【正文】 煙氣脫硫技術專題研修班培訓教材石灰石石膏法煙氣脫硫濕法系統(tǒng)設計講義編制:北京****有限公司2005年12月 北京1 / 28目 錄 1 13反應原理 24 系統(tǒng)描述 6 1熱平衡計算 19 26 設備選型依據 26 增壓風機 26 GGH(略) 28 吸收塔 28 除霧器 32 吸收塔漿液循環(huán)泵 33 氧化風機 34 石灰石卸料裝置 36 濕式球磨機 37 真空皮帶脫水機 38 石膏輸送皮帶 38 空氣壓縮機 39 箱, 坑 40 泵 41 攪拌器 42 43 43（案例分析） 45石灰石石膏法煙氣脫硫技術已經有幾十年的發(fā)展歷史,技術成熟可靠,適用范圍廣泛,據有關資料介紹,該工藝市場占有率已經達到85%以上。由于反應原理大同小異，本培訓教材總結了一些通用的規(guī)律和設計準則，基本適用于目前市場上常用的各種石灰石石膏法煙氣脫硫技術，包括噴淋塔、鼓泡塔、液柱塔等。典型的石灰石/石灰－石膏濕法煙氣脫硫工藝流程如圖21所示，實際運用的脫硫裝置的范圍根據工程具體情況有所差異。ＭGGH煙 囪廢水旋流器石膏旋流器真空皮帶脫水機除霧器進口擋板旁路擋板出口擋板濾液水箱廢水排放廢水排出泵濾液泵吸収塔吸收塔排出泵吸收塔循環(huán)泵石灰石漿液泵石灰石漿液箱氧化風機增壓風機鍋爐排煙石灰石筒倉石灰石副產品石膏副產品深 加工工序最終產品典型的工藝流程 Ｍ工業(yè)用水脫硫系統(tǒng)（石灰石－石膏法）圖213反應原理 吸收原理吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質與吸收反應，煙氣中的SOSO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收產物的氧化和中和反應在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時吸收塔內的吸收劑漿液被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地攪動，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。 化學過程強制氧化系統(tǒng)的化學過程描述如下：（1）吸收反應煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內有效接觸,循環(huán)漿液吸收大部分SO2，反應如下：SO2＋H2O→H2SO3（溶解）H2SO3?H＋＋HSO3－（電離）吸收反應的機理：吸收反應是傳質和吸收的的過程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據雙膜理論，傳質速率受氣相傳質阻力和液相傳質阻力的控制，吸收速率＝吸收推動力/吸收系數（傳質阻力為吸收系數的倒數）強化吸收反應的措施：a)提高SO2在氣相中的分壓力（濃度），提高氣相傳質動力。b)采用逆流傳質，增加吸收區(qū)平均傳質動力。c)增加氣相與液相的流速，高的Re數改變了氣膜和液膜的界面，從而引起強烈的傳質。d)強化氧化，加快已溶解SO2的電離和氧化，當亞硫酸被氧化以后,它的濃度就會降低,會促進了SO2的吸收。e)提高PH值，減少電離的逆向過程，增加液相吸收推動力。f)在總的吸收系數一定的情況下，增加氣液接觸面積，延長接觸時間，如：增大液氣比，減小液滴粒徑，調整噴淋層間距等。g)保持均勻的流場分布和噴淋密度，提高氣液接觸的有效性。（2）氧化反應一部分HSO3－在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3－在反應池中被氧化空氣完全氧化，反應如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－?H＋＋SO42－氧化反應的機理：氧化反應的機理基本同吸收反應，不同的是氧化反應是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據雙膜理論，傳質速率受液膜傳質阻力的控制。強化氧化反應的措施：a)降低PH值，增加氧氣的溶解度b)增加氧化空氣的過量系數，增加氧濃度c)改善氧氣的分布均勻性，減小氣泡平均粒徑，增加氣液接觸面積。