石灰石石膏法

1、石灰石石膏法石灰/石灰石-石膏法脫硫石灰/石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)最早是由英國(guó)皇家化學(xué)工業(yè)公司提出的，該方法脫硫的基本原理是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣中的S02先生成亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣。副產(chǎn)品石膏可拋棄也可以回收利用。(1)反應(yīng)原理用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的二氧化硫分為吸收和氧化兩個(gè)工序，先吸收生成亞硫酸鈣，然后再氧化為硫酸鈣，因 而分為吸收和氧化兩個(gè)過程。1)吸收過程在吸收塔內(nèi)進(jìn)行，主要反應(yīng)如下。石灰漿液作吸收劑：Ca(OH)2+SO2 CaSO3.1/2H2O石灰石漿液吸收劑:Ca(OH)2+1/2SO2一 CaSO3.1/2H2O+CO2CaSO3.1/2H2O+

2、SO2+1/2H2一 Ca(HSO3)2由于煙道氣中含有氧，還會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)。2CaSO3.1/2HzO+O2+3 H2O一 2CaSO4.2H2O 氧化過程在氧化塔內(nèi)進(jìn)行，主要反應(yīng)如下。2 CaSO3 1/2H2O+O2+3H2O- 2CaSO4 2H20Ca(HSO3)2+1/2O2+H2一 CaSO4 H2O+SO2傳統(tǒng)的石灰/石灰石一石膏法的工藝流程如圖所示。將配好的石灰漿液用泵送人吸收塔頂部，經(jīng)過冷卻塔冷卻并除去90%以上的煙塵的含Sq煙氣從塔底進(jìn)人吸收塔，在吸收塔內(nèi)部煙氣與來自循環(huán)槽的漿液逆向流動(dòng)，經(jīng)洗滌凈化后的煙氣經(jīng)過再加熱裝置通過煙囪排空。石灰漿液在吸收 so:后，成為含有亞

3、硫酸鈣和亞硫酸氫鈣的棍合液，將此混合液在母液槽中用硫酸調(diào)整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔內(nèi)送人 490kPa的壓縮空氣進(jìn)行氧化，生成的石膏經(jīng)稠厚器使其沉積，上層清液返回循環(huán)槽，石膏漿 經(jīng)離心機(jī)分離得成品石膏?，F(xiàn)代石灰/石灰石一石膏法工藝流程主要有原料運(yùn)輸系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣脫硫系統(tǒng)、石膏制備系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)。 原料運(yùn)輸系統(tǒng)煙氣脫硫所需的石灰石粉（粒度為250目，篩余量為5%）,采用自卸封罐車運(yùn)輸，并卸人石灰石料倉(cāng)。每 個(gè)料倉(cāng)可有多個(gè)進(jìn)料口，能同時(shí)進(jìn)行多臺(tái)運(yùn)料車卸料作業(yè)。在每個(gè)倉(cāng)底設(shè)有粉碎裝置，倉(cāng)頂安裝布袋除塵器。 漿液制備系統(tǒng)石灰石粉料從料倉(cāng)下部出來，經(jīng)給料機(jī)及輸送機(jī)送人石灰石

4、漿液槽。石灰石漿液槽為混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯樹脂防腐，容積為l00m3”左右。漿液濃度約為30%用調(diào)節(jié)給水量來控制漿液濃度。 煙氣脫硫系統(tǒng)煙氣脫硫系統(tǒng)主要由吸收塔、煙氣再加熱裝置、旁路系統(tǒng)、有機(jī)劑添加裝置及煙囪組成。吸收塔是脫硫裝置的核心設(shè)備，現(xiàn)普遍采用的集冷卻、再除塵、吸收和氧化為一體的新型吸收塔。常見的有噴淋空塔、填料塔、雙回路塔和噴射鼓泡塔。噴淋塔是石灰/石灰石一石膏法工藝的主流塔型，按其功能可分為噴淋區(qū)、 除霧區(qū)和氧化區(qū)。噴淋吸收區(qū)高度為5-15m，接觸時(shí)間約為2 一 5s.區(qū)內(nèi)設(shè)有36個(gè)噴淋層，每個(gè)噴琳層裝有多個(gè)霧化噴嘴交叉布置。鍋爐 煙氣經(jīng)電除塵器和引風(fēng)機(jī)后，從噴淋區(qū)下部進(jìn)人吸收塔，與均

5、勻噴出的吸收漿液逆流接觸。氧化區(qū)的功能是接受和貯存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)將CaS03氧化成CaS04并結(jié)晶生成石膏。吸收劑漿液制備系統(tǒng)將所需濃度的石灰漿液送人吸收塔底部的反應(yīng)槽.與塔內(nèi)未反應(yīng)完全的吸收液及部分石膏混合，用再循環(huán)泵送至吸收塔上部噴嘴，噴人塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。循環(huán)的吸收劑一般在槽內(nèi)停留時(shí)間為4-8mi n,煙氣再加熱裝置是使洗滌冷卻后的煙氣加熱到80 一 100 C以上，再經(jīng)過脫硫風(fēng)機(jī)送入煙囪排入大氣。加熱的目的是防止煙氣下沉。煙氣再加熱器通常有蓄熱式和非蓄熱式兩種.蓄熱式工藝?yán)梦疵摿虻臒釤煔饧訜崂錈煔?。統(tǒng)稱為 GG H。非蓄熱式換熱器通過蒸汽、天然氣等重新進(jìn)行加熱。又分為直接加

