石灰石石膏法煙氣脫硫存在的主要問題

1、石灰石石膏法煙氣脫硫存在的主要問題資料采集：烏夢迪，許恒建， 薛咪，張安，王偉PPT 制作：張佳琦，楊杰，許恒建PPT 講解：楊杰目錄 / CONTENTS工藝原理存在問題措施建議影響因素濕法煙氣脫硫工藝原理 石灰石石膏法煙氣脫硫(FGD)技術是用含石灰石的漿液洗滌煙氣，以中和（脫除）煙氣中的SO2，故又稱之為濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫（簡稱WFGD）。 該工藝的主要原理是：鍋爐引風機出來的煙氣進行換熱降溫，降溫后的煙氣進入吸收塔下部。吸收塔中的吸收劑-石灰石漿液由塔的上部向下噴淋與向上流動的煙氣逆流混合，煙氣中的二氧化硫（SO2）與吸收劑漿液反應生成亞硫酸鈣同時進一步被鼓入的空氣中的氧氣(O

2、2)氧化成硫酸鈣(CaSO4)即石膏；脫硫后的潔凈飽和煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴，由脫硫風機經(jīng)煙囪排入大氣。 這種方法是應用最廣泛、技術最為成熟的煙氣SO2排放控制技術。其特點是SO2脫除率高，脫硫效率可達95%以上，能適應大容量機組、高濃度SO2含量的煙氣脫硫，吸收劑石灰石價廉易得，而且可生產(chǎn)出副產(chǎn)品石膏，高質(zhì)量石膏具有綜合利用的商業(yè)價值。 濕法煙氣脫硫工藝流程 流程主要包括：原料輸送系統(tǒng)、吸收劑漿液配制系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統(tǒng)。石膏法煙氣脫硫影響因素煙塵含量。 煙氣的飛灰在一定程度上阻礙了SO2與脫硫劑的接觸， 降低了石灰石中Ca2 的溶解速率；飛灰中不

3、斷溶出的重金屬會抑制 Ca2+ 與HSO3- 的反應；煙氣中粉塵含量持續(xù)超過設計允許量，脫硫率也大為下降，甚至噴頭堵塞。一般FGD入口粉塵含量小于200mg/m3。煙氣溫度。 進入吸收塔煙氣溫度越低，越有利SO2氣體溶于漿液，并形成HSO3- 。通常煙氣冷卻到60左右再進行吸收最適宜，較高溫度吸收會使SO2的吸收效率降低。石灰石粒度與純度。 顆粒越細，表面積越大，反應越充分，吸收速率越快，利用率也越高。液氣比與漿液循環(huán)量。 液氣比增大，氣液接觸機率增加，脫硫率也增大。但SO2與吸收液有一個氣液平衡比，超過一定值后，脫硫率將不在增加。 煙氣與脫硫劑接觸時間。 煙氣自氣氣加熱器進入吸收塔后，自下而

4、上流動，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應，時間越長，反應越完全。所以長期投運對應高位噴淋盤的循環(huán)泵，有利于煙氣和脫硫劑充分反應，脫硫效率也越高。吸收液的pH值。 煙氣中的SO2與吸收塔漿液接觸，高pH的漿液環(huán)境有利于SO2的吸收，低pH則有助于Ca2的析出，二者互相對立。pH值為6時，SO2吸收效果最佳，但此時易結垢、堵塞；低pH值有利于亞硫酸鈣的氧化，石灰石溶解度增加，卻使SO2的吸收受抑制，脫硫效率大大降低；pH4時，SO2的吸收幾乎無法進行，吸收液也呈酸性，設備腐蝕較大。一般pH在46之間最合適。石膏法煙氣脫硫存在的主要問題1，結垢與堵塞 。 結垢和堵塞是濕法脫硫工藝中最嚴重的問題，可

5、造成吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器甚至換熱器結石膏垢。嚴重的結垢將會造成壓損增大，設備堵塞，因此結垢是目前造成設備停運的重要原因之一。 產(chǎn)生的原因主要有： a,終產(chǎn)物石膏濃度超過了漿液的吸收極限，就會以晶體的形式開始沉積，飽和濃度達到一定值時，石膏晶體將在懸浮液中已有的石膏晶體表面進行生長；更高時，就會形成晶核。晶體也會在其它各種物體表面上生長，使吸收塔內(nèi)壁結垢。 b,氧化程度低下或無氧化發(fā)生條件下，可生成一種反應物（稱CSS軟垢），使系統(tǒng)結垢，以致堵塞。 c,吸收液pH值的劇烈變化影響。低pH值，亞硫酸鹽溶解度急劇上升，硫酸鹽溶解度略有下降，會有石膏在很短時間內(nèi)大量產(chǎn)生并析出，產(chǎn)生硬垢；

