4.2脱硫化学机理

用碱性液洗涤含SO2的气体时，首先SO2与水相互反应生成亚硫酸，部分亚硫酸水解生成H⁺、HSO₃^-¯及少量的SO3^2-离子。同时水常溶液中的碱则离解成Na⁺和OH^-离子。生成OH^-离子时因下列反应而使H⁺离子减少：

SO2   H₂SO₃    H⁺+HSO₃^-

    OH^-+H⁺   H₂O

H⁺离子减少的结果是使HSO₃^-和SO₃^2-离子量增加，从而使溶液中未离解的亚硫酸和物理溶解的SO2含量减少，因此继续从气体中吸收SO2。

最初碱过剩时，SO2与碱反应生成正盐来硫酸钠（Na₂SO₃）。

   2NaOH+SO₂  Na₂SO₃+H₂O   ﹍﹍﹍①

待至碱耗尽而继续从烟气中吸收SO₂时，则生成酸式盐亚硫酸氢钠（NaHSO₃）。

Na₂SO₃+SO₂+ H₂O   2NaHSO₃ ﹍﹍﹍②

亚硫酸氢钠与碱反应又再生出正盐亚硫酸钠。

NaHSO₃+NaOH   Na₂SO₃+ H₂O﹍﹍﹍③

在运行过程中，不可避免地会发生副反应，即少量亚硫酸钠被氧化为硫酸钠（Na₂SO₄）。

2Na₂SO₃+O₂   2Na₂SO₄﹍﹍﹍﹍﹍﹍④

脱硫液自流入沉淀池时加入Ca（OH）₂，再生成NaOH和石膏等沉淀物。

Na₂SO₃+Ca（OH）₂        CaSO₃  +2NaOH………⑤

Na₂SO₄+Ca（OH）₂        CaSO₄  +2NaOH………⑥

亚硫酸钠的氧化率与烟气中的氧含量、烟尘杂质种类及循环液浓度、PH值高低等有关。

系统在正常运行时，脱硫操作是在吸收—再生中循环进行，由此可见，循环液是由Na₂SO₄…Na₂SO₃…NaHSO₃组成的溶液体系，溶液中的Na₂SO₃与NaHSO₃的浓度和比例是影响吸收率的关键因素。其中有脱硫能力的成分是Na₂SO₃。在不断吸收SO₂生成NaHSO₃过程中，表现为循环液PH值逐渐下降，循环液面上的二氧化硫分压P_SO2逐渐升高，脱硫能力逐渐降低。为了恢复循环液的吸收能力，必须再生Na₂SO₃。为此，按需要的碱量投入PH调节槽，调节循环液的PH值，即可再生出Na₂SO₃。

当循环液中的Na₂SO₃全部变为NaHSO₃，继续吸收SO₂时，不可能再起化学反应，此时仅因SO₂对该溶液的溶解度关系而溶解于溶液中并达到饱和，循环液PH值急剧下降，循环液面上的二氧化硫分压P_SO2急剧升高，吸收过程无法进行。因此循环液的PH值必须控制。Na₂SO₃、NaHSO₃和Na₂SO₄在水中的溶解度随温度变化而变化，除NaHSO₃随温度升高而增加外，其余两种都是在40℃时溶解度最大，而后随着温度的升高而减少。通常，循环液的温度可升至60～65℃。当循环液浓度较高时，NaHSO₃在循环液的温度下处于不饱和状态，而当投入Ca（OH）₂再生NaOH时，由于CaSO₃溶解度较少，达到饱和并结晶析出，从而使水平中的SO₃^2—浓度下降，达到循环水再吸收SO₂的效果。但是因为分压是问题，还是需要定时换水，保持循环水喷淋脱硫除尘的效果。

4.3设备结构及工作原理

（1）设备结构

脱硫塔用200㎜花岗岩麻石件构筑而成，是一个圆形立式筒体，筒体底部设有烟气进口，中部设四层扇形旋流石板，石板面上装有3个高压旋转不锈钢喷嘴喷水，顶部设置一层脱水装置，底部侧有排污水封。麻石筒体用耐酸耐高温材料砌筑，能起防腐作用，比为：50kg耐腐水泥、30kg玻璃水、20kg石英砂等配制而成）。

（2）工作原理：

锅炉烟气经过原除尘后，进入新增的旋流板脱硫塔中。循环碱液从脱硫塔塔板上注入，由专业脱硫喷嘴向下喷射.烟气由脱硫塔底部进入,在紊流状况下旋转上升，烟气中的SO₂与碱性水雾充分接触，发生初级反应；烟气再向上经四级旋流板，在加压喷嘴辅助下，烟气中的SO₂经过旋流板形成的碱性水膜和水雾旋转充分混合，达到二次洗涤脱硫。

当烟气经过旋流装置时，与该装置上的多层水帘气动混合，接受第二次洗涤。烟气在上升过程中，所含介质不断与碱液水帘碰撞混合并吸收分解（反应），经过数次重复的碱液洗涤接触，从而达到了吸收和分解的作用，烟气中的二氧化硫、氮氧化物等有害物质被分解在稀脱硫剂中，脱硫剂由塔底水封流向碱液池经处理后脱硫剂再生循环使用，净化后的烟气经由副塔连接到烟囱达标排放。

4.4灰水或钠碱处理

脱硫塔的脱硫液排出到碱液池系统内，经一沉淀池沉淀后再到反过滤池多级处理后，在水池内投放氢氧化钠、消石灰、碱液由提升泵经管道不断循环回流供应至脱硫塔，经过滤处理后的脱硫剂不外排连续再生复用，所以脱硫剂不会对环境造成二次污染。脱硫系統达到了设定的处理效果，同的循环池水长时间使用，应定期或适时补充自来水。

4.5工艺特点

为保障锅炉系統的正常生产、本脱硫设备在安装时应尽可能不改动厂方原有的设施，减少引风机的动力损耗，节约能源。该脱硫设备占地面积小，阻力小，设备维护简单，运行操作方便，易于管理设备运行；具有运行费用低运行稳定可靠，脱硫效率高寿命长等特点。