文 献 综 述

1.1 柠檬酸钠脱硫工艺及关键设备设计概述

国内外对可回收 SO2 烟气脱硫技术从 20 世纪 60 年代开始研究，到目前为止，主要有: 碱式硫酸铝解吸法、柠檬酸钠法、氧化镁回收法、亚硫酸钠循环法、有机胺法等^[1]。用柠檬酸钠法来吸收气体中SO2 的方法最早是 20 世纪 70 年代由挪威和瑞典科学家提出来的。其中，柠檬酸 一 柠檬酸钠缓 冲溶液由于其蒸气压低 、无毒 、 化学性质稳定、 吸收SO2效率高等原因 , 很早就引起了人们 的注意。Wal ke^[2]: 等把其列为极具开发价值 的 n 种脱硫吸收剂之一。挪威的 E r - ag ^[3]在 80年代初研究了以柠檬酸 一 柠檬酸钠缓冲溶液脱除高浓 度SO2的可行性 和SO2在缓冲溶液上的平衡分压 , 但其温度范围过窄。该法是以柠檬酸和柠檬酸钠溶液组成的缓冲体系为吸收剂，当烟气中 SO2 溶于水后，首先发生电离产生 H 和 HSO3－，但随着 H 浓度的增大逐渐限制了 SO2 的溶解。如果溶液中有柠檬酸和柠檬酸钠溶液组成的缓冲体系，使得 H 浓度维持在一定的水平。自 70 年代以来, 全球 SO2 排放量年递增 5 %, 这对人体、 动植物、 建筑物都有极大危害^[4] 。欧洲国家把 SO2 的排放浓度规定在 135 #215;10-6 以下 。80年代初，柠檬酸钠脱硫法由华东化工学院开发，1984年在常州化工二厂实现工业化。随后，天津硫酸厂，武汉硫酸厂，长沙化工厂，苏州精细化工集团等也都建立了柠檬酸钠法回收SO2生产装置。我国目前将SO2 的排放浓度规定在 500 #215;10-6 以下 , 我国的各种SO2 排放源中约有 87 %来自燃煤^[5]”十二五”以来，国家环保部陆续出台大气污染治理的新政策，在未来五年中，初步计划投入 1.7 万亿元，作为我国大气污染治理的专项资金；《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)也于 2016 年 1 月 1 日在全国实施，其中的二氧化硫排放标准再次被强调，不容忽视。燃煤烟气中的二氧化硫作为传统型大气污染物之一。在经济、社会、环境要协调发展的新政策驱动下，必须加强对其进行高效治理。

1.2 柠檬酸钠脱硫工艺及关键设备的工作原理及其发展动向

1.21柠檬酸钠脱硫工艺及关键设备的工作原理

柠檬酸钠/柠檬酸盐法脱硫是利用柠檬酸/柠檬酸钠组成的缓冲溶液吸收烟气中二氧化硫，柠檬酸/柠檬酸钠作为吸收剂，可以有效减缓吸收反应后液体的 pH，从而增大了二氧化硫的去除容量。吸收富液可以进入解吸塔再生，同时得到高纯度的二氧化硫，可以作工业原料。以下为主反应式：

3SO2(g) 3H2O Na3Ci；3NaHSO3 H3Ci；(Ci 为柠檬酸根)

可见，反应向右为二氧化硫吸收脱除反应，加热时，反应向左，解吸出柠檬酸钠。柠檬酸钠可以循环使用，减少了脱硫剂费用。刘昭^[6]采用该法脱硫，对低浓度二氧化硫进行单因素实验，得出气液比为 5~9 L/m3、pH 为 4~5、吸收温度 50~60 ℃，解吸温度为 100~105 ℃脱硫效率最高。该法工艺系统简单，费用低、吸收液性质稳定、可以大量吸收废气二氧化硫，但是由于结晶等问题，腐蚀堵塞情况十分严重^[7]。

下面介绍一下整个工艺流程及其设备：