【正文】 收塔開(kāi)始至煙氣再熱器，再返回到端部帶有凈煙氣擋板的煙道至煙囪。升壓風(fēng)機(jī)為軸流、靜葉可調(diào)。 升壓風(fēng)機(jī) 了為彌補(bǔ)由于吸收塔，煙氣再熱器和煙道而造成的壓力損失，采用升壓風(fēng)機(jī)，將煙升壓氣后進(jìn)入換熱器。 兩股煙氣流，即處理過(guò)的和未經(jīng)處理的煙氣流被密封板相互隔開(kāi)，分別流過(guò)相互對(duì)立的轉(zhuǎn)動(dòng)體部分，兩股煙氣流按相反的方向流動(dòng)。當(dāng)通過(guò)未經(jīng)處理的煙氣一側(cè)時(shí)，加熱元件吸取一部分熱能。 氣 / 為了利用來(lái)自鍋爐的、未經(jīng)處理的煙氣的熱量，采用一臺(tái)旋轉(zhuǎn)再生氣 /氣加 脫硫工藝及系統(tǒng)說(shuō)明 26 熱器。 在洗滌過(guò)程中煙氣將被水冷卻到絕熱飽和溫度。氧化空氣通過(guò)攪拌器 前面的噴槍將氧化氣輸送到吸收塔的再循環(huán)漿池內(nèi)。溢流液通過(guò)石膏溢流箱返回到吸收塔，在此石灰石進(jìn)一步溶解，同時(shí)小 為了防止?jié){液沉積，吸收塔下部設(shè)有攪拌裝置。這種濃縮漿將被送到真空皮帶過(guò)濾機(jī)。 2H2O)。 脫硫工藝及系統(tǒng)說(shuō)明 25 ◆ 漿池的用途是： ◆ 在吸收塔的上部煙氣直接通過(guò)兩臺(tái)水平安裝的除霧器，以便使小滴霧沫減少到最低限度。水損失由工藝水補(bǔ)充。小滴在返回到再循環(huán)漿池的整個(gè)過(guò)程中將會(huì)改善煙氣中的酸性組 分，如 SO2， SO3， HF 和 HCl等。 在添加新石灰石后，石灰石 /石膏的混合漿液經(jīng)再循環(huán)漿泵重新循環(huán)流到噴淋管排。 煙氣由吸收塔的底部進(jìn)入向頂部流動(dòng)，并與反向流動(dòng)的、含有吸附劑的懸浮物接觸。 煙氣處理的具體設(shè)計(jì)只限于減少二氧化硫排放。 4． 石 灰石 /石膏濕法脫硫的優(yōu)點(diǎn) 石 灰石 /石膏 濕法脫硫能夠得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)榕c其它方法相比， 它具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 吸收劑比較容易獲得； (2) 去除率高； (3) 工藝簡(jiǎn)單可靠、可用率高； (4) 副產(chǎn)物石膏可作為商品或進(jìn)一步深加工； (5) 煙氣量適用范圍寬等 脫硫工藝及系統(tǒng)說(shuō)明 24 脫硫工藝及系統(tǒng)說(shuō)明 煙氣脫硫工藝及系統(tǒng)說(shuō)明 1. 脫硫裝置總說(shuō)明 簡(jiǎn)介 發(fā)電廠如 1300MW 燃煤機(jī)組煙 氣脫硫工程 鍋爐的 BMCR 出力為 1025 t/h。 如果 SO2傳質(zhì)速率為一常數(shù)，則停留時(shí)間與 SO2的去除率成正比。 停留時(shí)間 吸收塔中的停留時(shí)間 吸收塔中的停留時(shí)間是指液體與煙氣在吸收塔中的接觸時(shí)間。增大液流量 (或 L/G)的主要作用是增大氣液傳質(zhì)速率從而增大 SO2去除率 。攪拌作用能加快物質(zhì)從顆粒表面出入，從而加快石灰石的溶解速度。 石灰石溶解速率與顆粒大小有關(guān)，小顆粒具有相當(dāng)大的比表面積。在給定的石灰 石規(guī)格和不變的工藝條件下只能提高石灰石的濃度，但有一個(gè)上限，懸浮液中 CaCO3含量高，則最終產(chǎn)物和廢水中 的 CaCO3含量也會(huì)相應(yīng)增高。 溶解速率大部分取決于參加反應(yīng)物的濃度，而且 pH 值較低 (即 H＋ 離子較多 )有利于溶解。 HCO3＋ HSO3 SO32+H2CO3 SO32+H2O＋ CO2↑ (210) 石灰石的溶解 石灰石按反應(yīng)式 (28)的溶解，由有關(guān)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和參加反應(yīng)物從 石灰石顆粒中進(jìn) /出的遷移過(guò)程決定。 來(lái)自反應(yīng)式 (21)的亞硫酸氫離子和反應(yīng)式 (26)至 (28)中的石灰石溶解反應(yīng)生成的碳酸氫離子，可以反應(yīng)生成亞硫酸鹽，也是生成 CO2 的一種反應(yīng)。 以石灰石作吸收劑的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 CaCO3只有少量溶于水，可能的反應(yīng)過(guò)程如下 CaCO3＋ H＋ Ca2＋ ＋ HCO3 (26) 同時(shí)，也可能發(fā)生與水和二氧化硫的可溶性反應(yīng)： CaCO3＋ H2O Ca2＋ ＋ HCO3＋ OH (27) CaCO3＋ H2CO3 Ca2＋ ＋ 2HCO3 (28) 反應(yīng)式 (26)起主要作用。 σ＝C －C* CC* C* 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 7 若有足夠的時(shí)間，則能形成大小為 100μ m 及其以上的石膏晶體，這種石膏具有非常好的脫水性能。在相對(duì)過(guò)飽和度較高時(shí)晶種生長(zhǎng)支配結(jié)晶過(guò)程，形成沉淀和結(jié)垢是不可避免的。 根據(jù) 以上分析可以看出，在亞穩(wěn)平衡區(qū)域中相對(duì)過(guò)飽和度為最大值時(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化較快，同時(shí)生成較大的晶體。