吴卫涛 王雯雯 郝媛（陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054）

影响亚钠循环法吸收过程的因素分析

吴卫涛 王雯雯 郝媛（陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安 710054）

亚钠循环法是烟气脱硫技术中的一种，主要作用就是脱除烟气中的硫元素，避免形成硫化物对环境造成污染。在采用该方法进行脱硫时，存在许多因素影响着脱硫的效果，比如吸收液的浓度及其酸碱度值，还有塔口的二氧化硫的浓度等，对这些因素进行分析，对于增加亚钠循环法的脱硫效果具有较高的参考价值。

亚钠循环法；脱硫；因素分析

亚钠循环法在国际上被称为威尔曼罗德法，以研发该方法的公司命名。亚钠循环法的工作原理是以亚硫酸钠作为吸收剂，当温度低于60摄氏度时，亚硫酸钠会与烟气中的二氧化硫发生化学反应，最终生成亚硫酸氢钠，当其浓度达到一定程度时，再将其送入蒸发器，对其进行加热促使其发生分解，就可以得到比较高浓度的亚硫酸钠和二氧化硫，从而实现亚硫酸钠的循环利用，同时收集的二氧化硫可以用作生产硫酸的原材料[1]。总的来说，亚钠循环法脱硫可以实现吸收剂的循环使用，效率也比较高，耗能少，最重要的是反应生成的亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的溶解性都比较好，不会造成管道的堵塞，并且其中电离出来的钠离子作为正价离子，不会致使铵根离子的挥发，造成氨雾污染环境。虽然二氧化硫销路较少，但是可以将其用作生产硫磺的原材料，只是实际生产中成本较高。

1 亚钠循环法脱硫方案

脱硫吸收的装置设置时采用了两个吸收塔，都有一定的填料，用20%的亚硫酸钠溶液作为吸收液。对自制的烟气进行脱硫操作，首先使用风机将烟气吸入塔1的底部，然后烟气由于空气浮力的作用会向上游动与吸收液接触，发生反应，之后从塔2的底部进入塔内，吸收过程结束之后再从塔顶排出。

2 运行各部分对吸收过程的影响

结合实践和理论知识进行分析，实际上，采用亚钠循环法进行脱硫时，整个吸收过程受到诸多因素的影响，其中包括吸收液的浓度及其酸碱度值，也包括塔口的二氧化硫的浓度等，笔者也将通过实验结合实践经验进行具体分析。

2.1 吸收液的浓度

首先是对吸收液的初始浓度的选择，初始浓度对于实验的影响也非常大，主要体现在脱硫效果方面。吸收液浓度过高有可能造成管道的堵塞，浓度过小，会使脱硫效果降低的比较快。已有的文献表明，亚钠循环法要发挥最好的脱硫效果，需要将吸收液的初始浓度控制在5%-10%之间。实验数据显示，亚硫酸钠的溶解度先是与温度变化成正比，当温度达到40摄氏度附近时，其溶解度也达到最大，当温度高于40摄氏度之后，其溶解度呈下降趋势[2]。因此，在吸收过程中对温度的控制十分重要。吸收液的配置主要在常温下进行，吸收过程中的温度肯定要高。因此，常温下配置吸收液时，要适当的提升吸收液的质量分数。

2.2 吸收液的酸碱度

利用亚钠循环法脱硫时，随着亚硫酸钠溶液不断吸收二氧化硫，会发生化学反应，亚硫酸钠与之反应后生成亚硫酸氢钠。所以，溶液的酸碱度是一直发生变化的，其成分也在不断发生变化。实验显示，当总碱比约为0.5时，吸收液中的溶质全部是亚硫酸钠，其酸碱度值为10.4.而当总碱比约为1时，溶质全部变成了亚硫酸氢钠，其酸碱度值为4.2。这种转变伴随着溶液酸碱度值的下降，基于此，可以通过测量溶液的酸碱度值来确认吸收进行的程度。

2.3 塔出口的二氧化硫浓度

吸收过程也会造成塔出口二氧化硫浓度的变化，出现转折之后，二氧化硫的浓度会逐渐增大。实验显示，在吸收过程中不适用任何吸收助剂的情况下，酸碱度值高于7.2时，吸收二氧化硫的效果最好，几乎全部被吸收。之后，酸碱度值会呈下降的趋势，塔出口的二氧化硫的浓度也会显著的提升。当酸碱度值降到6.7左右时，塔口的二氧化硫浓度达到了污染物的排放极限标准。在添加有机胺之后，当酸碱度值也为6.7左右时，二氧化硫的浓度就会非常的小，接近于0，之后会有明显的提高。因此，实验结果表明加入吸收助剂可以有效增强吸收液的吸收能力。抑制酸碱度的降低。

2.4 入塔浓度的差异

在实验过程中，设置了不同范围的二氧化硫入塔浓度。结果发现，二氧化硫的入塔浓度与尾气排放的浓度呈很强的正比关系，其函数图像呈一次函数的形式，具有明显的线性相关关系。二氧化硫的入塔浓度升高时，尾气排放的浓度随之升高，降低时亦是如此。总的来说，亚钠循环法吸收二氧化硫时，能够实现灵活操作，在吸收过程中如果二氧化硫的浓度发生明显的变动，调整之后，依然可以保证烟气的净化程度。

3 结语

本文通过实验结合实践经验，得出以下结论：首先，使用亚钠循环法脱硫时，浓度选择控制在20%附近，吸收效果最佳；其次，吸收液的酸碱度值的变化反映了其组成成分的变化，通过测量酸碱度值可以推测吸收的进度；再次，在吸收液中加入助剂能够有效增强吸收液的吸收能力，并能提高其利用效率；最后，亚钠循环法在运用中具有较好的弹性，能够确保净化目标的实现。

[1]郝媛,吴卫涛,王雯雯.影响亚钠循环法吸收过程的因素分析[J].化学工程师,2016,30(8):8-10.

[2]蒋利桥,赵黛青,陈恩鉴.亚硫酸钠循环法烟气脱硫工艺实验研究[J].热能动力工程,2005,20(4):384-386.

吴卫涛(1986-)，男，汉，陕西西安，工程师，硕士，研究方向：含硫废气脱硫