石灰石石膏湿法烟气脱硫技术工艺原理及特点

烟气脱硫脱硝技术课型新授课课时2教学目标知识目标：能了解燃煤电厂过程的化学反应。技能目标：熟练掌握吸收塔模块典型分布区。德育目标：培养实际操作及技能型人才。教学重点1、脱硫过程的化学反应。2、对脱硫剂的要求。教学难点一、吸收塔模块典型分布区。二、火电厂烟气脱硫运行主要变量。教学方法讲授、分析、比较教学媒体黑板、粉笔、多媒体授课时间16高热一：2.283.4节§1-2石灰石石膏湿法烟气脱硫技术工艺原理及特点教材分析本课题主要是通过分析燃煤电厂过程的化学反应、吸收塔模块典型分布区，为电厂的安全运行提供基本的数据。教后记熟练讲解实际电厂中脱硫装置吸收塔模块典型分布区。布置作业无作业情况典型的工程全景该工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应吸收脱除二氧化硫，最终产物为石膏。脱硫后的洁净烟气通过除雾器除去雾滴经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。二、石灰石湿法烟气脱硫工艺过程的描述三、脱除SO2的化学反应机理1、过程阶段：（1）气态反应物从气相内部迁移到气-液界面。（2）气态反应物穿过气-液界面进入液相，并发生化学反应。（3）反应组分从液相界面迁移到液相内部。（4）进入也想的反应组分与液相组分发生反应。（5）已溶解的反应物的迁移和由反应引起的浓度梯度产生的反应物的迁移。工艺过程化学反应向吸收塔添加石灰石浆液石灰石溶解浆液喷淋或鼓泡SO2的吸收向吸收塔鼓入氧化空气亚硫酸盐的氧化浆液循环、搅拌硫酸盐的形成及石膏结晶主要化学反应：吸收：

