石灰石―石膏湿法 烟气脱硫工艺的影响因素分析

1、石灰石石膏湿法 烟气脱硫工艺的影响因素分析 摘 要：本文主要讲述了工业石灰石石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析，通过对石灰石石膏法分析开辟了新运用前景。 关键词：石灰石；湿法；二氧化硫；烟气脱硫 0前言 二氧化硫是主要大气污染物之一，严重影响环境，威胁人们的生活健康。削减二氧化硫的排放量，保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。目前，国内外处理低浓度so2烟气的方法有许多，钙法是采用石灰石水或石灰石乳洗涤含二氧化硫的烟气，技术成熟，生产成本低，但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。针对传统脱硫方法存在的缺陷，本文阐述了主要钙法在处理低浓度二氧化硫

2、烟气脱硫工艺的影响因素分析，这些影响因素分析解决资源合理利用问题。获得了良好的社会效益和经济效益。 1常用湿法烟气脱硫技术介绍 1.1石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺原理 该法是将石灰石粉磨成小于250目的细粉，配成料浆作so2吸收剂。在吸收塔中，烟气与石灰石浆并流而下，烟气中的so2与石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在吸收塔低槽内鼓入大量空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，结晶分离得副产品石膏。因此过程主要分为吸收和氧化两个步骤： （1）so2的吸收 石灰石料降在吸收塔内生成石膏降，主要反应如下： caco3+so2+1/2h2o=caso31/2h2o+co2 caso31/2h2o +so2

3、+1/2h2o=ca（hso3）2 （2）亚硫酸钙氧化 由于烟气中含有o2，因此在吸收过程中会有氧化副反应发生。在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的caso31/2h2o氧化生成caso42h2o。 2caso31/2h2o+ o2+3h2o =2caso42h2o 由于在吸收过程中生成了部分ca（hso3）2，在氧化过程中，亚硫酸氢钙也被氧化，分解出少量的so2： ca（hso3）2+1/2o2+ h2o=caso42h2o+ so2 亚硫酸钙氧化时，其离子反应可表达为： caso31/2h2o+h+ ca2+ hso3+1/2h2o hso3+1/2o2 so42+h+ ca2+ so

4、42+2h2o caso42h2o 由以上反应可见，氧化反应必须有h+存在，浆液的ph值在6以上时，反应就不能进行。在吸收so2过程中，一般石灰石的ph值为56，石灰石的ph值为67，吸收剂的粒度越细越好。 2影响石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺的因素分析 湿法烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的ph值、液气比、烟速、浆液洗涤温度、钙硫比、石灰石浆液颗粒细度、浆液停留时间等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。 2. 1吸收塔洗涤浆液的ph值 料浆的ph值对so2的吸收影响很大，一般新配制的浆液ph值约在89之间。随着吸收进行，ph值迅速下降，当ph值低于6时，下降变得缓慢，而当ph值小于4时，吸收几

5、乎不进行。 ph值除了影响so2吸收外，还影响结垢、腐蚀和石灰石粒子的表面钝化。因此，浆液ph值应控制适当。采取消石灰石浆液时，ph值控制为56，采用石灰石浆液时，ph值控制为67。 2.2吸收塔内的液气比 （1）液气比（l/g，l/g）。是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，在吸收塔内，除了ph值，对于吸收效率影响较大的另一操作参数是液气比。对于吸收操作液气比越大吸收越完全，而且液气比越大，氧化槽不易结垢，但是液气比太大，液体停留时间有所减少，而且循环泵流量增大，塔内气体流动阻力增大使风机耗能增大，投资和运行费用相应增加。石灰石法喷淋塔的液气比一般在1525 l/m3有采用这种液

6、气比才能保证不小于95%的高脱硫效率，这正是湿法烟气脱硫工艺的关键所在。目前广泛使用的喷淋塔内持液量很小，要保证较高的脱硫效率，就必须有足够大的液气比。 2.3烟速和烟气温度 在其他参数恒定的情况下，提高塔内烟气流速可提高其液两相的湍动，降低烟气与液滴间的膜厚度，提高传质面积，增加了脱硫效率。试验表明气速在3.66-24.57逐渐增大时，脱硫效率几乎与气速变化无关。 烟速提高可增大吸收系数。烟速增大，气液两相界面湍动加强，液滴的内循环更加显著，气液相传质系数都提高；另外烟速增大可减缓液滴下降速度，使液滴分布变小，传质面积增加，气相分布也越均匀。但另一方面，烟速提高造成雾沫夹带严重，影响除雾效果

7、。 研究表明，低洗涤温度有利于so2的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100以下。100左右的原烟气进入吸收塔后，经过多级喷淋层的洗涤降温，到吸收塔出口时温度一般为4570。 目前，将吸收塔内烟气流速控制在3.5-4.5m/s较合理，少数塔型如水平（卧式）塔，其空塔气速可达到9m/s以上。 2.4 钙硫比 钙硫比（ca/s）是指注入吸收剂量与吸收二氧化硫量的摩尔比，它反应单位时间内吸收剂原料的供给量，通常以浆液中吸收剂浓度作为衡量度量。 如果煤中的含硫量为s（%），达到一定的脱硫效率所需的钙硫摩尔比为ca/s，则需要加入流化床中的脱硫剂量g（kg/h）可用下式计算： g=100c

8、as（%）b/32scaco3（%） ca/s=32 caco3（%）g/100s（%）b 式中g达到一定脱硫效率需向流化床加入的脱硫剂量（kg/h）； ca/s达到一定脱硫效率所需的钙硫摩尔比值； s燃料中含硫量的重量百分数（%）； cac03脱硫剂中cac03含量的重量百分数（%）； b燃料消耗量（kg/h）。 实践也证明吸收塔的浆液浓度选择在20%30%为宜，ca/s在1.021.05之间。 2.5石灰石浆液颗粒细度 吸收剂原料。脱硫系统对吸收剂（caco3）有一定的要求，首先是吸收剂的纯度，高纯度的吸收剂将有利于产生优质脱硫石膏，其次是吸收剂的粒度，粒度越小，单位体积的表面积越大，利用

9、率相对较高，有利于脱硫。通常要求的吸收剂纯度在90%以上，粒度控制在300400目。过高的吸收剂纯度和过细的粒度会导致吸收剂制备价格的上升，使系统运行成本增加。 2.6浆液停留时间 浆液在浆液池内停留时间长将有助于浆液中石灰石颗粒与二氧化硫的完全反应，并能使反应生成物压硫酸钙有足够的时间完全氧化成硫酸钙，形成颗粒度均匀、纯度高的优质脱硫石膏。但浆液在浆液池内停留时间长会使浆液池的容积增大，氧化空气量和搅拌机的容量增大，将增加土建设备费用。 3结语 发电厂进行脱硫工程建造，在降低so2排放，增大液气比，增加气体流速，同时也给烟囱运行带来了一些问题，如：除雾器脱水效果不好，烟速过高将烟气带入烟囱，减少烟囱使用寿命。这些都为需要脱硫新建的电厂提供了一定的参考经验。石灰石石膏湿法作为目前最成熟、效率最高的脱硫技术，我国应加快技术消化吸收，推广已经运行的石灰石石膏湿法系统的经验。 参考文献 1肖文德，吴志泉.二氧化硫脱除与回收m.北京：化学工业出版社，20015 2高子忠.环境保护及三废处理m.沈阳：华中理工大学出版社，1990，7 3蒋思国.石灰石石膏湿法烟气脱硫技术及其应用j.工