6、高pH值，亞硫酸鹽溶解度降低，會引起亞硫酸鹽析出，產(chǎn)生軟垢；堿性pH值時，運行還會產(chǎn)生碳酸鈣硬垢。2，腐蝕。產(chǎn)生的原因主要有： a.環(huán)境溫度的影響。GGH（蓄熱式換熱器）或循環(huán)液系統(tǒng)故障，會導致塔內(nèi)煙溫升高，防腐材料的許用應力隨溫度升高而急劇降低。 b.金屬表面、水及電解質(zhì)形成電化學腐蝕，焊縫更明顯。 c.漿液中的固態(tài)物，落下時對塔內(nèi)物質(zhì)有沖刷作用。 d.煙氣中的SO2、HCl、HF等酸性氣體，在與液體接觸時，生成相應的酸液，其SO32- 、Cl- 、SO42- 對金屬有很強的腐蝕性，就是防腐內(nèi)襯也有很強的擴散滲透破壞。 e.結晶腐蝕，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽，隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細孔內(nèi)。

7、當系統(tǒng)停運后，吸收塔內(nèi)逐漸變干，溶液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結晶，隨后體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應力，并產(chǎn)生剝離與損壞。 3，CO2問題。 石灰石-石膏法在脫硫過程中，在脫除SO2氣體同時排放出CO2氣體，理論上每脫除1tSO2則排放出0.72tCO2。CO2是典型的溫室氣體，全球氣候變暖，將是一場全球性的生態(tài)災難。 4，脫硫石膏處置問題。 脫硫石膏是去除煙氣中的SO2而產(chǎn)生的一種工業(yè)副產(chǎn)品，理論上每脫除1tSO2，生成約2.2t脫硫石膏；石灰石石膏法雖然對減輕SO2污染起到了一定作用，但所產(chǎn)生的脫硫石膏含有大量雜質(zhì)，抗壓強度、抗拉強度等都無法與天然石膏相比，再利用的價值不大，最終很大一部

8、分不得不作拋棄處理，從而占用大量土地，而這些被拋棄的脫硫石膏經(jīng)長時間風吹日曬后會散發(fā)出陣陣硫酸味，揮發(fā)后的酸性物質(zhì)又重新回到大氣中，加重了酸雨的威脅。而且堆積的石膏在經(jīng)過雨水的沖刷后又會滲入到農(nóng)田、地下，對地表水及地下水造成污染，經(jīng)生物富集后進入人類食物鏈中。因此，脫硫石膏本身也成為一種新的污染物，如不采用積極、有效的措施，它將對人類及其生存環(huán)境帶來極大的威脅。5，系統(tǒng)的耗水量 a.脫硫過程需要消耗大量的水資源，以蒸發(fā)和煙氣攜帶水為主要水耗，我國所有的脫硫機組容量每年消耗的水資源約9.11噸，總水量相當于460個昆明湖的水量。 b.處理過程中同時還會產(chǎn)生一定量呈弱酸性的廢水，pH值為5.06.

9、0，廢水中主要污染因子是石灰石、亞硫酸鈣、石膏及煤中的鹵素和重金屬如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等（其中部分重金屬離子是國家環(huán)保標準中要求控制的第一類污染物，對環(huán)境有很強的污染性）。由于脫硫廢水的水質(zhì)比較特殊，所以處理難度很大，處理費用高。對于工藝過程存在問題的建議1，對于結垢與堵塞的問題。 a.保障除塵器正常運行，嚴防噴嘴堵塞。 b.避免控制溶液中的PH值急劇變化。 c.適當增大液氣比。 d.在吸收液中加入二水硫酸鈣或亞硫酸鈣晶種。 e.向吸收液中加入添加劑（如鎂離子、乙二酸等）。 f.運用強氧化工藝，使充分氧化反應，控制亞硫酸鈣的氧化率在95%以上，并保持漿液中有足夠

10、密度的石膏晶種。 g.控制吸收液水份蒸發(fā)速度與蒸發(fā)量，石膏過飽和度最大不超過130。 2，對于防腐措施。 a.防腐材料正確、合理選擇。 b.內(nèi)襯防腐的施工質(zhì)量要切實做好。 c.控制漿液的pH值要合理。 d.吸收塔內(nèi)的焊口要滿焊，焊縫光滑平整無缺陷；內(nèi)支撐件及框架不能用角鋼、槽鋼、工字鋼，應用圓鋼、方鋼為主；外接管不能用焊接，要用法蘭連接。 e.選擇合理的FGD（脫硫設備）煙氣入口溫度，并選擇與之相配套的防腐內(nèi)襯，不得選擇與入口煙溫，塔內(nèi)設計溫度不相匹配的內(nèi)襯材料3，對于在治理SO2的同時，資源的消耗，和對環(huán)境的二次污染日趨嚴重，因此有必要選擇資源節(jié)約型，環(huán)境友好型，綜合利用型的新型處理工藝，全面地、系統(tǒng)地、用更安全、環(huán)保的方法對SO2的污染進行