PH值对脱硫效率的影响

1、从反映方程来看,较高的pH值意味着浆液中石灰石的浓度很高,有利于SO2的吸收。为了保证较高的SO2吸收速率,必须保证较高的pH值,吸收塔中的pH值通过不断加石灰石进行补充控制,但并非pH值越高越好。高pH值的浆液有利于SO2的吸收,而低的pH值则有助于Ca的析出,二者相互对立。在一定范围内,随着吸收塔浆液pH值的升高,脱硫效率呈上升趋势,因为高的pH值意味着浆液中有较多的CaCO3存在,对脱硫当然有益。但pH5.8后脱硫效率不会继续升高,反而降低,原因是随着H+浓度的降低,Ca的析出越来越困难。当pH=5.9时,浆液中的CaCO含量达到2.98%,而CaSO4·2H2O的含量也低于90%,显然此时SO2与脱硫剂的反应不彻底,既浪费了石灰石,又降低了石膏的品质。pH值再下降时,CaSO4·2H2O的含量又回升,CaCO3则降低。因此浆液pH值既不能太高又不能太低,一般情况下,控制吸收塔浆液的pH值在5.4～5.5,能使脱硫反应的Ca/S(物质的量)保持在1.02左右,获得较为理想的脱硫效率。2、由于pH值导致的结垢原因主要有2点(1)在较高的pH值(石灰系统pH8.0,石灰石系统pH6.2)下,按前述有关反应生成CaSO3·1/2H2O软垢;(2)在石灰系统中,较高pH值烟气中CO2的再碳酸化,生成CaCO3沉积物。一般烟气中,CO2的浓度达10%以上,是SO2浓度的50～100倍。美国EpA和TVA的实验证明,当进口浆液的pH≥9时,CO2的再碳酸化的作用是显著的。所以无论从生成软垢的角度还是从CO2的再碳酸化作用讲,石灰石浆液的进口pH≥9时,一定会结垢。总之,一方面,pH值越高,二氧化硫的吸收速度就越快,但是浆液容易结垢,堵塞泵和管道,这是烟气脱硫过程中最容易出现也是最难解决的问题。工业FGD运行结果表明较低的pH值可降低堵塞和结垢的概率。但若pH值太低时,则阻碍了SO2的吸收。表1为50°C时pH值对CaSO3·1/2H2O和CaSO4·2H2O溶解度的影响另一方面,pH值的变化对CaSO3和CaSO4的溶解度有着重要的影响,如表1所示,pH值较高时,CaSO3溶解度较小,而CaSO4溶解度则变化不大,随着对SO2的吸收,石灰石浆液的pH值降低吸收济中溶有较多的CaSO3,并在石灰石表表形成一层液膜。而CaSO3的溶解度又使液膜的pH值上升,溶解度的变小使液膜中的CaSO3析出并沉积在石灰石粒子的表面,形成一个保护壳,钝化脱硫剂。钝化的外壳阻碍了CaSO3继续溶解,抑制了吸收反应的进行