碳酸氢钠脱硫及其优化条件的筛选探讨

钠碱法治理SO2去除效率高,反应速率快,碱利用率高。但工业上NaH CO3的生产主要采用氨碱法，成本较高,故用NaHCO3脱硫的研究和应用较少。中国内蒙古自治区伊克昭盟等地具有丰富的天然碱矿藏,由天然碱制得的NaHCO3成本要低得多，甚至原矿可以直接应用。而内蒙古自治区有较多的大型工业企业，生产中排出大量的二氧化硫，采用当地产的天然碱脱除二氧化硫非常经济,故研究NaHCO3脱硫工艺。
1 实验
1. 1实验装置及实验方法
分别改变N2与SO2流速，配成含SO2不同浓度的模拟烟道气，分别考察不同状态的NaHCO3对SO2的脱除效果。
1.2 脱硫前后SO2浓度的检测
SO2浓度的检测按GB/T 15262规定的方法，即甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法检测。

2 结果与讨论
2.1 不同形态N aHCO3对SO2脱除率的影响不论是何种形态的NaHCO3,一般情况下都会和SO2发生下列反应:
2NaHCO3+ SO2一NaSO3+ 2C02+ H20
(1) Na2SO3+ SO2+ H20一H2N aHSO3
(2) 可以看出，反应物的形态、反应体系的pH、压强、温度等条件都会对上述反应产生影响。
本文设计了几种形态的NaHCO3作为脱硫效果实验考察对象:
①颗粒/块状NaHCO3;
②浆状NaH-CO3;
③150Hm粉状活性炭吸附饱和NaHCO3溶液所制得的干粉状脱硫剂;
④5A型180 Hm分子筛吸附饱和NaHCO3溶液所制得的干剂;
⑤粉末状NaH-CO3。

同时用单独的活性炭粉末进行脱硫试验,作为比较。
脱硫率的计算公式为:D = (co- c1)/eo x 100%
式中:co为脱硫前SO2的浓度,c1为脱硫后SO2的浓度，D为脱硫率。
脱硫结果见表1。从表1看出，前3种形态下NaHCO3都有很好的脱硫效果,其中尤以浆状NaHCO3和活性炭吸附饱和NaHCO3溶液的脱硫效果为佳。而分子筛吸附饱和NaHCO3溶液和活性炭单独脱硫效果很差。
分析认为, NaHCO3与SO2在干态或湿态下都很容易发生反应;在浆状下，由于有水的存在，在多相体系中的反应,在溶液中较在固体中更易反应;活性炭吸附饱和NaHCO3溶液所制得的脱硫剂与SO2反应时，
首先是活性炭吸附SO2,SO2再与吸附在活性炭表面的小苏打反应,较颗粒/块状有更长的停留时间;分子筛吸附饱和N aHCO3溶液的脱硫效果很差,可能是因为分子筛颗粒大,填充时空穴大，SO2在脱硫管中停留时间短,反应不充分;
单独的活性炭脱硫仅仅是简单的物理吸附，与化学吸附相比效果就很差了。

2.2 气体流速对NaHCO3脱硫率的影响
表2列出了模拟烟道气体的两种不同流速下活性炭吸附饱和N aHCO3溶液的脱硫率。从表2可以看出，气体流速大,脱硫率低;气体流速小，脱硫率高。
经分析,气体流速越大，气流在脱硫装置中停留时间越短,反应不充分，脱硫率越低;气体流速越小，气流的停留时间越长，反应较充分,脱硫率越高。

2.3 温度对NaH CO3脱硫率的影响
不同温度条件下活性炭吸附饱和NaHCO3的脱硫率曲线见图3。从图3看出,从室温到150 C左右，脱硫率变化不大;温度继续升高,脱硫率显著下降。
经分析认为:
①在较高温度下，NaHCO3分解，脱硫效果下降;
②温度升高，活性炭的吸附能力显著下降,致使气流的停留时间减短，SO2与NaHCO3反应不充分，所以脱硫率下降;
③吸附过程本身是个放热过程,高温对该过程来说是个不利因素,也会导致脱硫率的下降。

3 结论与建议
NaHCO3在不同形态下一般都有较好的脱硫效果,尤其以浆状和活性炭吸附饱和溶液效果最佳。
所以NaHCO3确实是一种经济实用的脱硫剂，有极大的开发应用前途。从动力学过程.上看,气流的流量和温度对N aHCO3的脱硫过程都有一定的影响。
在气流速度不高、温度低于150C情况下效果较好。所以在工业应用过程中，有必要考察脱硫剂应用过程中的实际条件,通过多级流程等方法提高脱硫效果。

【来源：百度文库】