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浅谈石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺

1绪论

1.1烟气脱硫的意义
随着城市化、现代化以及工业的发展，国民经济的持续快速发展,我国生产生活用电需求量、对能源的需求量也在迅速增长。能源的大量消耗，将会导致大量SO2及硫的污染物的生成,对我们以及我们赖以生存的环境产生了深刻的影响和损害。目前，随着人们环保意识的增强和国家排污总量收费政策，火电厂大气污染物排放标准等环保政策的强制执行，燃煤电厂SO2排放的治理已势在必行[2]。能源生产部门既要实施高能高效的生产，同时也要满足该领域的环保指标，承担起经济发展中对环境不可推脱的责任。烟气脱硫，是一种应对能源燃烧生产中带来的污染的技术。成功的烟气脱硫技术，为人们在生活与发展中坚持人与自然的和谐提供了技术上的支持；同时也推进在工业、生产等领域的可持续发展。

1.2石灰石-石膏湿法烟气脱硫概述
湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，经过近三十年的发展，目前它已成为世界上技术最成熟，实用业绩最多，运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫率在90%以上。该方法脱硫的基本原理是用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程，副产品石膏可回收利用。这种脱硫系统是利用石灰石(CaCO3)作为吸收剂，吸收并除去烟气中的二氧化硫(S02)，生成品石膏(CaS04．2H2O)。
采用石灰石-石膏湿法脱硫的优点：1.技术成熟可靠，脱硫效率高达95%以上；2.单塔处理烟气量大，SO2脱除量大；3.适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；4.对锅炉负荷变化的适应性强；5.备布置紧凑减少了场地需求；6.处理后的烟气含尘量大大减少；7.吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得；8.脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著。

2FGD系统分析

2.1脱硫工艺流程
石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、公用系统、废水处理系统等部分。
其基本工艺流程如下：
锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机,在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCl和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO4•2H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。
在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。
经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。
烟气脱硫技术属于燃烧后的脱硫。在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46~55℃左右，且为水蒸气所饱和。通过气-气换热器将烟气加热到80℃以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。

2．2烟气系统
烟气系统包括1台升压风机（BUF）、1个旁路烟气挡板、1个入口原烟气挡板、1个出口净烟气挡板及相应的烟道、膨胀节等。
烟气自原烟道进入FGD脱硫系统的进口烟道。原烟道作为旁路烟道将烟气可直接排至烟囱，即烟气可以100%经旁路烟道被排放。FGD脱硫系统可通过进、出口烟道双百叶窗式挡板与锅炉烟气系统隔离。未处理的原烟气经升压风机升压经过吸收塔的入口向上流动穿过托盘及喷淋层，在此，烟气被冷却、饱和，烟气中的S02被吸收，烟气温度降至51℃左右。经过喷淋洗涤后的冷烟气通过除雾器除去液滴后经净烟气烟道进入烟囱排放。
烟气系统图

升压风机用于克服FGD装置造成的烟气压降。采用静叶可调轴流式风机，FGD系统共设两台升压风机，各对应一套烟气系统。升压风机将根据正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损设计，还将考虑事故情况。升压风机在容量、设计和构造上将保证从零到满负荷时都能运行，能满足FGD工况最恶劣的设计条件

2．3二氧化硫吸收系统
2.31SO2的吸收过程
二氧化硫吸收系统主要用于脱除烟气中S02、S03、HCL、HF等污染物及烟气中的飞灰等物质。每套FGD的二氧化硫吸收系统包括一台吸收塔（含两级除雾器、三层喷淋层及喷嘴、托盘、氧化空气分布管）、四台侧进搅拌器、三台浆液循环泵、二台氧化风机及相应的管道阀门等。该系统包括以下几个子系统：吸收塔系统、浆液再循环系统、氧化空气系统。