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氧化氨鈣法為什么能做到脫硫脫硝一體化？

該技術(shù)的總工藝過程是：氧化氨鈣法是指利用堿性液體氨水吸收煙氣中上述的無機(jī)廢氣，生成各種銨鹽;在塔外將銨鹽與氫氧化鈣進(jìn)行置換反應(yīng)，還原出氨氣和硫酸鈣;利用強(qiáng)氧化劑將其后煙氣中的NO氧化成NOX，再利用氫氧化鈣在塔內(nèi)吸收成為亞硝酸鈣。以上兩種鈣鹽經(jīng)塔內(nèi)蒸發(fā)、濃縮、塔外沉淀、固液分離等工藝，分離出的氨水和氨氣送回氨水罐繼續(xù)循環(huán)使用，分離出的固體硫酸鈣石膏和亞硝酸鈣分別進(jìn)行脫水、烘干、包裝成袋進(jìn)行銷售。

該技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)過程是：將一定濃度的氨水通過噴嘴霧化噴入并覆蓋洗滌塔的反應(yīng)斷面，利用速度差使SO2、NO2分子與氨分子發(fā)生分子態(tài)——分子態(tài)發(fā)生激烈碰撞和傳質(zhì)、傳熱過程，進(jìn)行充分的吸收反應(yīng)和中和反應(yīng)，生成亞銨鹽。

在液體落底前利用空氣直接對(duì)最大表面積狀態(tài)的亞銨鹽進(jìn)行空間氧化，絕大部分生成穩(wěn)定的硫酸銨。集聚在塔底部的液態(tài)硫酸銨被氧化空氣不停地?cái)噭?dòng)而進(jìn)一步氧化。

塔底液體通過循環(huán)泵輸入到塔內(nèi)各種洗滌器中對(duì)煙氣進(jìn)一步洗滌，使吸收中核反應(yīng)更加徹底，并極大減少氣溶膠逃逸現(xiàn)象。干凈的煙氣進(jìn)入塔內(nèi)氧化段中，利用增氧劑將煙氣中NO氧化成NO2，在利用氫氧化鈣吸收成為亞硝酸鈣鹽。并收集在塔底部另一空間內(nèi).

(1)吸收反應(yīng) SO2+H2O → H2SO3(溶解) NO2+H2O → H2NO2(溶解)

(2) 亞鹽氧化

一部分HSO3-被煙氣和補(bǔ)充的空氣中的氧所氧化，屬于氣相離散型。反應(yīng)如下

(NH4)2SO3 + O → H2SO4(氧化)

其它的HSO3-在塔底池中被空氣完全氧化，屬于液相連續(xù)型。反應(yīng)如下：

HSO3-+1/2O2→HSO4- HSO3- ? H++SO42-

(3)電離反應(yīng)

H2SO4 ? H++HSO4-(電離) H2NO2 ? H++HNO2-(電離)

HSO4- ? H+2+SO4-2(電離) HNO2- ? H++NO2-(電離)

根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制。吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的過程，本工藝是用氨水吸收SO2，用氫氧化鈣吸收NO2。

(4)中和反應(yīng)

脫硫 NH4OH →NH3˙H2O (NH4)22++SO42-→(NH4)2SO4

脫硝 Ca(OH)2 →Ca2++ 2OH- Ca2++NO22-→Ca(NO2)2

(5) 置換過程

CaSO4的置換過程可以理解為一個(gè)離子交換過程,

(NH4)22++SO42- + Ca2++ 2OH-→ CaSO4 + 2NH4OH

(6)脫水過程

硫酸鈣的溶解度只有0.23g/100g水，幾乎不溶于水，達(dá)到一定量就很快沉淀在塔底部。亞硝酸鈣的溶解度是60.2g/100g水，經(jīng)多次分別循環(huán)后使亞硝酸鈣濃度達(dá)到飽和點(diǎn)產(chǎn)生沉淀。

將塔內(nèi)底部的硫酸鈣和亞硝酸鈣分別輸送到在塔外固液分離系統(tǒng)中。分離出的液體循環(huán)返回塔內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行洗滌和濃縮;分離出的固體硫酸鈣石膏和亞硝酸鈣分別進(jìn)行脫水、烘干、包裝成袋進(jìn)行銷售。

通過以上化學(xué)反應(yīng)和工藝分析過程可見，采用獨(dú)創(chuàng)的氧化氨鈣法技術(shù)工藝思路明確，原理可信，工藝簡單，無二次污染，配合塔內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專有技術(shù)，能在一個(gè)塔內(nèi)完成脫硫脫硝一體化任務(wù)，并能將產(chǎn)生的終止物回收。

針對(duì)煙氣中的二惡英、重金屬、惡臭等成分，該工藝可以利用超級(jí)氧化改變他們的原子結(jié)構(gòu)和特性，使其沒有毒性和味道，在進(jìn)行酸堿中和吸收、置換分離進(jìn)行氨回用、固液分離和烘干包裝滿足銷售條件等手段達(dá)到脫除目的。很容易做到脫硫效率大于99%、脫硝效率大于90%、脫其他廢氣效率達(dá)到60%以上，能使煙氣主要成分達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

該氧化氨鈣法工藝只需對(duì)塔內(nèi)和塔外輔機(jī)進(jìn)行稍加改動(dòng)，就可以達(dá)到大于50%的脫碳效率，終止物為碳酸鈣，可以成為大電廠石灰石膏法脫硫的原材料，這些用電廠不需要再從開采的石灰石礦中獲得氧化鈣而造成大量二氧化碳對(duì)空排放產(chǎn)生的嚴(yán)重污染。