6、熱和間接加熱兩種。旁路系統(tǒng)的作用是在鍋爐啟動(dòng)過程或脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，引風(fēng)機(jī)出口煙氣經(jīng)旁路煙道直接進(jìn)入煙囪。 石膏制備系統(tǒng)來自吸收塔濃度約為 40k 60%勺石膏漿，經(jīng)泵進(jìn)人水力旋流器濃縮，然后通過脫水機(jī)脫水成為含水低于10%的石膏粉狀晶粒子，再經(jīng)過皮帶運(yùn)輸機(jī)存人石膏倉(cāng)庫(kù)。 污水處理系統(tǒng)一般來說，脫硫污水的pH值為4 一 6,懸浮物含量為9000 一l2700mg/L,并含有汞、銅、鉛、鎳、鋅等重金屬及砷、氟等非金屬。處理的方法是先向污水中加入石灰乳，將pH值調(diào)為6-7,去除部分重金屬和氟化物。繼續(xù)加人石灰乳、有機(jī)硫和絮凝劑，將pH值調(diào)至8 一 9,使重金屬生成氫氧化物和硫化物沉淀。(3)操作

7、影響因素 漿液的pH值漿液的pH值是影響脫硫效率的重要因素。一方面，漿液的 pH值影響吸收過程，pH值高，傳質(zhì)系數(shù)增高，so,的吸收速度加快；pH值低，S02的吸收速度就下降，pH值下降到4以下時(shí)，則幾乎不能吸收 S02。另一方面，pH值影響石灰石/石灰的溶解度，用石灰石吸收 S02時(shí)，pH值 較高時(shí)，CaSO3§解度很小，而CaSO溶解度則變化不大，隨著 S02的吸收，溶液pH值降低，溶液中溶有較多的 CaSa3在石灰 石粒子表面形成一層液膜，液膜內(nèi)部的石灰石的溶解使pH值上升，這樣石灰石粒于表面被液膜內(nèi)表面析出的 CaSQ3所覆蓋，使粒 子表面鈍化，因此漿液的pH值應(yīng)控制適當(dāng)。一

8、般情況下，石灰石系統(tǒng)控制 pH值范圍為5 一 7,石灰系統(tǒng)的最佳pH值為8, 吸收溫度吸收溫度低，有利子吸收，但溫度過低，會(huì)使H2SO4和CaCO或Ca(OH)2之間的反應(yīng)速度降低，一般控制煙氣的溫度為 50-60 C。 石灰石的粒度石灰石的粒度直接影響其溶解速度，減少石灰石粒度，可以加快其溶解瑰度，同時(shí)增大與SO2的接觸面積，有利于脫硫。一般石灰石粒度為200 一 300目。 漿液濃度漿液濃度的選擇應(yīng)控制合適，因?yàn)檫^高的漿液濃度易產(chǎn)生堵塞、磨損和結(jié)垢，但漿液濃度較低時(shí)，脫硫率較低且 pH值不易控制。石灰漿液濃度一般為 10% 15%石灰石漿液濃度為30%。 氧化方式在煙氣脫硫過程中，根據(jù)不同

9、的要求，可以采用自然氧化和強(qiáng)制氧化。自然氧化是利用煙氣中的殘余氧將液相中的亞硫酸根和亞硫酸氫根氧化生成硫酸根，氧化率一般小于15%強(qiáng)制氧化是向氧化槽中鼓入空氣，幾乎將所有的 SO3和 HSO3氧化生成CaS042H2亥產(chǎn)品經(jīng)處理后可以作為商業(yè)石膏出售。 防止結(jié)垢脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和堵塞是濕法工藝中最常見的問題。造成結(jié)垢堵塞的固體沉積，主要以三種方式出現(xiàn)，即因溶液或漿液中的水分蒸發(fā)而使固體沉積；Ca(OH):或CaCO3%積或結(jié)晶析出;Caso3被氧化成CaSO從溶液中結(jié)晶析出。其中后者是導(dǎo)致脫硫塔發(fā)生結(jié)垢的主要原因，特別是硫酸鈣結(jié)垢堅(jiān)硬，一旦結(jié)垢難以去除，影響到所有 與脫硫液接觸的閥門、水泵、控制儀器和管道等。為防止固體沉積，特別是防止CaS q的結(jié)垢，除使吸收器應(yīng)滿足持液量大，氣液相間相對(duì)速度高，有較大的氣液接觸表面積，內(nèi)部構(gòu)件少，壓力降小等條件外，還可采用控制吸