石灰石、石灰-石膏脱硫.doc

石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术特点更新时间：08-5-29 10:38 与其他脱硫方法相比，石灰石/石灰石膏湿法脱硫从技术上有以下特点：1高速气流设计增强了物质传递能力，降低了系统的成本，标准设计烟气流速达到40m/s。2技术成熟可靠，多用于55,000MWe的湿法脱硫安装业绩。3最优的塔体尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了SO2去除与压降的关系，使得资金投入和运行成本最低。4吸收塔液体再分配装置，有效避免烟气爬壁现象的产生，提高经济性，降低能耗。从而达到： 脱硫效率高达95%以上，有利于地区和电厂实行总量控制； 技术成熟，设备运行可靠性高（系统可利用率达98%以上）； 单塔处理烟气量大，SO2脱除量大； 适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫； 对锅炉负荷变化的适应性强（30%100%BMCR）； 设备布置紧凑减少了场地需求； 处理后的烟气含尘量大大减少； 吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得； 脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著。石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术反应机理更新时间：08-5-29 10:16 （1）吸收剂为石灰吸收：SO2(g)SO2(l)+H2OH+HSO3-H+SO32-溶解：Ca(OH)2(s) Ca2+2OH- CaSO3（s）Ca2+SO32-中和：OH-+H+H2O OH-+HSO3-SO32-+H2O氧化：HSO3-+1/2O2SO32-+H+ SO32-+1/2O2SO42-结晶：Ca2+SO32-+1/2H2OCaSO31/2H2O(s) Ca2+SO42-+2H2OCaSO42H2O(s)2）吸收剂为石灰石吸收：SO2(g)SO2(l)+H2OH+HSO3-H+SO32-溶解：CaCO3(s)+H+Ca2+HCO3-中和：HCO3-+H+CO2(g)+H2O氧化：HSO3-+1/2O2SO32-+H+ SO32-+1/2O2SO42-结晶：Ca2+SO32-+1/2H2OCaSO31/2H2O(s) Ca2+SO42-+2H2OCaSO42H2O(s)石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术工艺流程从电除尘器出来的烟气通过增压风机（BUF）进入换热器（GGH），烟气被冷却后进入吸收塔（Abs），并与石灰石浆液相混合。浆液中的部分水份蒸发掉，烟气进一步冷却。烟气经循环石灰石稀浆的洗涤，可将烟气中95%以上的硫脱除。同时还能将烟气中近100%的氯化氢除去。在吸收器的顶部，烟道气穿过除雾器(Me)，除去悬浮水滴。离开吸收塔以后，在进入烟囱之前，烟气再次穿过换热器，进行升温。吸收塔出口温度一般为50-70，这主要取决于燃烧的燃料类型。烟囱的最低气体温度常常按国家排放标准规定下来。在我国，有GGH的脱硫，烟囱的最低气温一般是80，无GGH的脱硫，其温度在50左右。大部分脱硫烟道都配备有旁路挡板（正常情况下处于关闭状态）。在紧急情况下或启动时，旁路挡板打开，以使烟道气绕过二氧化硫脱除装置，直接排入烟囱。石灰石石膏稀浆从吸收塔沉淀槽中泵入安装在塔顶部的喷嘴集管中。在石灰石石膏稀浆沿喷雾塔下落过程中它与上升的烟气接触。烟气中的SO2溶入水溶液中，并被其中的碱性物质中和，从而使烟气中的硫脱除。石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧（空气中的氧）发生反应，并最终生成石膏，这些石膏在沉淀槽中从溶液中析出。石膏稀浆由吸收塔沉淀槽中抽出，经浓缩、脱水和洗涤后先储存起来，然后再从当地运走。石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术工艺流程图更新时间：08-5-29 17:13 此为石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术工艺详细流程图。影响石灰石/石灰石膏脱硫效率的因素分析更新时间：08-5-29 10:22 影响石灰石/石灰石膏脱硫效率的因素分析主要有：1）吸收液的pH值烟气中SO2与吸收塔浆液接触后发生如下一些化学反应：SO2H2OHSO3HCaCO3HHCO3Ca2HSO312O2SO42HSO42Ca22H2OCaSO42H2O从以上反应历程不难发现，高pH的浆液环境有利于SO2的吸收，而低pH则有助于Ca2的析出，二者互相对立。