SO2＋H2OH+＋HSO3-H+＋SO32-溶解：

CaCO3

＋H+

Ca2+

＋HCO3-中和：

HCO3-

＋H+

CO2＋H2O氧化：

SO32-

＋O2SO42-结晶：

Ca2+

＋SO32-

＋H2OCaSO3·1/2H2OCa2+

＋SO42-

＋H2OCaSO4·2H2O影响脱硫效率的因素一、参与脱硫反应的物质（烟气、石灰石粉、工艺水）二、运行控制（pH,停留时间）石灰石-石膏法流程示意图吸收塔设设备图净烟气出出口除雾器喷淋层烟气进口口浆液搅拌器循环泵循环管四、吸收收塔不同同区域发发生的主主要化学学反应1、吸收区区吸收过程程（吸收收剂为石石灰石））SO2+H2O→H++HSO3-H2SO3-→H++HSO3-四、吸收塔不不同区域发生生的主要化学学反应2、氧化区H++HSO3-+1/2O2→2H++SO42-CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O四、吸收塔不不同区域发生生的主要化学学反应3、中和区CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O五、湿法烟气气脱硫对脱硫硫剂的要求1、吸收能力高高。2、选择性好。。3、挥发性低，，无毒，不易易燃烧，化学学稳定性好，，凝固点低，，不发泡，易易再生，黏度度小，比热容容小。4、不腐蚀或腐腐蚀小，以减减少设备投资资及维护费用用。5、来源丰富，，容易得到，，价格便宜。。6、便于处理及及操作，不易易产生二次污污染。六、烟气脱硫硫工艺过程几几个相关概念念和运行主要要变量1、脱硫效率指脱硫装置脱脱除二氧化硫硫的量与未经经脱硫前烟气气中所含二氧氧化硫量的百百分比不盲目追求过过高的脱硫率率，因为高的的脱硫率是要要用高的投资资和运行费用用作为代价的的——脱硫前烟气中中SO2的折算浓度，，mg/m3;2、吸收剂的利利用率等于单位时间间内从烟气中中吸收的二氧氧化硫摩尔数数除以同时间间内加入系统统的吸收剂中中钙的总摩尔尔数湿法的吸收剂剂利用率——>90%半干法——约50%干法——<30%3、液气比指吸收塔洗涤涤单位体积烟烟气需要含碱碱性吸收剂的的循环浆液体体积。在相同的条件件下，液气比比越大，脱硫硫效率越高，，但随之，动动力的消耗就就越大；烟气气出口的温度度就越低，造造成烟道腐蚀蚀。液气比（脱硫硫技术的核心心内容）所以，要根据据具体的情况况，选择合适适的液气比，，使得在保证证脱硫效率的的同时，降低低运行费用。。因此,石灰石洗涤吸吸收塔的液气气比一般控制制在15L/m3的范围较合适适。pH值—酸与碱pH1714定义:酸=pH<7碱=pH>7胃酸亚硫酸醋典型洗涤塔水石灰石石灰硫酸可口可乐二元酸血碱液4、吸收塔浆液液的PH值pH对HSO3-氧化速率的影影响pH值太高，则容容易造成设备备的堵塞和结结垢，同时使使得脱硫剂的的利用率降低低，脱硫产物物的品位下降降。而pH值太低，则影影响了脱硫效效率。所以必须选择择合适的pH值，使得保证证脱硫效率，，同时保证脱脱硫剂的利用用率和脱硫产产物的品位。。5、钙硫比脱硫塔内脱硫硫剂所含钙的的摩尔数与烟烟气中所含二二氧化硫摩尔尔数的比例。。相同脱硫率条条件下，Ca/S越小，吸收剂剂的用量少，，但电耗会增增加高的Ca/S会引起吸收剂剂过饱和凝聚聚,最终使反应的的表面减少,钙的利用率下下降,不仅浪费了吸吸收剂,而且影响脱硫硫效率。石灰石湿法脱脱硫工艺的Ca/S一般控制在1.02~1.05。6、浆液循环量量的影响。增加了浆液的的循环量,提高L/G的同时,也就加大了CaCO3与SO2的接触反应时时间,从而提高了SO2的去除率。但是,过高的浆液循循环量将导致致运行费用和和初投资增加加。7、浆液停留时时间的影响。。(1)吸收塔停留时时间,是指液体与烟烟气在吸收塔塔中的接触时时间。(2)浆液在反应罐罐内停留时间间(τc),又称固体物停停留时间,是指CaSO4··2H2O在吸收塔浆液液罐(或池)中沉淀、结晶晶的停留时间间。浆液在反应罐罐内停留时间间长有助于石石灰石浆液与与SO2完全反应。但但是,延长浆液在反反应罐(或池)的停留时间,会导致反应罐罐的容积增大大,氧化空气量和和搅拌机容量量增大,设备费用和运运行成本增加加。8、吸收液过饱饱和度的影响响当超过某一饱饱和度后,石膏结晶会在在悬浊液内已已经

