石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術工藝原理及特點

煙氣脫硫脫硝技術課型新授課課時2教學目標知識目標：能了解燃煤電廠過程的化學反應。技能目標：熟練掌握吸收塔模塊典型分布區(qū)。德育目標：培養(yǎng)實際操作及技能型人才。教學重點1、脫硫過程的化學反應。2、對脫硫劑的要求。教學難點一、吸收塔模塊典型分布區(qū)。二、火電廠煙氣脫硫運行主要變量。教學方法講授、分析、比較教學媒體黑板、粉筆、多媒體授課時間16高熱一：2.283.4節(jié)§1-2石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術工藝原理及特點教材分析本課題主要是通過分析燃煤電廠過程的化學反應、吸收塔模塊典型分布區(qū)，為電廠的安全運行提供基本的數(shù)據(jù)。教后記熟練講解實際電廠中脫硫裝置吸收塔模塊典型分布區(qū)。布置作業(yè)無作業(yè)情況典型的工程全景該工藝采用石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。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行化學反應吸收脫除二氧化硫，最終產(chǎn)物為石膏。脫硫后的潔凈煙氣通過除霧器除去霧滴經(jīng)煙囪排放，脫硫渣石膏可以綜合利用。二、石灰石濕法煙氣脫硫工藝過程的描述三、脫除SO2的化學反應機理1、過程階段：（1）氣態(tài)反應物從氣相內(nèi)部遷移到氣-液界面。（2）氣態(tài)反應物穿過氣-液界面進入液相，并發(fā)生化學反應。（3）反應組分從液相界面遷移到液相內(nèi)部。（4）進入也想的反應組分與液相組分發(fā)生反應。（5）已溶解的反應物的遷移和由反應引起的濃度梯度產(chǎn)生的反應物的遷移。工藝過程化學反應向吸收塔添加石灰石漿液石灰石溶解漿液噴淋或鼓泡SO2的吸收向吸收塔鼓入氧化空氣亞硫酸鹽的氧化漿液循環(huán)、攪拌硫酸鹽的形成及石膏結晶主要化學反應：吸收：

