石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的工藝流程、反應(yīng)原理及主要系統(tǒng)

1、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的工藝流程如下圖的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程圖引鳳機來圖一常見的脫硫系統(tǒng)工藝流程 i,增壓鳳機OMttLznrrmnrr圖二無增壓風(fēng)機的脫硫系統(tǒng)如上圖所示引風(fēng)機將除塵后的鍋爐煙氣送至脫硫系統(tǒng)，煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機增壓 后（有的系統(tǒng)在增壓風(fēng)機后設(shè)有 GGH換熱器，我們一、二期均取消了增壓風(fēng)機， 和旁路擋板，圖二），進入脫硫塔，漿液循環(huán)泵將吸收塔的漿液通過噴淋層的噴嘴 噴出，與從底部上升的煙氣發(fā)生接觸，煙氣中S02的與漿液中的石灰石發(fā)生反應(yīng)，生成CaS03,從而除去煙氣中的S02。經(jīng)過凈化后的煙氣在流經(jīng)除霧器后被 除去煙氣中攜帶的液滴，最后從煙囪排出。反應(yīng)生成物CaS

2、03進入吸收塔底部的漿液池，被氧化風(fēng)機送入的空氣強制氧化生成 CaS04,結(jié)晶生成石膏。石灰石 漿液泵為系統(tǒng)補充反應(yīng)消耗掉的石灰石，同時石膏漿液輸送泵將吸收塔產(chǎn)生的石膏外排至石膏脫水系統(tǒng)將石膏脫水或直接拋棄。 同時為了防止吸收塔內(nèi)漿液沉淀 在底部設(shè)有漿液攪拌系統(tǒng)，一期采用擾動泵，二期采用攪拌器。石灰石 -石膏濕法脫硫反應(yīng)原理在煙氣脫硫過程中， 物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)的過程相對復(fù)雜， 吸收塔由吸收區(qū)、 氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū)三部分組成，在吸收塔漿池 (氧化區(qū)和結(jié)晶區(qū)組成 )和吸收區(qū)，不 同的層存在不同的邊界條件，現(xiàn)將最重要的物理和化學(xué)過程原理描述如下：(1) S02溶于液體在吸收區(qū)，煙氣和液體強烈接觸，傳質(zhì)

3、在接觸面發(fā)生，煙氣中的 SO2 溶解 并轉(zhuǎn)化成亞硫酸。S02+H20<=>H2S03除了 S02 外煙氣中的其他酸性成份，如 HCL 和 HF 也被噴入煙氣中的漿液 脫除。裝置脫硫效率受如下因素影響， 煙氣與液體接觸程度， 液氣比、霧滴大小、 S02含量、PH值、在吸收區(qū)的相對速度和接觸時間。(2) 酸的離解當(dāng)S02溶解時，產(chǎn)生亞硫酸，同時根據(jù) PH值離解：H2SO3<=>H+HSO3-對低 pH 值HSO3-v=>H+SO32-對高 pH 值從煙氣中洗滌下來的HCL和HF，也同時離解：HCl<=>H+Cl-F<=>H+F-根據(jù)上面反應(yīng)，在

4、離解過程中，H+離子成為游離態(tài)，導(dǎo)致PH值降低。漿液 中H+離子的增加，導(dǎo)致SO2在漿液中的溶解量減少。因此，為使?jié){液能夠再吸 收SO2,必須清除H+離子。H+離子的清除采用中和的方式。(3) 中間產(chǎn)物的中和反應(yīng)使用能夠溶于漿液的石灰石，同上述提到的離子發(fā)生如下反應(yīng)：CaC03固體)<=>CaCO30(溶解)CaCO30溶解)+2H+v=>Ca2+CO2+H2OCa2+離子與溶解的酸發(fā)生反應(yīng)：Ca2+2Cl-<=>CaCl2Ca2+2F-<=>CaF2Ca2+2HSO3-<=>Ca(HSO3)2Ca2+SO32-<=>CaSO3

5、生成溶解的亞硫酸鈣的反應(yīng)，主要發(fā)生在吸收區(qū)上部，因為煙氣中 SO2 含 量的降低，使此區(qū)域內(nèi)的漿液保持一個高的 PH值,極大地降低了 HSO3-的濃度， 從而在進一步提高脫硫效率同時降低了在吸收區(qū)結(jié)垢的可能性。在吸收區(qū)下部以及在氧化區(qū)是降低 SO2濃度的主要區(qū)域，PH值較低。在此 區(qū)域內(nèi)，洗滌液含有少量的亞硫酸鈣，但有更多的亞硫酸氫鈣。除了 PH 值和液氣比外， 脫硫效率還取決于上述中和反應(yīng)的速度和石灰石溶 解的速度。而石灰石溶解的速度取決于 H+的濃度，而且隨PH值的降低而加快。 鈣離子、氯離子和硫酸根離子對石灰石的溶解速度有負面影響。 其中氯離子隨煙 氣和工藝水進入吸收系統(tǒng)， 鈣離子由吸收

6、漿液帶入， 而硫酸根離子由氧化溶解的 亞硫酸根離子產(chǎn)生。漿液中氯離子濃度通過廢水排放來控制。(4) 亞硫酸氫鈣的氧化一些已形成的亞硫酸氫鈣，被漿液所含的氧在吸收區(qū)氧化。HSO3-+0.5O2<=>SO42-+H+而剩余的亞硫酸氫根則在氧化區(qū)由漿池中大量空氣所氧化。在此工藝中，PH 值主要控制在4.55.5,更多的H+離子按上述反應(yīng)形成了。這些 H+離子由漿液 中過剩的石灰石所中和，其結(jié)果是生成了溶解的硫酸鈣。CaCO3+2H+v=>Ca2+H2O+CO2SO42-+Ca2+v=>CaSO4(5) 反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)晶連續(xù)產(chǎn)生的硫酸鈣導(dǎo)致溶液的過飽和，從而形成了石膏晶體。CaS

