石灰石石膏湿法脱硫原理.doc

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深度脱硫工艺流程简介

班级：应化141
姓名：段小龙寇润宋蒙蒙
王春维贺学磊

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰石（石灰）－石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配套的，但近几年来，这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了应用.
根据美国EPRI统计，目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种，但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中，湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中，石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术，其优点是：
技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上。
原料来源广泛、易取得、价格优惠
大型化技术成熟，容量可大可小，应用范围广
系统运行稳定，变负荷运行特性优良
副产品可充分利用，是良好的建筑材料
只有少量的废物排放，并且可实现无废物排放
技术进步快。
石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道，主要有：工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。
基本工艺过程
在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中，俘获二氧化硫（SO2）的基本工艺过程：烟气进入吸收塔后，与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应，最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为：
(1)气态SO2与吸收浆液混合、溶解
(2)SO2进行反应生成亚硫根
(3)亚硫根氧化生成硫酸根
(4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐
(5)硫酸盐从吸收剂中分离
用石灰石作吸收剂时，SO2在吸收塔中转化，其反应简式式如下：
CaCO3+2SO2+H2O=Ca(HSO3)2+CO2
在此，含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液，它从吸收塔的上部喷入到烟气中。在吸收塔中SO2被吸收，生成Ca(HSO3)2，并落入吸收塔浆池中。
当pH值基本上在5和6之间时，SO2去除率最高。因此，为了确保持续高效地俘获二氧化硫（SO2）必须采取措施将PH值控制在5和6之间；为了确保要将PH值控制在5和6之间和促使反应向有利于生成2H+和SO32-的方向发展，持续高效地俘获二氧化硫（SO2），必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应产物物、消耗氢离子H+，以保持ph值和反应物浓度梯度。为达到这个目的，在湿法脱硫技术研究过程中采用：通过加入氧气使硫酸氢氧化生成硫酸根，降低SO32-；通过加入吸收剂CACO3消耗氢离子H+，维持PH值在5-6之间，同时使硫酸根与吸收剂反应生成硫酸钙，降低了溶液中硫酸根浓度。
通过鼓入的空气使亚硫酸氢钙在吸收塔浆池中氧化成石膏。
Ca(HSO3)2+O2+CaCO3+3H2O=2CaSO4.2H2O+CO2
石膏结晶是最终工艺阶段，对于整个工业过程是非常重要的，对最终产品的质量产生决定性的影响。为生产可用的产品必须对石膏的结晶过程进行有效的控制，使石膏结晶能够生成大量易于分离和脱水的石膏颗粒。影响石膏的结晶的参数主要是溶液的相对过饱和度，晶体的增长还受到晶体生长的时间，机械力、PH值变化等的影响。搅拌悬浮液可以使晶粒大小的分布向颗粒较小的方向转移。达到一定的相对过饱和度时，晶种生长速率突然迅速加快，因此产生许多新颗粒（均匀晶种）。通过PH值的变化来改变的氧化速率有可能直接影响石膏的相对过饱和度。
由于浆液循环使用，浆液中除石灰石外，还含有大量石膏。当石膏达到一定的过饱和度时（约130%）抽出一部分浆液送往石膏处理站，制成工业石膏。剩余浆液与新浆循环浆液混合，使加入的吸收剂充分被利用，并确保晶体的增长。石膏晶体的增长是最终产品处理比较简单的先决条件。
同时从吸收塔浆池中抽出相当量的反应物并送到石膏处理站。这批物料流的组分和吸收塔浆池中悬浮液相同，但是为了使其与悬浮液区别开，称为石膏浆液。在残余水分小于10%重量的干石膏作为副产品从最后的工艺流程阶段排出。
除了SO2外，Cl、F以很高的效率从烟气中排出。除氯化物、佛化物外，一系列的不溶性组分例如氧化铁，氧化铝和硅酸盐随一级脱水中产生的稀释流有相当一部分作为废水排放，以保证那些不需要的杂质在吸收浆液中的浓度保持在