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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(guò)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(wú)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(guò)程是：將一定濃度的氨水通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程

CaSO4的置換過(guò)程可以理解為一個(gè)離子交換過(guò)程,

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

(6)脫水過(guò)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(guò)以上化學(xué)反應(yīng)和工藝分析過(guò)程可見(jiàn)，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(jiǎn)單，無(wú)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(méi)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?gòu)拈_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。