SO2＋H2OH+＋HSO3-H+＋SO32-溶解：

CaCO3

＋H+

Ca2+

＋HCO3-中和：

HCO3-

＋H+

CO2＋H2O氧化：

SO32-

＋O2SO42-結晶：

Ca2+

＋SO32-

＋H2OCaSO3·1/2H2OCa2+

＋SO42-

＋H2OCaSO4·2H2O影響脫硫效率的因素一、參與脫硫反應的物質（煙氣、石灰石粉、工藝水）二、運行控制（pH,停留時間）石灰石-石膏法流程示意圖吸收塔設設備圖凈煙氣出出口除霧器噴淋層煙氣進口口漿液攪拌器循環(huán)泵循環(huán)管四、吸收收塔不同同區(qū)域發(fā)發(fā)生的主主要化學學反應1、吸收區(qū)區(qū)吸收過程程（吸收收劑為石石灰石））SO2+H2O→H++HSO3-H2SO3-→H++HSO3-四、吸收塔不不同區(qū)域發(fā)生生的主要化學學反應2、氧化區(qū)H++HSO3-+1/2O2→2H++SO42-CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O四、吸收塔不不同區(qū)域發(fā)生生的主要化學學反應3、中和區(qū)CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O五、濕法煙氣氣脫硫對脫硫硫劑的要求1、吸收能力高高。2、選擇性好。。3、揮發(fā)性低，，無毒，不易易燃燒，化學學穩(wěn)定性好，，凝固點低，，不發(fā)泡，易易再生，黏度度小，比熱容容小。4、不腐蝕或腐腐蝕小，以減減少設備投資資及維護費用用。5、來源豐富，，容易得到，，價格便宜。。6、便于處理及及操作，不易易產(chǎn)生二次污污染。六、煙氣脫硫硫工藝過程幾幾個相關概念念和運行主要要變量1、脫硫效率指脫硫裝置脫脫除二氧化硫硫的量與未經(jīng)經(jīng)脫硫前煙氣氣中所含二氧氧化硫量的百百分比不盲目追求過過高的脫硫率率，因為高的的脫硫率是要要用高的投資資和運行費用用作為代價的的——脫硫前煙氣中中SO2的折算濃度，，mg/m3;2、吸收劑的利利用率等于單位時間間內(nèi)從煙氣中中吸收的二氧氧化硫摩爾數(shù)數(shù)除以同時間間內(nèi)加入系統(tǒng)統(tǒng)的吸收劑中中鈣的總摩爾爾數(shù)濕法的吸收劑劑利用率——>90%半干法——約50%干法——<30%3、液氣比指吸收塔洗滌滌單位體積煙煙氣需要含堿堿性吸收劑的的循環(huán)漿液體體積。在相同的條件件下，液氣比比越大，脫硫硫效率越高，，但隨之，動動力的消耗就就越大；煙氣氣出口的溫度度就越低，造造成煙道腐蝕蝕。液氣比（脫硫硫技術的核心心內(nèi)容）所以，要根據(jù)據(jù)具體的情況況，選擇合適適的液氣比，，使得在保證證脫硫效率的的同時，降低低運行費用。。因此,石灰石洗滌吸吸收塔的液氣氣比一般控制制在15L/m3的范圍較合適適。pH值—酸與堿pH1714定義:酸=pH<7堿=pH>7胃酸亞硫酸醋典型洗滌塔水石灰石石灰硫酸可口可樂二元酸血堿液4、吸收塔漿液液的PH值pH對HSO3-氧化速率的影影響pH值太高，則容容易造成設備備的堵塞和結結垢，同時使使得脫硫劑的的利用率降低低，脫硫產(chǎn)物物的品位下降降。而pH值太低，則影影響了脫硫效效率。所以必須選擇擇合適的pH值，使得保證證脫硫效率，，同時保證脫脫硫劑的利用用率和脫硫產(chǎn)產(chǎn)物的品位。。5、鈣硫比脫硫塔內(nèi)脫硫硫劑所含鈣的的摩爾數(shù)與煙煙氣中所含二二氧化硫摩爾爾數(shù)的比例。。相同脫硫率條條件下，Ca/S越小，吸收劑劑的用量少，，但電耗會增增加高的Ca/S會引起吸收劑劑過飽和凝聚聚,最終使反應的的表面減少,鈣的利用率下下降,不僅浪費了吸吸收劑,而且影響脫硫硫效率。石灰石濕法脫脫硫工藝的Ca/S一般控制在1.02~1.05。6、漿液循環(huán)量量的影響。增加了漿液的的循環(huán)量,提高L/G的同時,也就加大了CaCO3與SO2的接觸反應時時間,從而提高了SO2的去除率。但是,過高的漿液循循環(huán)量將導致致運行費用和和初投資增加加。7、漿液停留時時間的影響。。(1)吸收塔停留時時間,是指液體與煙煙氣在吸收塔塔中的接觸時時間。(2)漿液在反應罐罐內(nèi)停留時間間(τc),又稱固體物停停留時間,是指CaSO4··2H2O在吸收塔漿液液罐(或池)中沉淀、結晶晶的停留時間間。漿液在反應罐罐內(nèi)停留時間間長有助于石石灰石漿液與與SO2完全反應。但但是,延長漿液在反反應罐(或池)的停留時間,會導致反應罐罐的容積增大大,氧化空氣量和和攪拌機容量量增大,設備費用和運運行成本增加加。8、吸收液過飽飽和度的影響響當超過某一飽飽和度后,石膏結晶會在在懸濁液內(nèi)已已經(jīng)

存在的的石膏晶體上上生長。當相相對飽和度達達到某一更高高值時,就會形成晶核核,同時石膏晶體體在其他物質質表面上生長長,導致吸收塔漿漿液池表面結結垢。9、石膏漿液密密度密度過大，CaSO4··2H2O對SO2的吸收有抑制制作用,脫硫率會有所所下降;而石膏漿液密密度過低時,將導致石膏中中CaCO3含量增高,石膏品質降低低,而且浪費了石石灰石。因此運行中控控制石膏漿液液密度在一合合適的范圍內(nèi)內(nèi)10、吸收塔內(nèi)煙煙氣流速的影影響指吸收塔內(nèi)飽飽和煙氣的表表觀平均速度度提高吸收塔內(nèi)內(nèi)煙氣流速,增大了傳質面面積,提高脫硫效率率。但是,煙氣流速增大大,則煙煙氣氣在在吸吸收收塔塔內(nèi)內(nèi)的的停停留留時時間間減減少少,脫硫硫效效率率下下降降。。因此此,從脫脫硫硫效效率率的的角角度度來來講講,吸收收塔塔內(nèi)內(nèi)煙煙氣氣流流速速有有一一最最佳佳值值,高于于或或低低于于此此煙煙速速,脫硫硫效效率率都都會會降降低低。。11、入入口口煙煙氣氣參參數(shù)數(shù)煙溫溫FGD入口口SO2濃度度O2濃度度飛灰灰煙溫溫煙煙溫溫高高，，脫脫硫硫效效率率降降低低煙溫溫：：煙煙溫溫高高，，脫脫硫硫效效率率降降低低SO2濃度度高高,有有利利于于其其擴擴散散,加加快快反反應應速速度度,使使脫脫硫硫效效率率提提高高;但但若若濃濃度度很很高高,則效效率率下下降降。。O2濃度度高高,有有利利于于亞亞硫硫酸酸根根向向硫硫酸酸根根的的轉轉化化,脫脫硫硫效效率率提提高高;但但氧氧量量太太大大,可能能是是漏漏風風嚴嚴重重,導導致致煙煙氣氣在在吸吸收收塔塔內(nèi)內(nèi)的的停停留留時時間間縮縮短短,影影響響脫脫硫硫效效率率。。飛灰灰量量大大,阻阻礙礙石石灰灰石石消消溶溶,降降低低脫脫硫硫效效率率,降降低低副副產(chǎn)產(chǎn)品品的的品品質質,引引起起脫脫水水系統(tǒng)統(tǒng)的的堵堵塞塞。。成份符號作用氧化鈣CaO有效成分，并非愈多越好，活性要好。氧化鎂MgO有助脫硫，不利于結晶和脫水，偏無用成分。水份H2O結晶體，與反應無關。二氧化硅SiO2無用成分，越少越好。塔內(nèi)及所有流通部位的磨蝕根源。三氧化二鐵Fe2O3無用成分，越少越好。三氧化二鋁Al2O3無用成分，越少越好。甚為堅硬，磨機功耗大增。其它惰性物

