石灰石石膏法烟气脱硫存在的主要问题

1、石灰石石膏法烟气脱硫存在的主要问题第1页，共12页。目录 / CONTENTS工艺原理存在问题措施建议影响因素第2页，共12页。湿法烟气脱硫工艺原理 石灰石石膏法烟气脱硫(FGD)技术是用含石灰石的浆液洗涤烟气，以中和（脱除）烟气中的SO2，故又称之为湿式石灰石/石膏法烟气脱硫（简称WFGD）。 该工艺的主要原理是：锅炉引风机出来的烟气进行换热降温，降温后的烟气进入吸收塔下部。吸收塔中的吸收剂-石灰石浆液由塔的上部向下喷淋与向上流动的烟气逆流混合，烟气中的二氧化硫（SO2）与吸收剂浆液反应生成亚硫酸钙同时进一步被鼓入的空气中的氧气(O2)氧化成硫酸钙(CaSO4)即石膏；脱硫后的洁净饱和烟气依

2、次经过除雾器除去雾滴，由脱硫风机经烟囱排入大气。 这种方法是应用最广泛、技术最为成熟的烟气SO2排放控制技术。其特点是SO2脱除率高，脱硫效率可达95%以上，能适应大容量机组、高浓度SO2含量的烟气脱硫，吸收剂石灰石价廉易得，而且可生产出副产品石膏，高质量石膏具有综合利用的商业价值。 第3页，共12页。湿法烟气脱硫工艺流程 流程主要包括：原料输送系统、吸收剂浆液配制系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统。第4页，共12页。石膏法烟气脱硫影响因素烟尘含量。 烟气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；飞灰中不断溶出的重金属会抑制 C

3、a2+ 与HSO3- 的反应；烟气中粉尘含量持续超过设计允许量，脱硫率也大为下降，甚至喷头堵塞。一般FGD入口粉尘含量小于200mg/m3。烟气温度。 进入吸收塔烟气温度越低，越有利SO2气体溶于浆液，并形成HSO3- 。通常烟气冷却到60左右再进行吸收最适宜，较高温度吸收会使SO2的吸收效率降低。石灰石粒度与纯度。 颗粒越细，表面积越大，反应越充分，吸收速率越快，利用率也越高。液气比与浆液循环量。 液气比增大，气液接触机率增加，脱硫率也增大。但SO2与吸收液有一个气液平衡比，超过一定值后，脱硫率将不在增加。第5页，共12页。 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

4、，与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应，时间越长，反应越完全。所以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，脱硫效率也越高。吸收液的pH值。 烟气中的SO2与吸收塔浆液接触，高pH的浆液环境有利于SO2的吸收，低pH则有助于Ca2的析出，二者互相对立。pH值为6时，SO2吸收效果最佳，但此时易结垢、堵塞；低pH值有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，却使SO2的吸收受抑制，脱硫效率大大降低；pH4时，SO2的吸收几乎无法进行，吸收液也呈酸性，设备腐蚀较大。一般pH在46之间最合适。第6页，共12页。石膏法烟气脱硫存在的主要问题1，结垢与堵塞 。 结垢和堵塞是湿法脱硫工艺中最严

5、重的问题，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器甚至换热器结石膏垢。严重的结垢将会造成压损增大，设备堵塞，因此结垢是目前造成设备停运的重要原因之一。 产生的原因主要有： a,终产物石膏浓度超过了浆液的吸收极限，就会以晶体的形式开始沉积，饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长；更高时，就会形成晶核。晶体也会在其它各种物体表面上生长，使吸收塔内壁结垢。 b,氧化程度低下或无氧化发生条件下，可生成一种反应物（称CSS软垢），使系统结垢，以致堵塞。 c,吸收液pH值的剧烈变化影响。低pH值，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出

6、，产生硬垢；高pH值，亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢；碱性pH值时，运行还会产生碳酸钙硬垢。第7页，共12页。2，腐蚀。产生的原因主要有： a.环境温度的影响。GGH（蓄热式换热器）或循环液系统故障，会导致塔内烟温升高，防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低。 b.金属表面、水及电解质形成电化学腐蚀，焊缝更明显。 c.浆液中的固态物，落下时对塔内物质有冲刷作用。 d.烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体，在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32- 、Cl- 、SO42- 对金属有很强的腐蚀性，就是防腐内衬也有很强的扩散渗透破坏。 e.结晶腐蚀，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐，随

7、溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内。当系统停运后，吸收塔内逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，并产生剥离与损坏。第8页，共12页。 3，CO2问题。 石灰石-石膏法在脱硫过程中，在脱除SO2气体同时排放出CO2气体，理论上每脱除1tSO2则排放出0.72tCO2。CO2是典型的温室气体，全球气候变暖，将是一场全球性的生态灾难。 4，脱硫石膏处置问题。 脱硫石膏是去除烟气中的SO2而产生的一种工业副产品，理论上每脱除1tSO2，生成约2.2t脱硫石膏；石灰石石膏法虽然对减轻SO2污染起到了一定作用，但所产生的脱硫石膏含有大量杂质，抗压强度、抗拉强度等都无

8、法与天然石膏相比，再利用的价值不大，最终很大一部分不得不作抛弃处理，从而占用大量土地，而这些被抛弃的脱硫石膏经长时间风吹日晒后会散发出阵阵硫酸味，挥发后的酸性物质又重新回到大气中，加重了酸雨的威胁。而且堆积的石膏在经过雨水的冲刷后又会渗入到农田、地下，对地表水及地下水造成污染，经生物富集后进入人类食物链中。因此，脱硫石膏本身也成为一种新的污染物，如不采用积极、有效的措施，它将对人类及其生存环境带来极大的威胁。第9页，共12页。5，系统的耗水量 a.脱硫过程需要消耗大量的水资源，以蒸发和烟气携带水为主要水耗，我国所有的脱硫机组容量每年消耗的水资源约9.11吨，总水量相当于460个昆明湖的水量。

9、b.处理过程中同时还会产生一定量呈弱酸性的废水，pH值为5.06.0，废水中主要污染因子是石灰石、亚硫酸钙、石膏及煤中的卤素和重金属如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等（其中部分重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物，对环境有很强的污染性）。由于脱硫废水的水质比较特殊，所以处理难度很大，处理费用高。第10页，共12页。对于工艺过程存在问题的建议1，对于结垢与堵塞的问题。 a.保障除尘器正常运行，严防喷嘴堵塞。 b.避免控制溶液中的PH值急剧变化。 c.适当增大液气比。 d.在吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种。 e.向吸收液中加入添加剂（如镁离子、乙二酸等）。 f.运用强氧化工艺，使充分氧化反应，控制亚硫酸钙的氧化率在95%以上，并保持浆液中有足够密度的石膏晶种。 g.控制吸收液水份蒸发速度与蒸发量，石膏过饱和度最大不超过130。 第11页，共12页。2，对于防腐措施。 a.防腐材料正确、合理选择。 b.内衬防腐的施工质量要切实做好。 c.控制浆液的pH值要合理。 d.吸收塔内的焊口要满焊，焊缝光滑平整无缺陷；内支撑件及框架不能用角钢、槽钢、工字钢，应用圆钢、方钢为主；外接管不能用焊接，要用法兰连接。 e.选择合理的FGD（脱硫设备）烟气入口温度，并选择与之相配