7、O4+2H2O<=>CaSO42H2O通過維持漿液中固體含量在80180g/l的水平，石膏結(jié)晶的過程最優(yōu)化，新 生成的石膏在晶種上逐步長大成石膏晶體，所產(chǎn)生的副產(chǎn)品石膏從系統(tǒng)中排除。 整個脫硫塔的反應(yīng)可以變?yōu)槿缦乱粡垐D* tf+LI SO； + IK O； SQ+iHjO-H/L j ra bb-btw w =as- f anai彳產(chǎn)! vn n* m H H云HI * *(0* 劃屮> (1X02:嚴!+ H +1MI, 0.5llaQ(iJ* 0.51SO；+Ci>J* ：HtOLfHjO-O.SO,石灰石-石膏濕法脫硫主要系統(tǒng)1.系統(tǒng)構(gòu)成石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)包

8、括以下幾個系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)及氧化空氣系統(tǒng)、石灰石上料及漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水及廢水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、 電氣及熱控系統(tǒng)組成1.1 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)主要包括煙道及各膨脹節(jié)、 如設(shè)有增壓風(fēng)機還有風(fēng)機擋板等， 、如 設(shè)有 GGH 煙氣換熱器還包括有 GGH 換熱器及其輔助系統(tǒng)。另外現(xiàn)在的脫硫系 統(tǒng)已取消旁路擋板， 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時為了保證脫硫系統(tǒng)的安全， 在脫硫煙道入 口還設(shè)有事故噴淋降溫系統(tǒng)。 鍋爐煙氣進入吸收塔系統(tǒng)。 煙氣經(jīng)過風(fēng)機加壓后進 入吸收塔反應(yīng)后從煙囪排入大氣 ;當(dāng)脫硫系統(tǒng)發(fā)生故障或系統(tǒng)無法繼續(xù)運行時， 在鍋爐正常停運前，煙道上的事故噴淋系統(tǒng)啟動，確保脫硫設(shè)備的安全。1.2. 吸

9、收塔及氧化空氣系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng)是整個脫硫系統(tǒng)的核心。主要包括設(shè)備漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機， 擾動系統(tǒng) （攪拌器或擾動本 ）、石膏漿液排出泵。吸收塔由吸收區(qū)、氧化區(qū)和結(jié)晶 區(qū)組成。在吸收塔的吸收區(qū)，煙氣與漿液接觸發(fā)生反應(yīng)煙氣中的 SO2 和其他有 害氣體和粉塵被除去。 在吸收塔漿液池中， 亞硫酸鈣被鼓入的氧化空氣氧化生成 CaSO 4同時氧化生成CaSO4結(jié)晶生成石膏，通過石膏漿液輸送泵排出吸收塔 送去石膏脫水系統(tǒng)， 同時新鮮的石灰石漿液加入漿池， 補充系統(tǒng)反應(yīng)消耗掉的石 灰石。石灰石上料及漿液制備系統(tǒng) 石灰石上料及漿液制備系統(tǒng)主要是向吸收系統(tǒng)提供合格的石灰石漿液。 球磨 機分干式磨和濕式磨兩種， 干

10、式磨能耗大， 運行噪聲大， 所以電廠一般采用濕式 磨。主要設(shè)備有濕式球磨機、振動給料機、斗式提升機、倉頂皮帶機、石灰石漿 液箱、石灰石漿液輸送泵。石灰石原料要求直徑不大于 20mm,由振動給料機- 斗式提升機倉頂皮帶輸送機送入石灰石貯倉，再由稱重給料機送入濕式球磨機， 磨制好的石灰石漿液通過磨機漿液再循環(huán)泵送入旋流站， 合格的漿液送至石灰石6漿液箱，由石灰石漿液輸送泵送至吸收塔，補充因與 SO2 反應(yīng)而消耗了的吸收 劑。1.3. 石膏脫水及廢水系統(tǒng)石膏脫水及廢水系統(tǒng)是處理脫硫副產(chǎn)物的系統(tǒng)。 主要設(shè)備包括真空皮帶脫水 機、石膏漿液輸送泵 （如設(shè)有 ）、廢水泵、濾液水泵及相應(yīng)的漿液箱罐。吸收塔漿

11、池中產(chǎn)生的石膏由石膏漿液排出泵送入石膏旋流器濃縮， 其溢流至濾液水箱， 含 固量為 45%60%的底流直接進入真空皮帶機或送入石膏漿液箱由石膏漿液輸送 泵送入真空皮帶脫水機脫水， 脫水后的產(chǎn)物為含水量不大于 10%的石膏，由皮帶 輸送機送入石膏庫。 脫硫裝置漿液內(nèi)的水在不斷循環(huán)過程中， 會富集重金屬元素 和CL-等，加快脫硫設(shè)備的腐蝕，影響石膏品質(zhì)。為此，設(shè)置脫硫裝置廢水系統(tǒng) 來將這些有害元素排出。1.5 工藝水系統(tǒng)工藝水系統(tǒng)主要由工藝水箱、 工藝水泵和除霧器沖洗水泵組成。 工藝水泵主 要提供吸收塔補水，石灰石漿液制備系統(tǒng)，石膏脫水系統(tǒng)，所有漿液輸送泵、輸 送管路、漿液箱的沖洗水、氧化風(fēng)機的冷卻水及漿液泵的密封水和機封沖洗水。 除霧器沖洗水泵主要提供除霧器沖洗，氧化空氣管減溫水。1.6.電氣