1WFGD运行关键因素分析

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1、湿式石灰石－石膏法烟气脱硫运行的关键因素分析马双忱传质及反应步骤概述气-液传质二氧化碳解吸碳酸盐二氧化硫吸收氧气吸收HCl吸收液-固传质钙镁钠碳酸根溶解石灰石沉淀硫酸钙亚硫酸根硫酸根H+Cl-F-CO32-+H+HCO3-SO32-+H+HSO3-气相液相固相液相组成离子（已溶解的）:Ca++,Na+,Mg++,SO4=,Cl-,等.离子对（未形成固体）:CaCO3,CaHCO3+,MgHSO3-,MgSO3,CaSO4,等.液相中离子和离子对的平衡:Ca+++CO3=CaCO3Ca+++HCO3-CaHCO3+固-液

2、平衡确定石灰石是否溶解确定石膏是否沉淀溶解指的是溶液中固体形成离子沉淀指的是溶液中离子形成固体固-液平衡溶液呈现出“非理想”特征溶液中离子间的吸引及相互作用使其少移动且遇到与之反应的其它离子的可能性较小用来校正非理想特征的活性及活性系数:活性=[离子浓度]x活性系数活性系数取决于离子强度、离子配对及温度活性将决定物质是溶解还是沉淀相对饱和问:石灰石溶解吗?相对饱和度=（R.S.）答:是–R.S.<1(不完全饱和的)否–R.S.>1(过饱和的)[Ca++].[CO3=]Ksp[Ca++]=Ca++活性[CO3=]=CO3=活性

3、Ksp=CaCO3溶度积常数两类石膏沉淀晶核形成(自发的)晶体成长(受控的)安全结垢晶体成长晶核形成石膏沉淀速率,rG1.3~1.4石膏相对饱和度,RSG决定石膏沉淀类型的因素溶液的相对饱和度(1

4、三斜晶系(无对称轴)亚硫酸钙晶体:正交晶系(三,2-折对称轴)抑制石灰石溶解石灰石必须在洗涤塔溶解以提供碱度一定的溶解化学物质会大大减缓或阻止石灰石的溶解抑制–溶解变慢闭塞–溶解明显变慢或停止高浓度的溶解氯化物（Cl-占用了Ca2+)及镁会抑制溶解这种抑制的机理被称为“同离子”效应石灰石闭塞在强制氧化工艺中,高浓度的溶解亚硫酸盐或氟化铝络合物会导致石灰石闭塞亚硫酸盐或氟化铝络合物会在石灰石颗粒表面反应堵塞溶解场所氟化铝闭塞经常由高浓度的进口飞灰引发亚硫酸盐闭塞由不完全的氧化引发FGD系统内结垢的缘由高的石膏相对饱和度(RS>

5、1.3~1.4):高相对饱和度引起固体成核，从而导致吸收塔内表面及除雾器上出现结垢高相对饱和度通常导致不足的晶种物质除雾器结垢也可由低质冲洗水引起(水中石膏饱和或接近饱和)FGD系统内结垢的缘由湿/干界面:出现在热烟气被冷却的吸收塔区域气流及气体分布的波动引起结垢.引起沿烟道壁或其它内部结构区域从湿态变成干态如果浆液被带回到该区域,被干燥且以硬垢形式积聚，由硫酸钙和/或飞灰组成增强性能的化学添加剂起到提高液相碱度及增强脱除的作用例子:己二酸二元酸(DBA)(己二酸、谷氨酸及丁二酸的混合物)甲酸镁化学添加剂化学添加剂的损失机理

6、液体排放化学降级与洗涤塔固体共沉淀化学添加剂可:增强洗涤塔的脱硫性能使部分泵关闭（降低液气比）而降低吸收塔动力消耗作为晶体调节剂，影响固体沉降及处置特性化学添加剂对脱硫效率的影响pH5.4-5.7二元酸浓度(ppm相当于己二酸)脱硫效率02004006008001000120014007580859095100二元酸添加剂影响FGD性能及可靠性的因素:pH浆液密度溶液化学性质石灰石特性液气比(L/G)机械因素锅炉负荷进口SO2浓度工艺水的有效利用WFGD运行及性能保证的关键因素脱硫效率关键化学因素pH或碱度循环浆液中的过剩石

7、灰石(强制氧化工艺的关键)溶液化学性质进口SO2浓度脱硫效率关键机械因素液气比(L/G)吸收塔传质特性(如：托盘、填料)气/液分布均匀烟气旁路吸收剂利用率关键因素pH溶液化学性质固体停留时间表面积(研磨尺寸)石灰石活性结垢原因关键因素氧化(不是强制氧化工艺中的一个通常因素)石灰石利用率浆液密度反应槽体积除雾器ME冲洗频率/强度ME冲洗水水质石膏脱水及处置特性关键因素氧化循环泵数量、规格溶液化学性质(如：晶体污染物、晶体调节剂)石灰石利用率固体停留时间影响FGD性能及可靠性的因素操作员可直接控制pH浆液密度L/G操作员有限的控

8、制石灰石特性溶液化学性质机械因素水务管理操作员不控制，只能应变锅炉负荷变化周期煤含硫量变动进口烟气pH（酸度或碱度的量度）最重要的工艺测量参数之一影响脱硫效率及吸收剂利用率石灰石越多相当于更高的pHpH由石灰石添加率控制pH降低，腐蚀率提高pH/利用率/脱硫效率关系pH利用率脱硫率(低)(