石灰石(石灰)濕法脫硫技術(shù)

石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)濕法脫硫中所應(yīng)用的脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端，脫硫過程中的反應(yīng)溫度低于露點，因此，脫硫后的煙氣需要進行加熱處理才能排出。由于脫硫過程中的反應(yīng)類型為氣液反應(yīng)，其脫硫效率和所用脫硫添加劑的使用效率均較高，因此，在許多大型燃煤電站中都已建成使用。一、 石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)概述根據(jù)最新的技術(shù)統(tǒng)計資料顯示，到目前為止投入使用的脫硫技術(shù)種類已經(jīng)超過200種，在形式多樣的脫硫技術(shù)中，濕法脫硫技術(shù)是應(yīng)用范圍最廣、脫硫效率最高的一種應(yīng)用技術(shù)，占脫硫設(shè)備總裝機量的80%以上，始終占據(jù)著脫硫技術(shù)領(lǐng)域的主導地位。石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)作為最成熟的一種脫硫技術(shù)，其脫硫效率可到90%以上，成為效果最顯著的脫硫方法。石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已被應(yīng)用于600MW煙氣單塔的煙氣處理系統(tǒng)中，脫硫劑的利用效率基本穩(wěn)定在95%以上，反應(yīng)過程所消耗的電能不足電廠出力的1.5%，與十多年前的脫硫系統(tǒng)相比，在脫硫成本輕微上升的條件下脫硫效果卻得到了質(zhì)的飛躍。二、 石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用原理（一）工藝流程石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)的基本過程是：煙氣經(jīng)鍋爐排出后進入除塵器，之后進入脫硫塔，脫硫塔內(nèi)的石灰石漿液與煙氣中的SO2進行氣液反應(yīng)，生成CaCO3和CaCO4。在反應(yīng)之后的漿液中充入氧氣，可將CaCO3氧化成CaCO4和石膏，石膏經(jīng)脫水處理后可作為脫硫反應(yīng)的副產(chǎn)品被回收利用。工業(yè)實踐中采用最多的脫硫塔方式是單塔，在單塔中可完成脫硫反應(yīng)的全過程，脫硫成本和運行費用也更低。（二） 反應(yīng)過程煙氣中的SO2在脫硫塔內(nèi)的反應(yīng)過程可用下面兩個方程表示，其中，第二個反應(yīng)過程中生產(chǎn)的CaSO3會被煙氣中的氧氣氧化生成CaSO4，形成副產(chǎn)品被回收利用。SO2+CaCO3—CaSO3+CO2石灰石漿液（1）SO2+Ca（OH）2—CaSO3+H2O石灰漿液（2）（三） 脫硫效率脫硫效率受到諸多因素的影響，其中，脫硫塔中的pH值對脫硫效率會產(chǎn)生較大的影響。一般情況下，pH值越低，脫硫塔中的氣液反應(yīng)效率就越低，SO2從脫硫反應(yīng)液中脫離的分壓也會隨之升高。實驗研究表明，以石灰作為脫硫劑的脫硫系統(tǒng)，反應(yīng)效率最高的pH值應(yīng)為6.8-8.0，在此pH值條件下，石灰石漿液的pH值不應(yīng)超過7.0。（四） 堵塞和結(jié)垢現(xiàn)象脫硫系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)、工藝流程和化學反應(yīng)類型不同，堵塞和結(jié)垢的程度就會不同。長期的結(jié)垢會造成設(shè)備堵塞，壓損增大，因此在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)因結(jié)垢造成的設(shè)備停運狀況。生產(chǎn)實踐中的結(jié)垢類型主要包括三種：碳酸鹽結(jié)垢、硫酸鹽結(jié)垢和亞硫酸鹽結(jié)垢，在實際運行中，針對碳酸鹽結(jié)垢和亞硫酸鹽結(jié)垢，通常需要將pH值保持在9.0以上，以取得較好的控制效果。如果脫硫反應(yīng)液中的pH值較低，且反應(yīng)槽中的亞硫酸鹽達到較高的飽和度，石灰石脫硫系統(tǒng)中就不易形成亞硫酸鹽結(jié)晶，從而減少亞硫酸鹽結(jié)垢的形成。對于硫酸鹽結(jié)垢而言，其結(jié)垢現(xiàn)象難以得到有效的控制，一般采用的方法是使大量的石灰石進行反復循環(huán)從而使硫酸鹽結(jié)垢發(fā)生在結(jié)晶表面而不是設(shè)備表面。