石灰石石膏濕法脫硫原理

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1、深度脫硫工藝流程簡(jiǎn)介班級(jí)：應(yīng)化141姓名：段小龍寇潤(rùn)宋蒙蒙王春維賀學(xué)磊石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝石灰石（石灰）－石膏濕法脫硫工藝是濕法脫硫的一種，是目前世界上應(yīng)用范圍最廣、工藝技術(shù)最成熟的標(biāo)準(zhǔn)脫硫工藝技術(shù)。是當(dāng)前國(guó)際上通行的大機(jī)組火電廠(chǎng)煙氣脫硫的基本工藝。它采用價(jià)廉易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)換熱器加熱

2、升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。最初這一技術(shù)是為發(fā)電容量在100MW以上、要求脫硫效率較高的礦物燃料發(fā)電設(shè)備配套的，但近幾年來(lái)，這一脫硫工藝也在工業(yè)鍋爐和垃圾電站上得到了應(yīng)用.根據(jù)美國(guó)EPRI統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的脫硫工藝大約有近百種，但真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的僅10多種。已經(jīng)投運(yùn)或正在計(jì)劃建設(shè)的脫硫系統(tǒng)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)占80%左右。在濕法煙氣脫硫技術(shù)中，石灰石/石灰—石膏濕法煙氣脫流技術(shù)是最主要的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是：1、技術(shù)成熟，脫硫效率高，可達(dá)95%以上。2、原料來(lái)源廣泛、易取得、價(jià)格優(yōu)惠3、大型化技術(shù)成熟，容量可大可小

3、，應(yīng)用范圍廣4、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，變負(fù)荷運(yùn)行特性?xún)?yōu)良5、副產(chǎn)品可充分利用，是良好的建筑材料6、只有少量的廢物排放，并且可實(shí)現(xiàn)無(wú)廢物排放7、技術(shù)進(jìn)步快。石灰石/石灰—石膏濕法煙氣脫硫工藝，一般布置在鍋爐除塵器后尾部煙道，主要有：工藝系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)三個(gè)分統(tǒng)。基本工藝過(guò)程在石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝中，俘獲二氧化硫（SO2）的基本工藝過(guò)程：煙氣進(jìn)入吸收塔后，與吸收劑漿液接觸、進(jìn)行物理、化學(xué)反應(yīng)，最后產(chǎn)生固化二氧化硫的石膏副產(chǎn)品?；竟に囘^(guò)程為：(1)氣態(tài)SO2與吸收漿液混合、溶解(2)SO2進(jìn)行反應(yīng)生成亞硫根(3)亞硫根氧化生成硫酸根(4)硫酸根與吸收劑反應(yīng)生成硫酸鹽(

4、5)硫酸鹽從吸收劑中分離用石灰石作吸收劑時(shí)，SO2在吸收塔中轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)簡(jiǎn)式式如下：CaCO3+2SO2+H2O=Ca(HSO3)2+CO2在此，含CaCO3的漿液被稱(chēng)為洗滌懸浮液，它從吸收塔的上部噴入到煙氣中。在吸收塔中SO2被吸收，生成Ca(HSO3)2，并落入吸收塔漿池中。當(dāng)pH值基本上在5和6之間時(shí)，SO2去除率最高。因此，為了確保持續(xù)高效地俘獲二氧化硫（SO2）必須采取措施將PH值控制在5和6之間；為了確保要將PH值控制在5和6之間和促使反應(yīng)向有利于生成2H+和SO32-的方向發(fā)展，持續(xù)高效地俘獲二氧化硫（SO2），必須采取措施至少?gòu)纳厦娣匠淌街腥サ粢豁?xiàng)反應(yīng)產(chǎn)物物、消

5、耗氫離子H+，以保持ph值和反應(yīng)物濃度梯度。為達(dá)到這個(gè)目的，在濕法脫硫技術(shù)研究過(guò)程中采用：通過(guò)加入氧氣使硫酸氫氧化生成硫酸根，降低SO32-；通過(guò)加入吸收劑CACO3消耗氫離子H+，維持PH值在5-6之間，同時(shí)使硫酸根與吸收劑反應(yīng)生成硫酸鈣，降低了溶液中硫酸根濃度。通過(guò)鼓入的空氣使亞硫酸氫鈣在吸收塔漿池中氧化成石膏。Ca(HSO3)2+O2+CaCO3+3H2O=2CaSO4.2H2O+CO2石膏結(jié)晶是最終工藝階段，對(duì)于整個(gè)工業(yè)過(guò)程是非常重要的，對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。為生產(chǎn)可用的產(chǎn)品必須對(duì)石膏的結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行有效的控制，使石膏結(jié)晶能夠生成大量易于分離和脫水的石膏顆粒。

6、影響石膏的結(jié)晶的參數(shù)主要是溶液的相對(duì)過(guò)飽和度，晶體的增長(zhǎng)還受到晶體生長(zhǎng)的時(shí)間，機(jī)械力、PH值變化等的影響。攪拌懸浮液可以使晶粒大小的分布向顆粒較小的方向轉(zhuǎn)移。達(dá)到一定的相對(duì)過(guò)飽和度時(shí)，晶種生長(zhǎng)速率突然迅速加快，因此產(chǎn)生許多新顆粒（均勻晶種）。通過(guò)PH值的變化來(lái)改變的氧化速率有可能直接影響石膏的相對(duì)過(guò)飽和度。由于漿液循環(huán)使用，漿液中除石灰石外，還含有大量石膏。當(dāng)石膏達(dá)到一定的過(guò)飽和度時(shí)（約130%）抽出一部分漿液送往石膏處理站，制成工業(yè)石膏。剩余漿液與新漿循環(huán)漿液混合，使加入的吸收劑充分被利用，并確保晶體的增長(zhǎng)。石膏晶體的增長(zhǎng)是最終產(chǎn)品處理比較簡(jiǎn)單的先決條件。同時(shí)從吸收塔漿池中抽

7、出相當(dāng)量的反應(yīng)物并送到石膏處理站。這批物料流的組分和吸收塔漿池中懸浮液相同，但是為了使其與懸浮液區(qū)別開(kāi)，稱(chēng)為石膏漿液。在殘余水分小于10%重量的干石膏作為副產(chǎn)品從最后的工藝流程階段排出。除了SO2外，Cl、F以很高的效率從煙氣中排出。除氯化物、佛化物外，一系列的不溶性組分例如氧化鐵，氧化鋁和硅酸鹽隨一級(jí)脫水中產(chǎn)生的稀釋流有相當(dāng)一部分作為廢水排放，以保證那些不需要的雜質(zhì)在吸收漿液中的濃度保持在正常范圍內(nèi)。綜上所述，脫硫效率控制主要是通過(guò)以下手段控制的：1控制吸收塔漿液的PH值（通過(guò)新石灰石漿液