循环流化床燃煤锅炉石灰湿法烟气脱硫工艺的应用.pdf

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激i袈圳：一2cas叫2H!o器HS03；=兰H++S03循环流化床燃煤锅炉石灰湿法烟气脱硫工艺的应用S01}+H，0寻====2CaS01·l，2H，O2Ca(HS01)2+l／20，+H20寻===CaS04·2H20+S02(1付帅，董瑞斌，胡红艳cu删f(南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌330031)Gas1反应机理2系统构成及工艺流程图Applicationof]rechnologyCirculatedFluidizedBedforFIueDesuIphurizationCoal·1firedBoiIer(SchoolUniversi吼NaIlchangl，China)p啪ps02(g乓===主s02(aq)Ca(0H)2寻2=未Ca2+．+20H．，广东化工2011年第1期第38卷总第213期EnVironment&Chemicalsyst啪applicationdcsulph嘶强tionca阳c时舳d￡he辩Jectiondemjs泔l，1c我国是以燃煤为丰的国家，我国的电力供给以火力发电为主，燃煤发电在电力供给中占80％以上。以煤为主的能源消耗结构导致了二氧化硫的大肇排放。煤炭燃烧产生的烟气中含有大最粉尘、有害气体(主要为S0x，N0×等)和温室气体c02等污染物，造成了严霞的环境问题。目前全国62％以上的城市s02浓度超过国家《环境空气质量标准》二级标准，占拿国面积40％左右的地区受到大量排放引起的酸雨污染，造成了难以估馒的经济和社会损失Dl对s02危害的认识导致许多国家相继制定s0：排放的控制标准。目前，控制燃煤s0：污染技术可分为四类：煤燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后烟气脱硫以及煤转化过程中脱硫。这四类脱硫技术中，燃烧后烟气脱硫被认为是控制s01污染最行之有效的途径，也是口前l址界卜唯一大规模商业化应用的脱硫技术。迄今，世界各国研究开发的烟气脱硫技术多达200余种，其中有的还处于实验窄研究阶段，真正能应用于工业生产的不超过20种。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和十法三类工艺⋯。目前石灰石／石灰湿法脱硫技术和循环流化床烟气脱硫技术(CFB—FGD)为世界主流脱硫技术。石灰石／石灰湿法脱硫技术是目前世界上应用最广泛的烟气脱硫技术，超过80％使用的是该技术。该技术原理简单，脱硫效率和吸收剂利用率高，适应性强，其缺点是系统复杂庞大、投资高、操作维护1：作量大和占地面积大。CFB-FGD技术为20世纪80年代后期开发的一种新的脱硫技术。该技术装置建设投资少、占地小、结构简单，易于操作，而且还能在很低的钙硫比(1．1～1．2)的情况F接近或达到湿法工艺的脱硫效率，即95％以上“J。该法以石灰为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰浆液，使之与烟气充分接触并混合，从而对烟气进行洗涤，使得烟气中的S02与浆液巾的碱性物质以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应，最后生成石膏，从而达到脱出s02的目的。其特点足脱硫效率高(大于95％)，吸收剂利用率高(大于90％)，设备运转率高，使用广泛。其中主要化学反应为：(J)SO!进入液相并离解：S02(aq)+H20；====壬H++HS03。(3)(2)石灰的溶解(4)(3)Ca(OH)2在水中的离解：(6)溶液中H+和OH。，以及Ca2+和S036的化合：在脱硫初始阶段首先生成cas03·l／2H20，随着脱硫过程的进行，溶液中ca(0H)2浓度逐渐减少，pH降低。当溶液巾的ca(0H)二耗尽时，继续进入液相的s02与caS03·l／2H20反应生成亚硫酸氢钙：2CaS03·l／2H20+2S02+H20亭2==兰2Ca(HS03)2(9)脱硫液初始pH=9～11时，溶液中有cas04。2H!O、CafHso，)2、CaS03·l／2H20和CaC03，4种生成物共存。随着脱硫液初始pH的升高，ca(HS03)：浓度逐渐减少，当初始pH=ll时，脱硫终点pH=6．3，此时无Ca(Hso{)二存在。CaS03‘I／2H20和Cac03浓度逐渐增大，表明随着脱硫液初始pH的升高，第(1-8)反应式的化学反应速率加快，f川时，脱硫液吸收烟气中C02的能力也增强，即Ca(0H)2的碳酸化速率增大：本设计在循环池用风机鼓入窄气，属强制氧化过程，使Ca(HS03)!和caS03‘l／2H20的氧化速率较大，导致CaS04。2H20生成并使浓度逐渐升高：在循环池内脱硫液与空气接触，就有部分CaS03’l／2H20或Ca(Hs03)2被氧化成cas04·2H20，所以在脱硫液中Cas04·2H!O的浓度是晕饱和状态的，CaS04·2H!O的沉淀也主要发生在循环池脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，经烟囱排放，税