石灰石石膏法煙氣脫硫

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1、石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)牛林一、煙氣脫硫技術(shù)概況根據(jù)控制SO2排放的工藝在煤炭燃燒過程中的位置，可將脫硫技術(shù)分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種。燃燒前脫硫主要是選煤、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)；燃燒中脫硫指的是低污染燃燒、型煤和流化床燃燒技術(shù)；燃燒后脫硫也即所謂的煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫技術(shù)是目前在世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，其它方法還不能在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上與之競(jìng)爭。世界上各國研究開發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超過200種。按脫硫產(chǎn)物是否回收，煙氣脫硫可分為拋棄法和再生回收法，前者脫硫混合物直接排放，后者將脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫磺等形式回收。按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和

2、干法工藝。煙氣脫硫技術(shù)種類及其介紹1.濕法煙氣脫硫工藝濕法煙氣脫硫工藝絕大多數(shù)采用堿性漿液或溶液作吸收劑，其中石灰石或石灰為吸收劑的強(qiáng)制氧化濕式脫硫方式是目前使用最廣泛的脫硫技術(shù)。石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來，經(jīng)分離后即可拋棄，也可以石膏形式回收。目前的系統(tǒng)大多數(shù)采用了大處理量洗滌塔，系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性已達(dá)99%以上，通過添加有機(jī)酸可使脫硫效率提高到95%以上。其它濕式脫硫工藝包括用鈉基、鎂基、海水和氨作吸收劑，一般用于小型電廠和工業(yè)鍋爐。以海水為吸收劑的工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、不用投加化學(xué)品、投資小和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。二、石膏法煙氣脫硫技術(shù)石膏法脫硫工藝是應(yīng)

3、用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，在日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。它的工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。1.技術(shù)原理2.技術(shù)特點(diǎn)脫硫效率高，>95%。

4、技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性高。對(duì)煤種的適應(yīng)性強(qiáng)。吸收劑資源豐富，價(jià)格低廉。脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。站地面積大，運(yùn)行費(fèi)用高。吸收液系統(tǒng)煙道、煙氣擋板、密封風(fēng)機(jī)、氣——?dú)饧訜崞鳚{液控制系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)排放系統(tǒng)吸收塔、除霧器及其沖洗設(shè)備磨機(jī)（濕磨時(shí)用）、粉倉（干粉制漿時(shí)用）、漿液箱、攪拌器、漿液輸送泵。水力旋流器和真空皮帶脫水機(jī)事故漿池、區(qū)域漿池及排放管路3.脫硫系統(tǒng)4.工藝流程5.過程反應(yīng)吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細(xì)小的液滴并覆蓋吸收塔的整個(gè)斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化

5、區(qū)完成并最終形成石膏吸收原理化學(xué)過程（1）吸收反應(yīng)（2）氧化反應(yīng)（3）中和反應(yīng)（4）其他副反應(yīng)5.1氧化反應(yīng)一部分HSO3－在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3－在反應(yīng)池中被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－?H＋＋SO42－5.1氧化反應(yīng)的機(jī)理：氧化反應(yīng)的機(jī)理基本同吸收反應(yīng)，不同的是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。5.1.2強(qiáng)化氧化反應(yīng)的措施：a)降低PH值，增加氧氣的溶解度b)增加氧化空氣的過量系數(shù)，增加氧濃度c)改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣

6、液接觸面積。5.2中和反應(yīng)吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑5.2.1中和反應(yīng)的機(jī)理：中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過飽和度。中和反應(yīng)本身并不困難。上述工藝針對(duì)于大中型鍋爐的濕法煙氣脫硫技術(shù)，是采用德國BabcockBorsigPower公司授權(quán)的石灰石--石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)該技術(shù)具有以下

7、特點(diǎn)：脫硫效率高節(jié)省吸附劑/能耗低性能可靠，使用方便生成穩(wěn)定的商用石膏—石膏法煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝采用價(jià)廉易得的石灰石作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{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空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。同時(shí)去除煙氣中