石灰石—石膏湿法-烟气脱硫工艺影响因素

石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺的影响因素分析摘要：本文主要讲述了工业石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析，通过对石灰石—石膏法分析开辟了新运用前景。0前言二氧化硫是主要大气污染物之一，严重影响环境，威胁人们的生活健康。削减二氧化硫的排放量，保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。目前，国内外处理低浓度SO2烟气的方法有许多，钙法是采用石灰石水或石灰石乳洗涤含二氧化硫的烟气，技术成熟，生产成本低，但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。针对传统脱硫方法存在的缺陷，本文阐述了主要钙法在处理低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析，这些影响因素分析解决资源合理利用问题。获得了良好的社会效益和经济效益。1常用湿法烟气脱硫技术介绍1.1石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理该法是将石灰石粉磨成小于250目的细粉，配成料浆作SO2吸收剂。在吸收塔中，烟气与石灰石浆并流而下，烟气中的SO2与石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在吸收塔低槽内鼓入大量空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，结晶分离得副产品石膏。因此过程主要分为吸收和氧化两个步骤：（1）SO2的吸收石灰石料降在吸收塔内生成石膏降，主要反应如下：CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca（HSO3）2（2）亚硫酸钙氧化由于烟气中含有O2，因此在吸收过程中会有氧化副反应发生。在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的CaSO3·1/2H2O氧化生成CaSO4·2H2O。2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O由于在吸收过程中生成了部分Ca（HSO3）2，在氧化过程中，亚硫酸氢钙也被氧化，分解出少量的SO2：Ca（HSO3）2+1/2O2+H2O=CaSO4·2H2O+SO2亚硫酸钙氧化时，其离子反应可表达为：CaSO3·1/2H2O+H+Ca2++HSO3—+1/2H2OHSO3—+1/2O2SO42—+H+Ca2++SO42—+2H2OCaSO4·2H2O由以上反应可见，氧化反应必须有H+存在，浆液的PH值在6以上时，反应就不能进行。在吸收SO2过程中，一般石灰石的PH值为5～6，石灰石的PH值为6～7，吸收剂的粒度越细越好。2影响石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺的因素分析湿法烟气脱硫工艺中，吸收塔循环浆液的PH值、液气比、烟速、浆液洗涤温度、钙硫比、石灰石浆液颗粒细度、浆液停留时间等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。2.1吸收塔洗涤浆液的pH值料浆的pH值对SO2的吸收影响很大，一般新配制的浆液PH值约在8～9之间。随着吸收进行，PH值迅速下降，当pH值低于6时，下降变得缓慢，而当pH值小于4时，吸收几乎不进行。pH值除了影响SO2吸收外，还影响结垢、腐蚀和石灰石粒子的表面钝化。因此，浆液pH值应控制适当。采取消石灰石浆液时，pH值控制为5～6，采用石灰石浆液时，pH值控制为6～7。2.2吸收塔内的液气比（1）液气比（L/G，L/G）。是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量，在吸收塔内，除了PH值，对于吸收效率影响较大的另一操作参数是液气比。对于吸收操作液气比越大吸收越完全，而且液气比越大，氧化槽不易结垢，但是液气比太大，液体停留时间有所减少，而且循环泵流量增大，塔内气体流动阻力增大使风机耗能增大，投资和运行费用相应增加。石灰石法喷淋塔的液气比一般在15～25L/m3有采用这种液气比才能保证不小于95%的高脱硫效率，这正是湿法烟气脱硫工艺的关键所在。目前广泛使用的喷淋塔内持液量很小，要保证较高的脱硫效率，就必须有足够大的液气比。2.3烟速和烟气温度在其他参数恒定的情况下，提高塔内烟气流速可提高其液两相的湍动，降低烟气与液滴间的膜厚度，提高传质面积，增加了脱硫效率。试验表明气速在3.66-24.57逐渐增大时，脱硫效率几乎与气速变化无关。烟速提高可增大吸收系数。烟速增大，气液两相界面湍动加强，液滴的内循环更加显著，气液相传质系数都提高；另外烟速增大可减缓液滴下降速度，使液滴分布变小，传质面积增加，气相分布也越均匀。但另一方面，烟速提高造成雾沫夹带严重，影响除雾效果。研究表明，低洗涤温度有利于SO2的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100℃以下。100℃左右的原烟气进入吸收塔后，经过多级喷淋层的洗涤降温，到吸收塔出口时温度一般为45～70℃。目前，将吸收塔内烟气流速控制在3.5-4.5m/s较合理，少数塔型如水平（卧式）塔，其空塔气速可达到9m/s以上。2.4钙硫比钙硫比（Ca/S）是指注入吸收剂量与吸收二氧化硫量的摩尔比，它反应单位时间内吸收剂原料的供给量，通常以浆液中吸收剂浓度作为衡量度量。如果煤中的含硫量为s（%），达到一定的脱硫效率所需的钙硫摩尔比为Ca/S，则需要加入流化床中的脱硫剂量G（kg/h）可用下式计算：G=100CaS（%）B/32SCaCO3（%）Ca/S=32CaCO3（%）G/100S（%）B式中G——达到一定脱硫效率需向流化床加入的脱硫剂量（kg/h）；Ca/S——达到一定脱硫效率所需的钙硫摩尔比值；