pH值6时，二氧化硫吸收效果最佳，但此时易发生结垢，堵塞现象。而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，却使二氧化硫的吸收受到抑制，脱硫效率大大降低，当pH4时，二氧化硫的吸收几乎无法进行，且吸收液呈酸性，对设备也有腐蚀。具体最合适的pH值应在调试后得出，但一般pH在46之间。 2）液气比及浆液循环量液气比增大，代表气液接触机率增加，脱硫率增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡，液气比超过一定值后，脱硫率将不在增加。新鲜的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触后，SO2等气体与石灰石的反应并不完全，需要不断地循环反应，增加浆液的循环量，也就加大了CaCO3与SO2的接触反应机会，从而提高了SO2的去除率。3）烟气与脱硫剂接触时间烟气自气气加热器进入吸收塔后，自下而上流动，与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应，接触时间越长，反应进行得越完全。因此长期投运对应高位喷淋盘的循环泵，有利于烟气和脱硫剂充分反应，相应的脱硫率也高。4）石灰石粒度及纯度石灰石颗粒越细，其表面积越大，反应越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高。一般要求为：90%通过325目筛或250目筛，石灰石纯度一般要求为大于90%。5）氧化空气量O2参与烟气脱硫的化学过程，使4HSO3氧化为SO42 ，随着烟气中O2含量的增加，CaSO42H2O的形成加快，脱硫率也呈上升趋势。多投运氧化风机可提高脱硫率。6）烟尘原烟气中的飞灰在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca2的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属会抑制Ca2与HSO3的反应。烟气中粉尘含量持续超过设计允许量，将使脱硫率大为下降，喷头堵塞。一般要求FGD入口粉尘含量小于200mg/m3。7）烟气温度进入吸收塔烟气温度越低，越利于SO2气体溶于浆液，形成HSO3，即：低温有利于吸收，高温有利于解吸。通常，将烟气冷却到60左右再进行吸收操作最为适宜，较高的吸收操作温度，会使SO2的吸收效率降低。8）Cl含量氯在系统中主要以氯化钙形式存在，去除困难，影响脱硫效率，后续处理工艺复杂，在运行中应严格控制系统中Cl-含量(一般控制在20000ppm以内)，确保其在设计（一般设计在40000ppm左右）允许范围内。常见湿法烟气脱硫存在的问题及解决更新时间：08-5-29 10:47 湿法烟气脱硫通常存在富液难以处理、沉淀、结垢及堵塞、腐蚀及磨损等等棘手的问题。这些问题如解决的不好，便会造成二次污染、运转效率低下或不能运行等。（1）富液的处理用于烟气脱硫的化学吸收操作，不仅要达到脱硫的要求，满足国家及地区环境法规的要求，还必须对洗后SO2的富液（含有烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等废液）进行合理的处理，既要不浪费资源，又要不造成二次污染。合理处理废液，往往是湿法烟气脱硫烟气脱硫技术成败的关键因素之一。因此，吸收法烟气脱硫工艺过程设计，需要同时考虑SO2吸收及富液合理的处理。所谓富液合理处理，是指不能把碱液从烟气中吸收SO2形成的硫酸盐及亚硫酸盐废液未经处理排放掉，否则会造成二次污染。回收和利用富液中的硫酸盐类，废物资源化，才是合理的处理技术。例如，日本湿法石灰石/石灰石膏法烟气脱硫，成功地将富液中的硫酸盐类转化成优良的建筑材料石膏。威尔曼洛德钠法烟气脱硫，把富液中的硫酸盐类转化成高浓度高纯度的液体SO2，可作为生产硫酸的原料。亚硫酸钠法烟气脱硫，将富液中的硫酸盐转化成为亚硫酸钠盐。上述这些湿法烟气脱硫技术，对吸收SO2后的富液都进行了妥善处理，既节省了资源，又不造成二次污染，不会污染水体。（2）烟气的预处理含有SO2的烟气，一般都含有一定量的烟尘。在吸收SO2之前，若能专门设置高效除尘器，如电除尘器和湿法除尘器等，除去烟尘，那是最为理想的然而，这样可能造成工艺过程复杂，设备投资和运行费用过高，在经济上是不太经济的。