碱式硫酸铝法烟气脱硫工艺

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1、作者：温高-相关文章*碱式硫酸铝—石膏法烟气脱硫技术温高，于洁（内蒙古工业大学电力学院，呼市，010080）摘要：碱式硫酸铝—石膏法作为一种脱硫技术对于处理低浓度SO2具有诸多优点，文中介绍了该法的发展概况、脱硫原理、工艺流程以及工艺要点。关键词：碱式硫酸铝；脱硫；工艺流程；工艺要点1前言我国二氧化硫排放量居世界第一位，2003年已达2159万吨，其中59%以上的二氧化硫是由燃煤电厂排放的[1]。燃煤电厂是SO2污染最集中、规模最大的行业，也是我国控制SO2污染的重点行业。控制燃煤电厂SO2排放的途径主要有燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫，

2、而烟气脱硫是目前控制SO2最行之有效的途径。烟气脱硫的基本原理是利用各种技术手段将烟气中的SO2从气相中分离转，利用酸碱中和反应将气相中的SO2转化成固态或液态的硫酸盐、亚硫酸盐或其它的硫酸盐形式。碱式硫酸铝—石膏法是湿法烟气脱硫技术中的一种，在试验过程中我们发现应用该种技术在处理低浓度二氧化硫上具有诸多优点。2什么是碱式硫酸铝硫酸铝是离子型化合物，易溶于水，由于Al3+的水解作用，使它的溶液呈酸性，往溶液中加入CaCO3粉末，可生成含水量不定的水合氧化铝Al2O3·xH2O，也可写作Al2(OH)3的形式，其碱性略强于酸性。活性组分Al2

3、O3对SO2具有强大的亲和力，它能与未反应的硫酸铝形成碱式络合物（1-x）Al2（SO4）3·xAl2O3，通常将它称作碱式硫酸铝[2]。目前，世界上利用碱式硫酸铝溶液作为吸收剂吸收烟气中SO2，进行烟气脱硫的方法有两种，即碱式硫酸铝—石膏法（简称碱铝石膏法）和碱式硫酸铝—解析法（简称碱铝解析法）。[3]3碱式硫酸铝法烟气脱硫工艺发展概况碱式硫酸铝解析法最早由英国皇家化学工业公司（ICI）于1932年至1942年进行研究，该国的蔓彻斯特于1958年建成一套装置并投入运转。芬兰奥托昆普铜冶炼厂于1936年用该法处理含5%SO2烟气，生产能力为

4、52t/d（液体SO2）。我国沈阳化工研究院于1954年用此法进行过中间试验，处理含0.5～1%SO2的铅烧结烟气，吸收率达90%以上，吸收SO2以后的溶液，用低压蒸汽解吸，以得到SO25气体，并使吸收剂循环使用，解吸效率接近100%，每吨SO2消耗低压蒸汽6.7吨。由于当时条件限制，对于0.3%左右的低浓度SO2气体未进行试验。日本自六十年代开始逐渐重视碱式硫酸铝法的研究。1972年，日本同和矿业公司开发了碱式硫酸铝—石膏法用于烟气脱硫，并首先在该公司的冈山冶炼厂使用，20个月的平均脱硫率为99%。我国于1980年引进一套该装置，用来处理

5、南京钢铁厂硫铁矿烧渣的高温氯化焙烧尾气，最大设计烟气量为52,300Nm3/h，SO2浓度为2,850ppm，排空SO2浓度106ppm，自生产以来，脱硫效果很好，SO2吸收率达98.7—99.5%。从1980年开始，南京化学工业公司研究院在消化该装置的基础上，经历了实验室小试、工艺模拟和连续运行验证等阶段，为沈阳冶炼厂设计了一套处理硫酸车间尾气的脱硫生产装置，其设计烟气量为135,000Nm3/h，SO2年平均浓度4,500ppm，1985年投产。其后的20年国内外再无研究应用该法的文献报导。1998年我们在生化法烟气脱硫试验研究中，偶然

6、发现碱式硫酸铝溶液对于吸收1000ppm以下浓度的SO2气体具有诸多优点，随后对其脱硫原理、工艺流程作了深入的试验研究。4碱式硫酸铝—石膏法脱硫技术4.1碱式硫酸铝—石膏法脱硫原理该法用碱式硫酸铝溶液吸收烟气中的SO2，然后将此吸收液氧化，再用石灰石再生为碱式硫酸铝循环使用，同时可副产石膏。该工艺过程由三个基本步骤组成，即吸收、氧化、中和（再生）。下面将其原理分述如下：（1）吸收：碱式硫酸铝（BAS）溶液对SO2具有良好的吸附能力，化学反应如下：Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2＝Al2(SO4)3·Al2(SO3)3（1）由反应式可

7、知，溶液中吸收SO2的有效成分是Al2O3,Al2O3含量的多少，将决定对SO2的吸收能力，它在溶液中的含量通常用碱度表示，碱式硫酸铝表示为（1-x）Al2(SO4)3·xAl2O3，则碱度为100x%。（2）氧化:吸收SO2后的溶液用空气中的氧将Al2(SO3)3氧化为Al2(SO4)3：2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3+3O2＝4Al2(SO4)3（2）吸收SO2后的碱式硫酸铝在氧化塔中用空气进行氧化，氧化速度快，停留时间仅需几分钟，反应是在气液两相中进行，因此与空气量（为理论量的2倍）、气液接触表面积以及氧的吸收率有关[4]。

8、（3）中和（再生）：用石灰或石灰石粉中和使吸收液再生，其反应式如下：2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O↓+3CO