無用成分，影響反應、增加磨蝕。石灰灰石石來來料料品品質質對對脫脫硫硫裝裝置置的的影影響響12、石石灰灰石石品品質質顆粒粒度度石灰灰石石粒粒徑徑越越小小，，其其溶溶解解速速率率快快、、溶溶解解度度越越高高、、擴擴散散性性能能越越好好，，可可以以有有效效地地加加強強SO2的吸吸收收，，降降低低吸吸收收塔塔的的液液氣氣比比。。石灰灰石石顆顆粒粒粒粒徑徑變變粗粗還還會會導導致致大大量量石石灰灰石石顆顆粒粒在在吸吸收收塔塔底底部部的的沉沉積積，，造造成成漿漿液液循循環(huán)環(huán)泵泵葉葉輪輪、、吸吸收收塔塔漿漿液液噴噴嘴嘴等等設設備備的的磨磨損損和和堵堵塞塞。。13、CI-含量HCl濃度CaCO3+2HCl<==>CaCl2+CO2+H2O氯化鈣卻卻極易溶溶于水,所以Cl-的濃度相相對較大大,其腐蝕影影響大得得多。如如果沒有有被及時時排除,降低其濃濃度,將造成很很大的腐腐蝕破壞壞。在脫脫硫系統(tǒng)統(tǒng)中Cl-是引起金金屬腐蝕蝕和應力力腐蝕的的重要原原因。14、脫硫塔塔的類型型及結構構14、脫硫塔塔的類型型及結構構為了保證證較高的的脫硫效效率,同時防止止結垢和和堵塞,要求脫硫硫塔具有有持液量量大,氣液間相相對速度度高,較大的氣氣液接觸觸面積,吸收區(qū)長長,氣液接觸觸時間長長,內(nèi)部構件件少,壓降小等等特點。。15、脫硫裝置的的可利用率指脫硫裝置每每年正常運行行時間與發(fā)電電機組每年總總運行時間的的百分比。A–B-C可用率=x100%AA：發(fā)電機組每每年的總運行行時間，hB:脫硫裝置每年年因脫硫系統(tǒng)統(tǒng)故障導致的的停運時間,hC:脫硫裝置強迫迫降低出力等等效停運時間間9、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。2022/12/192022/12/19Monday,December19,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。2022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202211:11:25PM11、以以我我獨獨沈沈久久，，愧愧君君相相見見頻頻。。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Dec-2219-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。2022/12/192022/12/192022/12/19Monday,December19,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。19十十二二月月20222022/12/192022/12/192022/12/1915、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。十二二月月222022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/192022/12/1919December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時時，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點點的的射射線線向向前前。。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/199、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功！！。。2022/12/192022/12/19Monday,December19,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結結果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。2022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202211:11:26PM11、成成功功就就是是日日復復一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Dec-2219-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Monday,December19,202213、不知知香積積寺，，數(shù)里里入云云峰。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。19十二二月20222022/12/192022/12/192022/12/1915、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月222022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/192022/12/1919December202217、空山新雨雨后，天氣氣晚來秋。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/199、楊柳散散和風，，青山澹澹吾慮。。。2022/12/192022/12/19Monday,December19,202210、閱讀一一切好書書如同和和過去最最杰出的的人談話話。2022/1