若能在SO2吸收时，考虑在净化SO2的过程中同时除去烟尘，那是比较经济的，是较为理想的，即除尘脱硫一机多用或除尘脱硫一体化。例如，有的采取在吸收塔前增设预洗涤塔、有的增设文丘里洗涤器。这样，可使高温烟气得到冷却，通常可将120180的高温烟气冷却到80左右，并使烟气增湿，有利于提高SO2的吸收效率，又起到了除尘作用，除尘效率通常为95%左右。有的将预洗涤塔和吸收塔合为一体，下段为预洗涤段，上段为吸收段。喷雾干燥法烟气脱硫技术更为科学，含硫烟气中的烟尘，对喷雾干燥塔无任何影响，生成的硫酸盐干粉末和烟尘一同被袋滤器捕集，不用增设预除尘设备，是比较经济的。（3）烟气的预冷却大多数含硫烟气的温度为120185或更高，而吸收操作则要求在较低温度下（60左右）进行。低温有利于吸收，高温有利于解吸。因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。通常，将烟气冷却到60左右较为适宜。常用冷却烟气的方法有：应用热交换器间接冷却；应用直接增湿（直接喷淋水）冷却；用预洗涤塔除尘增湿降温，这些都是较好的方法，也是目前使用较广泛的方法。通常，国外湿法烟气脱硫的效率较高，其原因之一就是对高温烟气进行增湿降温。我国目前已开发的湿法烟气脱硫技术，尤其是燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术，高温烟气未经增湿降温直接进行吸收操作，较高的吸收操作温度，使SO2的吸收效率降低，这就是目前我国燃煤工业锅炉湿法烟气脱硫效率较低的主要原因一。（4）结垢和堵塞在湿法烟气脱硫中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞，已成一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结构的机理，影响结构和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。一些常见的防止结垢和堵塞的方法有：在工艺操作上，控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易结垢和堵塞的吸收设备，例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞；选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。脱硫系统的结构和堵塞，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器设置热交换器结垢和堵塞。其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化CaSO42H2O（石膏），并使石膏过饱和。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系中，控制措施为强制氧化和抑制氧化。（5）腐蚀及磨损煤炭燃烧时除生成SO2以外，还生成少量的SO3，烟气中SO3的浓度为1040ppm。由于烟气中含有水（4%12%），生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时，硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上，或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。解决方法主要有：采用耐腐蚀材料制作吸收塔，如采用不锈钢、环氧玻璃钢、硬聚氯乙烯、陶瓷等。（6）除雾湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为1060m的“雾”。“雾”不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等，如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾”，实际就是把SO2排放到大气中，同时也造成引风机的严重腐蚀。因此，工艺上对吸收设备提出除雾的要求。被净化的气体在离开吸收塔之前要进行除雾。通常，除雾器多设在吸收塔的顶部。目前，我国相当一部分吸收塔尚未设置除雾器，这不仅造成SO2的二次污染，对引风机的腐蚀也相当严重。（7）净化后气体再加热在处理高温含硫烟气的湿法烟气脱硫中，烟气在脱硫塔内被冷却、增湿和降温，烟气的温度降至60左右。将60左右的净化气体排入大气后，在一定的气象条件下将会产生“白烟”。由于烟气温度低，使烟气的抬升作用降低。特别是在净化处理大量的烟气和某些不利的气象条件下