石灰石―石膏濕法 煙氣脫硫工藝的影響因素分析

1、石灰石石膏濕法 煙氣脫硫工藝的影響因素分析 摘 要：本文主要講述了工業(yè)石灰石石膏濕法低濃度二氧化硫煙氣脫硫工藝的影響因素分析，通過對石灰石石膏法分析開辟了新運(yùn)用前景。 關(guān)鍵詞：石灰石；濕法；二氧化硫；煙氣脫硫 0前言 二氧化硫是主要大氣污染物之一，嚴(yán)重影響環(huán)境，威脅人們的生活健康。削減二氧化硫的排放量，保護(hù)大氣環(huán)境質(zhì)量，是目前及未來相當(dāng)長時間內(nèi)我國環(huán)境保護(hù)的重要課題之一。目前，國內(nèi)外處理低濃度so2煙氣的方法有許多，鈣法是采用石灰石水或石灰石乳洗滌含二氧化硫的煙氣，技術(shù)成熟，生產(chǎn)成本低，但吸收速率慢、吸收能力小、裝置運(yùn)行周期短。針對傳統(tǒng)脫硫方法存在的缺陷，本文闡述了主要鈣法在處理低濃度二氧化硫

2、煙氣脫硫工藝的影響因素分析，這些影響因素分析解決資源合理利用問題。獲得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 1常用濕法煙氣脫硫技術(shù)介紹 1.1石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝原理 該法是將石灰石粉磨成小于250目的細(xì)粉，配成料漿作so2吸收劑。在吸收塔中，煙氣與石灰石漿并流而下，煙氣中的so2與石灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，在吸收塔低槽內(nèi)鼓入大量空氣，使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，結(jié)晶分離得副產(chǎn)品石膏。因此過程主要分為吸收和氧化兩個步驟： （1）so2的吸收 石灰石料降在吸收塔內(nèi)生成石膏降，主要反應(yīng)如下： caco3+so2+1/2h2o=caso31/2h2o+co2 caso31/2h2o +so2

3、+1/2h2o=ca（hso3）2 （2）亞硫酸鈣氧化 由于煙氣中含有o2，因此在吸收過程中會有氧化副反應(yīng)發(fā)生。在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的caso31/2h2o氧化生成caso42h2o。 2caso31/2h2o+ o2+3h2o =2caso42h2o 由于在吸收過程中生成了部分ca（hso3）2，在氧化過程中，亞硫酸氫鈣也被氧化，分解出少量的so2： ca（hso3）2+1/2o2+ h2o=caso42h2o+ so2 亞硫酸鈣氧化時，其離子反應(yīng)可表達(dá)為： caso31/2h2o+h+ ca2+ hso3+1/2h2o hso3+1/2o2 so42+h+ ca2+ so

4、42+2h2o caso42h2o 由以上反應(yīng)可見，氧化反應(yīng)必須有h+存在，漿液的ph值在6以上時，反應(yīng)就不能進(jìn)行。在吸收so2過程中，一般石灰石的ph值為56，石灰石的ph值為67，吸收劑的粒度越細(xì)越好。 2影響石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝的因素分析 濕法煙氣脫硫工藝中，吸收塔循環(huán)漿液的ph值、液氣比、煙速、漿液洗滌溫度、鈣硫比、石灰石漿液顆粒細(xì)度、漿液停留時間等參數(shù)對煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行影響較大。 2. 1吸收塔洗滌漿液的ph值 料漿的ph值對so2的吸收影響很大，一般新配制的漿液ph值約在89之間。隨著吸收進(jìn)行，ph值迅速下降，當(dāng)ph值低于6時，下降變得緩慢，而當(dāng)ph值小于4時，吸收幾

5、乎不進(jìn)行。 ph值除了影響so2吸收外，還影響結(jié)垢、腐蝕和石灰石粒子的表面鈍化。因此，漿液ph值應(yīng)控制適當(dāng)。采取消石灰石漿液時，ph值控制為56，采用石灰石漿液時，ph值控制為67。 2.2吸收塔內(nèi)的液氣比 （1）液氣比（l/g，l/g）。是指與流經(jīng)吸收塔單位體積煙氣量相對應(yīng)的漿液噴淋量，在吸收塔內(nèi)，除了ph值，對于吸收效率影響較大的另一操作參數(shù)是液氣比。對于吸收操作液氣比越大吸收越完全，而且液氣比越大，氧化槽不易結(jié)垢，但是液氣比太大，液體停留時間有所減少，而且循環(huán)泵流量增大，塔內(nèi)氣體流動阻力增大使風(fēng)機(jī)耗能增大，投資和運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)增加。石灰石法噴淋塔的液氣比一般在1525 l/m3有采用這種液

