利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的技术研究

北极星环保网讯:文章介绍了利用造纸白泥脱除烟气中二氧化硫的工艺流程、设备和技术设计特点，并对其应用前景进行了分析。我国每年由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失达1100多亿元。而火电厂的二氧化硫排放占全部二氧化硫排放的比重很高，因此火电厂脱硫是国家减排二氧化硫的重点之一。

烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization，FGD)是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效的技术手段。目前，世界各国对烟气脱硫都非常重视，已开发出数十种行之有效的脱硫技术。本文介绍了利用造纸白泥脱除锅炉烟气中二氧化硫的方法。

1 造纸白泥-石膏法烟气脱硫技术

造纸白泥是造纸厂的废弃物。造纸厂碱回收车间的黑液浓缩焚烧后，从燃烧炉底部流出的熔融物的主要成分是碳酸钠和硫化钠，溶于稀白液后，称为绿液。

在苛化工段，往绿液中加消石灰，使碳酸钠转化为氢氧化钠。澄清后的液体称为白液，即蒸煮用的碱液，沉淀出的碳酸钙称为白泥。化学反应式如下：

Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓

造纸白泥需要进行洗涤以回收其中的残碱，经过滤、脱水后即产出白泥。草浆碱回收后的白泥因含硅量高，难以回收CaCO3，只能堆存填埋。

由于造纸白泥含碱达4.14%，排入江河后会对生态环境造成十分严重的危害和污染，国家从2000年起就限制其排放量。

为解决这一难题，同时也为消除“白色污染”，利用造纸白泥脱除锅炉烟气中的二氧化硫，有利于充分利用国内大量的造纸白泥变废为宝，降低产品成本，节约资金，实现可持续发展。

造纸白泥作为一种脱硫剂可有效脱除烟气中的二氧化硫，具有以废治废、脱硫效率高、脱硫成本低的特点，同时又减少了白泥的堆存。

造纸白泥可替代双碱法中的氢氧化钠和氧化钙、氧法镁法中的氧化镁、石灰石-石膏法中的碳酸钙，广泛适用于工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉中的二氧化硫脱除。脱硫效率可达到90%，由于在脱硫的同时也具有除尘作用，除尘效率可达到98%。

利用白泥脱硫不需要特殊设备，在循环泵前加入到水池中搅拌一下即可。为了减少系统的结垢，在加入造纸白泥的同时加入少量的氧化镁即可维持系统的稳定运行。

2 造纸白泥脱硫工艺流程

造纸白泥-石膏湿法脱硫工艺系统主要由烟气除尘降温系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程见图1。

锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、气-气换热器GGH(可选)降温后进入吸收塔。烟气在吸收塔内向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。

循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCl和HF，与此同时采用强制氧化工艺，将反应的副产物氧化为石膏(CaSO4˙2H2O)。

循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，使气体和液体得到充分接触。每个泵通常都与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。

在吸收塔中，造纸白泥与二氧化硫反应并氧化生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。石膏脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和真空皮带脱水机。

经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，去除清洁烟气中所携带的浆液雾滴。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗，一是为了防止除雾器堵塞，二是可将冲洗水作为补充水以稳定吸收塔液位。

在吸收塔出口，烟气温度为55℃～65℃，且为水蒸汽所饱和。通过GGH将烟气加热到72℃以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。脱硫过程主反应为：

SO2+H2O→H2SO3(吸收)

CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O(中和)

CaSO3+1/2O2→CaSO4(氧化)

CaSO3+1/2H2O→CaSO3˙1/2H2O(结晶)

CaSO4+2H2O→CaSO4˙2H2O(结晶)

CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2(pH控制)

同时烟气中的HCl、HF与CaCO3反应，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入造纸白泥浆液进行调节与控制，一般pH值在5.2～6.5。

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