為達到較好的控制效果，采用濃度為5%的石灰石即可。除了控制pH值和石灰石濃度外，也可以通過在反應(yīng)槽中加入固體顆粒的方式減少結(jié)垢，固體顆?？蔀槌两堤峁└嗟谋砻娓街?，從而達到防止結(jié)垢沉積的目的。（五）腐蝕現(xiàn)象設(shè)備腐蝕現(xiàn)象一般發(fā)生在pH值較低的反應(yīng)條件下，反應(yīng)液中的氯離子會加重設(shè)備的腐蝕程度。漿液在吸收SO2的過程中，pH值一般小于7.0，封閉式的循環(huán)會造成漿液中的氯離子大量沉積，加劇腐蝕程度。三、石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計（一） 增加氣液接觸的措施隨著石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用范圍的擴大和實踐經(jīng)驗的積累，人們逐漸認識到，增加氣液接觸的面積可有效提高脫硫效率。當前階段所采用的增加氣液接觸的主要措施有兩種：（1）設(shè)置更多的噴嘴，增加噴淋覆蓋面積；（2）采用更小粒徑的吸收劑顆粒，增加吸收劑顆粒與漿液接觸的實際面積。在第二種措施中，要想獲得粒徑更小的吸收劑顆粒，必然需要對顆粒劑進行研磨，如此一來就會導致運行費用的增加，而且，細小的顆粒也會堵塞噴嘴，導致循環(huán)回路中的壓降升高，因此，具體采取哪種措施需要根據(jù)脫硫塔內(nèi)的實際情況進行綜合考量。（二） 除濕系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計除濕裝置作為整個煙氣脫硫凈化的重要組成部件，雖然在脫硫過程中具有重要的作用，但是由煙氣除濕裝置所造成的系統(tǒng)停運狀況并不多見，針對除濕系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計則應(yīng)當著重考慮除濕裝置本身的結(jié)構(gòu)造型。如果除濕裝置設(shè)計不合理，就會導致小顆粒滴的排放，也就是形成“煙道雨”，造成煙道尾部形成結(jié)垢進而增加維護費用，此外，除濕裝置運行不佳還會導致脫硫塔中的平衡系統(tǒng)受到干擾，增加排水系統(tǒng)的負荷甚至發(fā)生堵塞現(xiàn)象。針對上述問題，可以不采用回熱的煙氣脫硫系統(tǒng)，從而有效防止“煙道雨”的形成。（三） 過程反應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計早期關(guān)于除濕裝置的設(shè)計只注重空間、方向等物理結(jié)構(gòu)方面，往往忽略了化學反應(yīng)過程對除濕裝置的影響作用。煙氣通過除濕裝置時，除濕裝置表面的漿液會吸收SO2，漿液中的成分為溶解的離子和懸浮狀的顆粒，SO2被吸收后，漿液中就會形成大量的亞硫酸鹽和硫酸鹽，漿液在除濕裝置中停留一段時間之后，就會產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。因此，從化學反應(yīng)的角度來講，可采用強制氧化或抑制氧化的方式避免結(jié)垢的形成，進而保證除濕裝置的穩(wěn)定運行。四、石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)綜合評價對該脫硫系統(tǒng)進行綜合評價需要從以下四個方面進行分析：（1）運行可靠性。由于該技術(shù)簡化了脫硫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)化了化學反應(yīng)過程，因此，運行起來也更加安全可靠；（2）脫硫效率。石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)作為一種煙氣凈化的成熟技術(shù)，能夠消除煙氣中95%以上的SO2，脫硫效率值得肯定；（3）運行費用。經(jīng)過設(shè)計改進，一般情況下，濕法脫硫設(shè)備的項目投資只需要電廠總投資的13%-18%，而且改造費用和維護費用也大大降低。根據(jù)美國的一項調(diào)查研究報告顯示，當前世界各國所使用的濕法脫硫系統(tǒng)的投資運行費用與上世紀八十年代相比已大大降低，而且隨著機組容量的增加，單位投資和運行成本也越低；（4）廢棄物的處理。石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)所產(chǎn)生的廢棄物要遠遠少于其他脫硫技術(shù)，化學反應(yīng)過程中所