（3）中和反應吸收劑漿液被引入吸收塔內中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內再循環(huán)。中和反應如下：Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO42H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑中和反應的機理：中和反應伴隨著石灰石的溶解和中和反應及結晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應生成的石膏如何盡快結晶，以降低石膏過飽和度。中和反應本身并不困難。強化中和反應的措施：a)提高石灰石的活性，選用純度高的石灰石，減少雜質。b)細化石灰石粒徑，提高溶解速率。c)降低PH值，增加石灰石溶解度，提高石灰石的利用率。d)增加石灰石在漿池中的停留時間。e)增加石膏漿液的固體濃度，增加結晶附著面，控制石膏的相對飽和度。f)提高氧氣在漿液中的溶解度，排擠溶解在液相中的CO2，強化中和反應。（4）其他副反應煙氣中的其他污染物如SOCl、F和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SOHCl和HF與懸浮液中的石灰石按以下反應式發(fā)生反應：SO3＋H2O→2H＋＋SO42－CaCO3 +2 HCl==CaCl2 +CO2 173。+H2OCaCO3 +2 HF ==CaF2 +CO2 173。+H2O副反應對脫硫反應的影響及注意事項：脫硫反應是一個比較復雜的反應過程，其中一些副反應，有些有利于反應的進程，有些會阻礙反應的發(fā)生，下列反應應當在設計中予以重視：a)Mg的反應漿池中的Mg元素，主要來自于石灰石中的雜質，當石灰石中可溶性Mg含量較高時（以MgCO3形式存在），由于MgCO3活性高于CaCO3會優(yōu)先參與反應，對反應的進行是有利的，但過多時，會導致漿液中生成大量的可溶性的MgSO3，它過多的存在，使的溶液里SO32濃度增加,導致SO2吸收化學反應推動力的減小，而導致SO2吸收的惡化。另一方面，吸收塔漿液中Mg＋濃度增加，會導致漿液中的MgSO4(L)的含量增加，既漿液中的SO42增加，會對導致吸收塔中的懸浮液的氧化困難，從而需要大幅度增加氧化空氣量，氧化反應原理如下：HSO3－＋1/2O2→HSO4－ （1）HSO4－?H＋＋SO42－ （2）因為（2）式的反應為可逆反應，從化學反應動力學的角度來看，如果SO42的濃度太高的話，不利于反應向右進行。因此噴淋塔一般會控制Mg＋離子的濃度，當高于5000ppm時，需要通過排出更多的廢水，此時控制準則不再是CL－小于20000ppmb)AL的反應AL主要來源于煙氣中的飛灰，可溶解的AL在F離子濃度達到一定條件下，會形成氟化鋁絡合物（膠狀絮凝物），包裹在石灰石顆粒表面，形成石灰石溶解閉塞，嚴重時會導致反應嚴重惡化的重大事故。c)Cl的反應在一個封閉系統(tǒng)或接近封閉系統(tǒng)的狀態(tài)下，FGD工藝的運行會把吸收液從煙氣中吸收溶解的氯化物增加到非常高的濃度。這些溶解的氯化物會產生高濃度的溶解鈣,主要是氯化鈣,如果高濃度的溶解的鈣離子存在FGD系統(tǒng)中,就會使溶解的石灰石減少,這是由于”共同離子作用”而造成的,在”共同離子作用”下,來自氯化鈣的溶解鈣就會妨礙石灰石中碳酸鈣的溶解?？刂艭L離子的濃度在12000－20000ppm是保證反應正常進行的重要因素。4 系統(tǒng)描述 FGD系統(tǒng)構成煙氣脫硫（FGD）裝置采用高效的石灰石/石膏濕法工藝，整套系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成：（1）SO2吸收系統(tǒng)（2）煙氣系統(tǒng)（3）石灰石漿液制備系統(tǒng)（4）石膏脫水系統(tǒng)（5）供水和排放系統(tǒng)（6）廢水處理系統(tǒng)（7）壓縮空氣系統(tǒng) SO2吸收系統(tǒng)煙氣由進氣口進入吸收塔的吸收區(qū)，在上升過程中與石灰石漿液逆流接觸，煙氣中所含的污染氣體絕大部分因此被清洗入漿液，與漿液中的懸浮石灰石微粒發(fā)生化學反應而被脫除，處理后的凈煙氣經過除霧器除去水滴后進入煙道。吸收塔塔體