存在的的石膏晶体上上生长。当相相对饱和度达达到某一更高高值时,就会形成晶核核,同时石膏晶体体在其他物质质表面上生长长,导致吸收塔浆浆液池表面结结垢。9、石膏浆液密密度密度过大，CaSO4··2H2O对SO2的吸收有抑制制作用,脱硫率会有所所下降;而石膏浆液密密度过低时,将导致石膏中中CaCO3含量增高,石膏品质降低低,而且浪费了石石灰石。因此运行中控控制石膏浆液液密度在一合合适的范围内内10、吸收塔内烟烟气流速的影影响指吸收塔内饱饱和烟气的表表观平均速度度提高吸收塔内内烟气流速,增大了传质面面积,提高脱硫效率率。但是,烟气流速增大大,则烟烟气气在在吸吸收收塔塔内内的的停停留留时时间间减减少少,脱硫硫效效率率下下降降。。因此此,从脱脱硫硫效效率率的的角角度度来来讲讲,吸收收塔塔内内烟烟气气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烟烟速速,脱硫硫效效率率都都会会降降低低。。11、入入口口烟烟气气参参数数烟温温FGD入口口SO2浓度度O2浓度度飞灰灰烟温温烟烟温温高高，，脱脱硫硫效效率率降降低低烟温温：：烟烟温温高高，，脱脱硫硫效效率率降降低低SO2浓度度高高,有有利利于于其其扩扩散散,加加快快反反应应速速度度,使使脱脱硫硫效效率率提提高高;但但若若浓浓度度很很高高,则效效率率下下降降。。O2浓度度高高,有有利利于于亚亚硫硫酸酸根根向向硫硫酸酸根根的的转转化化,脱脱硫硫效效率率提提高高;但但氧氧量量太太大大,可能能是是漏漏风风严严重重,导导致致烟烟气气在在吸吸收收塔塔内内的的停停留留时时间间缩缩短短,影影响响脱脱硫硫效效率率。。飞灰灰量量大大,阻阻碍碍石石灰灰石石消消溶溶,降降低低脱脱硫硫效效率率,降降低低副副产产品品的的品品质质,引引起起脱脱水水系统统的的堵堵塞塞。。成份符号作用氧化钙CaO有效成分，并非愈多越好，活性要好。氧化镁MgO有助脱硫，不利于结晶和脱水，偏无用成分。水份H2O结晶体，与反应无关。二氧化硅SiO2无用成分，越少越好。塔内及所有流通部位的磨蚀根源。三氧化二铁Fe2O3无用成分，越少越好。三氧化二铝Al2O3无用成分，越少越好。甚为坚硬，磨机功耗大增。其它惰性物

无用成分，影响反应、增加磨蚀。石灰灰石石来来料料品品质质对对脱脱硫硫装装置置的的影影响响12、石石灰灰石石品品质质颗粒粒度度石灰灰石石粒粒径径越越小小，，其其溶溶解解速速率率快快、、溶溶解解度度越越高高、、扩扩散散性性能能越越好好，，可可以以有有效效地地加加强强SO2的吸吸收收，，降降低低吸吸收收塔塔的的液液气气比比。。石灰灰石石颗颗粒粒粒粒径径变变粗粗还还会会导导致致大大量量石石灰灰石石颗颗粒粒在在吸吸收收塔塔底底部部的的沉沉积积，，造造成成浆浆液液循循环环泵泵叶叶轮轮、、吸吸收收塔塔浆浆液液喷喷嘴嘴等等设设备备的的磨磨损损和和堵堵塞塞。。13、CI-含量HCl浓度CaCO3+2HCl<==>CaCl2+CO2+H2O氯化钙却却极易溶溶于水,所以Cl-的浓度相相对较大大,其腐蚀影影响大得得多。如如果没有有被及时时排除,降低其浓浓度,将造成很很大的腐腐蚀破坏坏。在脱脱硫系统统中Cl-是引起金金属腐蚀蚀和应力力腐蚀的的重要原原因。14、脱硫塔塔的类型型及结构构14、脱硫塔塔的类型型及结构构为了保证证较高的的脱硫效效率,同时防止止结垢和和堵塞,要求脱硫硫塔具有有持液量量大,气液间相相对速度度高,较大的气气液接触触面积,吸收区长长,气液接触触时间长长,内部构件件少,压降小等等特点。。15、脱硫装置的的可利用率指脱硫装置每每年正常运行行时间与发电电机组每年总总运行时间的的百分比。A–B-C可用率=x100%AA：发电机组每每年的总运行行时间，hB:脱硫装置每年年因脱硫系统统故障导致的的停运时间,hC:脱硫装置强迫迫降低出力等等效停运时间间9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。2022/12/192022/12/19Monday,December19,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。2022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202211:11:25PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Dec-2219-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。2022/12/192022/12/192022/12/19Monday,December19,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。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、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/192022/12/1919December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/199、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。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结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。2022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202211:11:26PM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Dec-2219-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。2022/12/192022/12/192022/12/19Monday,December19,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。19十二二月20222022/12/192022/12/192022/12/1915、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月222022/12/192022/12/192022/12/1912/19/202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/192022/12/1919December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。2022/12/192022/12/192022/12/192022/12/199、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。2022/12/192022/12/19Monday,December19,202210、阅读一一切好书书如同和和过去最最杰出的的人谈话话。2022/1