发生亚硫酸盐氧化反应：
2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O→2CaSO4 2H2O ⑹
由于烟气中过剩氧少，一般为4左右，能发生氧化反应的亚硫酸钙少，大部分的亚硫酸钙（约95以上）并未发生氧化反应。
（2）应用“双碱”法脱除SO2。采用“双碱”法，既提了SO2的吸收效率，又降了吸收剂的。其原理如下：采用*碱烧碱（NaOH）吸收SO2，再用二碱石灰浆液（Ca(OH)2）进行再生，再生后的NaOH碱液可继续循使用。其化学反应如下：
化学吸收SO2
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O ⑺
由于烟气中含有氧气，将会进行亚硫酸钠氧化反应
Na2SO3＋1/2O2→Na2SO4 ⑻
同样，未发生氧化反应的亚硫酸钠占95以上。
再生反应
Na2SO3＋Ca(OH)2→2NaOH＋CaSO3 1/2H2O↓ ⑼
由于氧化副反应生成的Na2SO4难以再生，使烧碱（NaOH）的消耗量有所增加，需不断向系统补充少量的烧碱（NaOH）（大约为3～5）
（3）以Na2CO3作吸收剂。吸收剂Na2CO3在温下吸收烟气中的SO2，同时生成Na2SO3，Na2SO3还可继续吸收SO2而生成NaHSO3。NaHSO3是酸式盐，不具有吸收SO2的能力。其化学反应如下：
2Na2CO3＋SO2＋H2O→2NaHCO3＋Na2SO3 ⑽
2NaHCO3＋SO2→Na2SO3＋H2O＋CO2↑ ⑾
Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3 ⑿
吸收开始时，主要按⑽、⑾式进行反应生成Na2SO3，而后Na2SO3继续吸收SO2生成酸式盐NaHSO3，实际吸收反应按⑿式进行。
由于烟气中含有过剩氧，也会引起如下的氧化反应：
Na2SO3＋1/2O2→Na2SO4
在一般情况下，循吸收液中含有Na2SO3和Na2SO4，但Na2SO4的含量少。因而吸收液的主要成分是Na2SO3和NaHSO3。在此吸收液中，*能吸收SO2的是NaSO3。当吸收液全部是Na2SO3时，对SO2的吸收能力zui大；当吸收液中的Na2SO3全部转化成NaHSO3时，对SO2的吸收能力为0。
（4）以NaOH作脱硫剂。以NaOH为吸收剂，吸收SO2反应如下：
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O ⒀
Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3 ⒁
以NaOH为脱硫剂与以Na2CO3为吸收剂基本上相同，不再赘述。
外厂商之所以采用钠碱法脱硫，主要原因是其脱硫效率（90～95）；可获得浓度SO2和冰晶石等副产物；吸收液还可再生，再生后的吸收液可循使用等。我厂商采用钠碱法脱硫，并非是为了获得浓度的SO2和冰晶石副产物，而是以CaO为吸收剂时*工艺过程条件不掌握而造成脱硫塔结垢。
1.2气液传质脱硫机理及除尘机理

锅炉烟气经文丘里喉管降温增湿，从塔底以切线方向进入塔内向上螺旋流动。石灰浆液由石灰浆液循系统进入塔内喷洒在旋流板中心的盲板上，后被盲板分配到旋流板的各个叶片上形成薄层液膜，并被导流旋转的气流（7～8m/s）喷散成液滴，液滴粒径为40～60μm，单位液体表面积增加了2600倍。液滴随气流旋转运动，在离心力的作用下，被甩塔的内壁，形成沿塔内壁旋转向下流动的水膜，在离心力的作用下，烟尘甩塔的内壁上，烟尘被润湿，质量增加，随水膜一起向下流动。从叶片直塔底，液体以细滴状态穿过气相与气体接触，进行SO2和石灰浆的气液传质过程，传热、传质强度较大。在此过程中，烟气中气体SO2溶于石灰浆液滴成为溶解性SO2，后被活性组分Ca(OH)2吸收，生成CaSO3 1/2H2O。吸收后的石灰浆液滴被烟气的离心力甩塔的内壁，靠重力作用，随同被润湿的烟尘及水膜一同下降并进入灰水分离系统分离灰渣，灰水中主要含有大量的CaSO3 1/2H2O、未发生化学吸收反应的Ca(OH)2、烟尘及少量的CaSO4 2H2O。净化后的烟气经汽水分离系统除雾后到中。旋流板塔盘上，气液接触的模型如图1所示。