石灰石—石膏法脫硫工藝

1、石灰石石灰石石膏法濕法煙氣脫硫工藝石膏法濕法煙氣脫硫工藝我國(guó)是以煤炭為主要能源的國(guó)家，煤炭占一次能源消費(fèi)總量的70%左右。煤炭造成的大氣污染有二氧化碳、二氧化硫、氮氧物和粉塵等?？刂贫趸蚺欧乓殉蔀樯鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。目前，全世界煙氣脫硫工藝共有200多種，經(jīng)過(guò)幾十年不斷的探索和實(shí)踐，在火電廠(chǎng)上應(yīng)用的脫硫工藝僅在10種左右，主要包括有：石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝；旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫工藝；爐內(nèi)噴鈣加尾部煙道增濕活化脫硫工

2、藝；循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝；海水脫硫煙氣工藝；電子束煙氣脫硫工藝以及荷電干式噴射法煙氣脫硫等工藝。石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，其基本工藝流程如下：鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)、GGH(可選)降溫后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過(guò)噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCL和HF，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物

3、被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO4?2H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過(guò)噴嘴進(jìn)行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個(gè)泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過(guò)石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級(jí)脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過(guò)凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級(jí)除霧器除霧，在此處將清潔煙

4、氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。進(jìn)行除霧器沖洗有兩個(gè)目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時(shí)作為補(bǔ)充水，穩(wěn)定吸收塔液位。在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46—55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過(guò)GGH將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴(kuò)散能力。最后，潔凈的煙氣通過(guò)煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝的化學(xué)原理如下：①煙氣中的二氧化硫溶解水，生成亞硫酸并離解成氫離子和HSO3離子

5、；②煙氣中的氧和氧化風(fēng)機(jī)送入的空氣中的氧將溶液中HSO3氧化成SO24；③吸收劑中的碳酸鈣在一定條件下于溶液中離解出Ca2；④在吸收塔內(nèi)，溶液中的SO24、Ca2及水反應(yīng)生成石膏（CaSO42H2O）?；瘜W(xué)反應(yīng)式分別如下：①SO2＋H2O→H2SO3→H＋HSO3②H＋HSO3＋12O2→2H＋SO24③CaCO3＋2H＋H2O→Ca2＋2H2O＋CO2↑④Ca2＋SO24＋2H2O→CaSO42H2O由于吸收劑循環(huán)量大和氧化空氣的送入

6、，吸收塔下部漿池中的HSO3或亞硫酸鹽幾乎全部被氧化為硫酸根或硫酸鹽，最后在CaSO4達(dá)到一定過(guò)飽和度后，結(jié)晶形成石膏CaSO42H2O。石膏可根據(jù)需要進(jìn)行綜合利用或作拋棄處理。石灰石（石灰）—石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要有：煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。1）煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、密封風(fēng)機(jī)和氣—?dú)饧訜崞鳎℅GH）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易

7、對(duì)煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的重要設(shè)備，分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系統(tǒng)的進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙布置的霧化噴淋霧化噴嘴、液柱噴嘴、水幕噴嘴，均為不易堵塞結(jié)構(gòu)。f.脫硫液制備攪拌罐中加入了酸化劑（乙二酸或甲酸），強(qiáng)化了石灰（石灰石）在水溶液中的溶解度，提高脫硫劑的利用率。g.本工藝經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。采用石灰石作脫硫劑時(shí)液氣比為10～12Lm3，采用

8、石灰作脫硫劑時(shí)液氣比為1～1.5Lm3。脫硫系統(tǒng)能耗較低。h.塔底池脫硫液投加裝置多點(diǎn)均布懸浮噴口，大直徑吸收塔底池不會(huì)產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象。i.吸收塔內(nèi)部防腐材料耐腐、耐磨、經(jīng)久耐用。j.煙氣脫硫系統(tǒng)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題：一、吸收塔反應(yīng)閉塞問(wèn)題吸收塔反應(yīng)閉塞現(xiàn)象就是指在石灰石一石膏脫硫系統(tǒng)中，石灰石的溶解受到阻礙，使得反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，進(jìn)而影響脫硫效率。石灰石反應(yīng)閉塞產(chǎn)生的原因主要有兩種：一種是氟化鋁引起的；

9、另一種是亞硫酸鹽引起的。氟化鋁引起的反應(yīng)閉塞問(wèn)題是因?yàn)轱w灰、石灰石粉及工藝水中的氟和鋁含量較高，它們?cè)谖账{池內(nèi)形成穩(wěn)定的化合物氟化鋁(1Fn)，其附著在石灰石顆粒表面，影響石灰石的溶解和反應(yīng)，最終導(dǎo)致石灰石調(diào)節(jié)pH值能力下降，脫硫效率降低。亞硫酸鹽引起的反應(yīng)閉塞現(xiàn)象是因?yàn)閜H值會(huì)影響石灰石、CaSO42H20和CaS031／2H20的溶解度，隨著pH值的升高，CaSO3，溶解度明顯下降。因此隨著sO2：的吸收，溶液pH值降低，溶液中

10、的CaSO3，增加，并在石灰石顆粒表面形成一層液膜，液膜內(nèi)部的CaCO3，溶解導(dǎo)致pH值上升，pH值上升使得CaSO3，溶解度降低從而使CaSO3。析出并沉積在石灰石顆粒表面，形成一層外殼，使粒子表面鈍化，阻礙CaCO3，的繼續(xù)溶解，抑制吸收反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)了反應(yīng)閉塞現(xiàn)象后，為了恢復(fù)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要采取的第一步是停止向吸收塔供漿，盡可能降低吸收塔內(nèi)的pH值，使吸收塔內(nèi)過(guò)剩的石灰石消耗殆盡，并不斷向外排放石膏，降低系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)含

11、量；第二步，恢復(fù)石灰石供漿，觀(guān)察脫硫效率變化情況，如果系統(tǒng)末恢復(fù)正常需重復(fù)第一步。當(dāng)氟化鋁引起的閉塞相當(dāng)嚴(yán)重時(shí)，需置換部分吸收塔漿液，減少系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)含量，恢復(fù)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。二、石膏脫水國(guó)家要求脫硫石膏的含水率要低于10％，而目前石膏含水率一般都高于10％(12％以上)，達(dá)不到國(guó)家要求，造成石膏脫水困難的原因有：(1)原煙氣中的飛灰含量過(guò)高，粉煤灰的粒徑比結(jié)晶石膏的粒徑小得多，在真空皮帶機(jī)上脫水時(shí)，細(xì)顆粒的粉煤灰很快通過(guò)石膏顆粒之

12、間的間隙到達(dá)濾布表面，把濾布的細(xì)孔堵死，使得皮帶上的真空度不能提高，影響脫水效率。(2)吸收塔反應(yīng)池的體積過(guò)小，使得石膏的結(jié)晶時(shí)間太短，不能形成較大直徑的石膏晶體，導(dǎo)致脫水非常困難。解決辦法有：(1)降低入口煙氣的粉塵濃度；(2)加大廢水排放量，由于旋流器頂流排出的廢水中細(xì)顆粒含量比例高，因此加大廢水排量可以減少漿液中細(xì)顆粒的比例；(3)在脫水皮帶的頂部加蒸汽罩，用熱蒸汽來(lái)吹干石膏，使石膏的含水率從12％降低到10％以下。三、結(jié)垢問(wèn)題在