烟气脱硫系统-(18185).pdf

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1、烟气脱硫系统的工作原理大气中的SO2和NOX与降水溶合形成酸雨，严重破坏生态环境和危害人体健康，加大癌症发病率，甚至影响人类基因造成遗传疾病。削减二氧化硫的排放量，控制大气二氧化硫污染、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。烟气脱硫是有效降低SO2排放量不可替代的技术。发耳电厂脱硫采用石灰石湿法烟气脱硫。湿法烟气脱硫的优点是脱硫效率高，一般可达95％以上湿法石灰石/石膏脱硫的原理采用碱性的石灰石浆液吸收烟气中的SO2，化学反应主要发生在吸收塔内。一般主要有SO2的吸收、石灰石的溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏结晶四个过程。（过程1）SO2的吸收：烟气中的SO2被浆液中

2、的水吸收，产生亚硫酸钙。（过程2)石灰石的消融：石灰石浆液中的主要成分为碳酸钙（CaSO3），它会在浆液中分解为钙离子，吸收烟气中大量的SO2。（过程3)亚硫酸钙的氧化：过程1中产生的亚硫酸钙很难被自然氧化，为此采用氧化风机向反应区内鼓入空气以提高浆液中的氧浓度，将亚硫酸钙强制氧化成CaSO4?2H2O。（过程4）石膏的结晶：过程3产生的SO42-与在过程2中Ca2+反应，最终形成固态的石膏，达到脱硫的目的，即：SO42-+Ca2++2H2O=CaSO4?2H2O（石膏），同时还生成副产品半水石膏（CaSO4?1/2H2O）。半水石膏属于石膏中的杂质，其含量与氧化是否充分有关，氧化越充分，其含

3、量越低。影响脱硫效率的几个主要因素：(1)烟气温度的影响：脱硫效率随吸收塔进口烟气温度的降低而增加，所以系统通常采用GGH装置给烟气降温。（2）石灰石品质和纯度的影响：石灰石中碳酸钙含量高，则过程2中石灰石消融性好，浆液吸收SO2的速率快，对提高脱硫效率和石灰石利用率是有利的。（3）石灰石粒度的影响：较细的石灰石颗粒消融性能好，脱硫效率和石灰石利用率较高，但相应磨制石灰石的能耗较高。当石灰石中杂质较多时，可以控制湿磨的进料量，使石灰石磨制得更细一些，在保证石灰石浆液密度的前提下，会提高脱硫效率。（4）浆液PH值的影响：浆液PH值是脱硫系统的重要参数。PH值升高，SO2的吸收速率增大，有利于提高

4、脱硫效率，但过高的PH值会使脱硫的副产品半水石膏（CaSO4?1/2H2O）迅速在系统中结垢。PH值过低，则SO2的吸收速率减小，脱硫效率随之下降。因此实际运行中应选择一个合适的PH值。（5）循环浆泵运行台数的影响：浆液的循环量越大，与烟气中的SO2的接触越充分，脱硫效率就越高，但能耗也越高。（6）相对过饱和度（石膏密度）的影响：如前所述，石膏密度过高，影响脱水效果，导致吸收塔内部结垢，此外石膏晶体还会在那些未反应充分的石灰石颗粒上结晶，造成石灰石利用效率和脱硫效率下降。（7）钙硫比的影响：钙硫比为石灰石浆液中碳酸钙（CaSO3）与烟气中SO2之比，钙硫比越高，越有利于SO2的吸收，提高脱硫效

5、率，但过高时又影响石灰石的消融，降低了脱硫效率。二者相互对立，因此钙硫比（石灰石密度）也应控制在一个合理的范围内PH值控制在5.2～5.8之间。脱硫系统需要注意的几个问题1）烟气的预冷却含硫原烟气的温度为120~140℃，而吸收则要求在较低的温度下（60℃左右）进行。低温有利于吸收，因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。通常，将烟气冷却到60℃左右较为适宜。常用冷却烟气的方法有：应用热交换器间接冷却（GGH）；国外湿法烟气脱硫的效率较高，其原因之一就是对高温烟气进行增湿降温。我国目前已开发的湿法烟气脱硫技术，尤其是燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术，高温烟气未经增湿降温直接进行吸收操作，较高的吸收

6、温度使SO2的吸收效率降低，这就是目前我国燃煤工业锅炉湿法烟气脱硫效率较低的主要原因之一。2)结垢和堵塞在湿法烟气脱硫中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结垢的机理，影响结垢和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。一些常见的防止结垢和堵塞的方法，在工艺操作上，控制吸收液中水分蒸发速度和蒸发量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易结垢和堵塞的吸收设备，选择表面光滑、不易腐蚀

7、的材料制作吸收设备。脱硫系统的结垢和堵塞可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器装置、热交换器结垢和堵塞。其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化成为CaSO4（石膏），并使石膏过饱和。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中，控制措施为强制氧化和抑制氧化。强制氧化系统通过向氧化槽内鼓入压缩空气，几乎将全部CaSO3氧化成CaSO4，并保持足够的浆液含固量（石膏密度），以提高石膏结晶所需要的晶种。此时，