碳酸氢钠用于烟气脱硫的基本原理
碳酸氢钠(小苏打, NaHCO3)可以用作烟气脱硫的吸附剂。它通过化学吸附去除烟气中的酸性污染物,同时,它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入高温烟气。在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O和CO2。
新产生的碳酸钠Na2CO3在生成瞬间有高度的反应活性 ,可自发地与烟气中的酸性污染物进行下列反应,一般情况下,烟气温度在140和250 °C之间。由于碳酸氢钠吸附剂的高度活性,通常略微过量的碳酸氢钠(化学计量因子在1.1和1.3之间)就足够 。
原则上碳酸钠(苏打,Na2CO3)也可用于烟气脱硫。碳酸钠的反应活性稍低,但工艺流程几乎不变。本文对碳酸钠脱硫不作进一步阐述。由于运输和存储的原因,碳酸氢钠原料通常是粗颗粒(d50值约为200微米)。如要达到较高的反应活性,吸附剂必须有较大的比表面积。因此在注入烟气管道前,碳酸氢钠必须研磨至一定细度。比如,要去除SO2碳酸氢钠细度须达到d90。
(1)定体积地供给下游的分级磨(2)所需的吸附剂的量可由脱硫前后的污染物浓度趋势曲线计算,并通过变频器对螺旋输送机进行控制。在螺旋输送机和分级磨之间须安装旋转阀,用于隔离气流,以免气流影响螺旋输送机的定量进料。碳酸氢钠在分级磨中进行研磨后,细粉由一台物料输送风机(3)气体输送至烟气管。此操作模式中的积垢问题经常是讨论的焦点。设备的清洗,特别是物料输送风机的清洗过于耗时。此外,在开机和关机过程机叶轮上的积垢还可能剥落,导致风机的振动及其运转状态的振荡。因此考虑由负压流程改为正压流程。在新的工作模式下风机安装在分级磨之前,将工艺空气压入研磨系统。这种工作模式的优点是研磨后的碳酸氢钠不通过风机运输,完全避免了风机的积垢问题。此外,风机的耗电也有所降低,使经营成本更低。
碳酸氢钠受热能做食品膨松剂的原因是:受热后分解出二氧化碳气体,使馒头产生蜂窝。
碳酸氢钠在50℃以上迅速分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。既能与酸反应又能与碱反应。与酸反应生成相应的盐、水和二氧化碳,与碱反应生成相应的碳酸盐和水。
碳酸氢钠固体在50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体,常利用此特性作为制作饼干、糕点、馒头、面包的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠,使用过多会使成品有碱味。
扩展:
碳酸氢钠气固相碳化法将碳酸钠置于反应床上,并用水拌好,由下部吸入二氧化碳,碳化后经干燥、粉碎,即得成品。
在食品加工中,它是一种应用的疏松剂,用于生产饼干、面包等,是汽水饮料中二氧化碳的发生剂;可与明矾复合为碱性发酵粉,也可与纯碱复合为民用石碱;还可用作黄油保存剂。
小苏打脱硫中国是煤化工大国,又是水资源紧缺的国家,尤其在西北地区这一矛盾尤为突出.目前普遍采用的烟气湿法脱硫工艺在有效脱除SO2的同时,也有着花费大量水资源、排放脱硫废水、大量热量损失、SO3脱除效率不佳、可凝结性和可溶解性颗粒物排放的问题.干法脱硫可减少烟气中可凝结颗粒物、可溶解颗粒物排放,使烟气中酸大幅度降低,烟羽几乎透明,很容易扩散.同时有利于回收低温热量,提高锅炉热效率,减少能源消耗,在煤化工燃煤锅炉及垃圾焚烧发电等行业具有广阔的发展前景.