6、氣比才能保證不小于95%的高脫硫效率，這正是濕法煙氣脫硫工藝的關(guān)鍵所在。目前廣泛使用的噴淋塔內(nèi)持液量很小，要保證較高的脫硫效率，就必須有足夠大的液氣比。 2.3煙速和煙氣溫度 在其他參數(shù)恒定的情況下，提高塔內(nèi)煙氣流速可提高其液兩相的湍動，降低煙氣與液滴間的膜厚度，提高傳質(zhì)面積，增加了脫硫效率。試驗(yàn)表明氣速在3.66-24.57逐漸增大時，脫硫效率幾乎與氣速變化無關(guān)。 煙速提高可增大吸收系數(shù)。煙速增大，氣液兩相界面湍動加強(qiáng)，液滴的內(nèi)循環(huán)更加顯著，氣液相傳質(zhì)系數(shù)都提高；另外煙速增大可減緩液滴下降速度，使液滴分布變小，傳質(zhì)面積增加，氣相分布也越均勻。但另一方面，煙速提高造成霧沫夾帶嚴(yán)重，影響除霧效果

7、。 研究表明，低洗滌溫度有利于so2的吸收。所以要求整個漿液洗滌過程中的煙氣溫度都在100以下。100左右的原煙氣進(jìn)入吸收塔后，經(jīng)過多級噴淋層的洗滌降溫，到吸收塔出口時溫度一般為4570。 目前，將吸收塔內(nèi)煙氣流速控制在3.5-4.5m/s較合理，少數(shù)塔型如水平（臥式）塔，其空塔氣速可達(dá)到9m/s以上。 2.4 鈣硫比 鈣硫比（ca/s）是指注入吸收劑量與吸收二氧化硫量的摩爾比，它反應(yīng)單位時間內(nèi)吸收劑原料的供給量，通常以漿液中吸收劑濃度作為衡量度量。 如果煤中的含硫量為s（%），達(dá)到一定的脫硫效率所需的鈣硫摩爾比為ca/s，則需要加入流化床中的脫硫劑量g（kg/h）可用下式計(jì)算： g=100c

8、as（%）b/32scaco3（%） ca/s=32 caco3（%）g/100s（%）b 式中g(shù)達(dá)到一定脫硫效率需向流化床加入的脫硫劑量（kg/h）； ca/s達(dá)到一定脫硫效率所需的鈣硫摩爾比值； s燃料中含硫量的重量百分?jǐn)?shù)（%）； cac03脫硫劑中cac03含量的重量百分?jǐn)?shù)（%）； b燃料消耗量（kg/h）。 實(shí)踐也證明吸收塔的漿液濃度選擇在20%30%為宜，ca/s在1.021.05之間。 2.5石灰石漿液顆粒細(xì)度 吸收劑原料。脫硫系統(tǒng)對吸收劑（caco3）有一定的要求，首先是吸收劑的純度，高純度的吸收劑將有利于產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)脫硫石膏，其次是吸收劑的粒度，粒度越小，單位體積的表面積越大，利用

9、率相對較高，有利于脫硫。通常要求的吸收劑純度在90%以上，粒度控制在300400目。過高的吸收劑純度和過細(xì)的粒度會導(dǎo)致吸收劑制備價格的上升，使系統(tǒng)運(yùn)行成本增加。 2.6漿液停留時間 漿液在漿液池內(nèi)停留時間長將有助于漿液中石灰石顆粒與二氧化硫的完全反應(yīng)，并能使反應(yīng)生成物壓硫酸鈣有足夠的時間完全氧化成硫酸鈣，形成顆粒度均勻、純度高的優(yōu)質(zhì)脫硫石膏。但漿液在漿液池內(nèi)停留時間長會使?jié){液池的容積增大，氧化空氣量和攪拌機(jī)的容量增大，將增加土建設(shè)備費(fèi)用。 3結(jié)語 發(fā)電廠進(jìn)行脫硫工程建造，在降低so2排放，增大液氣比，增加氣體流速，同時也給煙囪運(yùn)行帶來了一些問題，如：除霧器脫水效果不好，煙速過高將煙氣帶入煙囪，減少煙囪使用壽命。這些都為需要脫硫新建的電廠提供了一定的參考經(jīng)驗(yàn)。石灰石石膏濕法作為目前最成熟、效率最高的脫硫技術(shù)，我國應(yīng)加快技術(shù)消化吸收，推廣已經(jīng)運(yùn)行的石灰石石膏濕法系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。 參考文獻(xiàn) 1肖文德，吳志泉.二氧化硫脫除與回收m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20015 2高子忠.環(huán)境保護(hù)及三廢處理m.沈陽：華中理工大學(xué)出版社，1990，7 3蔣思國.石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)及其應(yīng)用j.工