文档介绍：石灰石—石膏法烟气脱硫技术
牛林
一、烟气脱硫技术概况
根据控制SO2排放的工艺在煤炭燃烧过程中的位置,可将脱硫技术分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三种。燃烧前脱硫主要是选煤、煤气化、液化和水煤浆技术;燃烧中脱硫指的是低污染燃烧、型煤和流化床燃烧技术;燃烧后脱硫也即所谓的烟气脱硫技术。烟气脱硫技术是目前在世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,其它方法还不能在经济、技术上与之竞争。
世界上各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术估计超过200种。按脱硫产物是否回收,烟气脱硫可分为抛弃法和再生回收法,前者脱硫混合物直接排放,后者将脱硫副产物以硫酸或硫磺等形式回收。按脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。
烟气脱硫技术种类及其介绍

湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸收剂,其中石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应,反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来,经分离后即可抛弃,也可以石膏形式回收。目前的系统大多数采用了大处理量洗涤塔,系统的运行可靠性已达99%以上,通过添加有机酸可使脱硫效率提高到95%以上。其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作吸收剂,一般用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸收剂的工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小和运行费用低等特点。
二、石膏法烟气脱硫技术
石膏法脱硫工艺是应用最广泛的一种脱硫技术,在日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
它的工作原理是:将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95% 。

脱硫效率高,>95%。
技术成熟,运行可靠性高。
对煤种的适应性强。
吸收剂资源丰富,价格低廉。
脱硫副产物便于综合利用。
站地面积大,运行费用高。
吸收液系统
烟道、烟气挡板、密封风机、气——气加热器
浆液控制系统
石膏脱水系统
烟气系统
排放系统
吸收塔、除雾器及其冲洗设备
磨机(湿磨时用)、粉仓(干粉制浆时用)、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。
水力旋流器和真空皮带脱水机
事故浆池、区域浆池及排放管路

吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触,发生传质与吸收反应,烟气中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏
吸收原理
化学过程
(1)吸收反应
(2)氧化反应
(3)中和反应
(4)其他副反应

一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:
HSO3-+1/2O2→HSO4-
HSO4-⇋H++SO42-
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氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应是液相连续,气相离散。水吸收O2属于难溶解度的气体组份的吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的控制。
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a)降低PH值,增加氧气的溶解度
b)增加氧化空气的过量系数,增加氧浓度
c)改善氧气的分布均匀性,减小气泡平均粒径,增加气液接触面积。

吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子,使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下:
Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑
2H++CO32-→H2O+CO2↑
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中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱和度。中和反应本身并不困难。