石灰石石膏法烟气脱硫

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 1.湿法烟气脱硫工艺 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1.技术原理 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% 。

2.技术特点 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。

3.脱硫系统烟气系 统 吸收液 系统 浆液控 制系统 石膏脱 水系统

排放系 统烟道、烟气挡板、密封风机、 气——气加热器吸收塔、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

4.工艺流程

5.过程反应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 (1)吸收反应 (2)氧化反应 (3)中和反应 (4)其他副反 应

吸收 原理

化学 过程

5.1氧化反应一部分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-

5.1氧化反应的机理： 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。

5.1.2强化氧化反应的措施： 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。

5.2中和反应 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↑

5.2.1中和反应的机理： 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。

上述工艺针对于大中型锅炉的湿法烟气脱硫技术，是 采用德国 Babcock Borsig Power公司授权的石灰石--石膏湿法 烟气脱硫工艺技术该技术具有以下特点： 脱硫效率高 节省吸附剂/能耗低 性能可靠，使用方便 生成稳定的商用石膏

—石膏法烟气脱硫技术应用 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石 灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅 拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化 处理后加水搅拌制成吸收浆液。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 入的空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。同时去除 烟气中部分其他污染物，如粉尘、 HCI 、 HF 等。脱硫后 的烟气经除雾器除去带出的

细小液滴，经热交换器加热升 温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。该技 术采用单循环喷雾空塔结构，具有技术成熟、应用范围广 、脱硫效率高、运行可靠性高、可利用率高，有大幅度降 低工程造价的可能性等特点。

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