晶 束 可能通過(guò)在溶液中的流動(dòng)從現(xiàn)有晶體中分離出來(lái) (二次析晶 )。 在相對(duì)過(guò)飽和度較低時(shí)，晶種生長(zhǎng)速率可忽略，因?yàn)闈舛缺嚷蔬€不足以使 這些主要位于界面區(qū)的分子進(jìn)入新形成的晶束中 (亞穩(wěn)平衡 )，而是在現(xiàn)有晶體結(jié)構(gòu)中牢固地結(jié)合，在這種情況下，現(xiàn)有晶體進(jìn)一步增長(zhǎng)而生成石膏。從圖 23中可 以看出晶體增長(zhǎng)速率或晶種生長(zhǎng)速率與相對(duì)過(guò)σ之間的定性界限關(guān)系。 用于描述石膏結(jié)晶情況的 參數(shù)主要是相對(duì)過(guò)飽和度σ： (25) 式中 : C:溶液中實(shí)際濃度 C*:相應(yīng)的飽和濃度 圖 23： 晶體生長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)速率與過(guò)飽和度σ的關(guān)系 當(dāng)σ小于 0時(shí)，晶體溶入溶液直到達(dá)到飽和為止；當(dāng)σ大于 0 時(shí)，現(xiàn)有晶體繼續(xù)長(zhǎng)大，而且晶束 (小分子團(tuán) )的聚集會(huì)形成新的晶種。因?yàn)閷訝钣绕涫轻槧罹w有結(jié)成塊的趨勢(shì)，并形成氈狀結(jié)構(gòu)，非常難脫水。要獲得質(zhì)量好的石膏產(chǎn)品，須對(duì)石膏的結(jié)晶過(guò)程進(jìn)行有效的控制，生成易于分離和脫水的石膏 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 6 晶粒。 Ca2＋ ＋ SO42+2H2O CaSO４ 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝中采用石灰石溶液作吸收劑，則生成硫酸鈣，硫酸鈣從溶液中析出成為石膏 CaSO４ 這些微量濃度的金屬主要是通過(guò)吸收劑和煙氣進(jìn)入吸收塔漿液中的。 亞硫酸鹽的氧化作用主要受 pH 值的影響（附圖 22）。 少量存在的 SO32 SO42 。 引入空氣，將 HSO3氧化成 HSO4，并很快分解成 SO４ 2 （式 22）。 二氧化硫（ SO2）吸收到溶液中并生成亞硫酸氫 HSO3后，反應(yīng)進(jìn)入第二階段。為了保證最有效地捕集二氧化硫（ SO2），必須至少?gòu)氖?(21)中消耗一項(xiàng)反應(yīng)產(chǎn)物，以保持產(chǎn)生的濃度梯度。 二氧化硫 (SO2 吸收二氧化硫的過(guò)程包括物理吸收和化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程。該過(guò)程可分為如下幾個(gè)步驟： 氣態(tài)反應(yīng)物從氣相內(nèi)部遷移到相界面（擴(kuò)散，對(duì)流）； 氣態(tài)反應(yīng)物在相界面上從氣相進(jìn)入液相； 反應(yīng)組分從相界面遷移到液相內(nèi)部（擴(kuò)散，對(duì)流）； 進(jìn)入液相的反應(yīng)組分與液相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 已溶解的反應(yīng)物的遷移和由反應(yīng)引起的濃度梯度產(chǎn)生的反應(yīng)物的遷移 氣態(tài)組分的溶解一般非?？?，因此整個(gè)反應(yīng)主要由氣體和液體的擴(kuò)散以及伴隨的化學(xué)反應(yīng)來(lái)決定，其中確定總速度的反應(yīng)是最慢的一個(gè)步驟。以下將從物理化學(xué)原理方面對(duì)工藝各階段加以分析。除氯化物外，一系列的不溶性組分，例如氧化鐵，氧化鋁和硅酸鹽等隨廢水排放，以防止那些不需要的雜質(zhì)在吸收塔中的濃度過(guò)高。石膏漿液先通過(guò) 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 3 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 4 一級(jí)脫水單元處理，處理后的稀漿液部分作為廢水排放，濃縮漿 液則送入二級(jí)脫水單元進(jìn)一步處理，產(chǎn)生含水率小于 10%(重量比 )的成品石膏作為副產(chǎn)品最終排出。 從吸收塔漿池中抽出的漿液送到石膏處理站。一定量的石膏晶體被連續(xù)地從漿池中抽出，剩余漿液繼續(xù)送入噴淋層，通過(guò)循環(huán)吸收使加入的吸收劑被充分利用，同時(shí)也確保石膏晶體的增長(zhǎng)。 新鮮的吸收劑是由石灰石 (CaCO3)加適量的水溶解制備而成，根據(jù) pH 值和SO2負(fù)荷配定的吸收劑直接加入吸收塔。 該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，主要如下 : (1) 混合和加入新鮮的吸收液； (2) 吸收煙氣中的二氧化硫并反應(yīng)生成亞硫酸鈣； (3) 氧化亞硫酸鈣生成石膏； (4) 從吸收液中分離石膏。 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 1 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 1． 石灰石 /石膏濕法脫硫工藝過(guò)程簡(jiǎn)介 含硫燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的二氧化硫是對(duì)環(huán)境及人類(lèi)有害的物質(zhì)，因此在煙氣排放之前必須采取措施使其中二氧化硫含量降低至允許排放濃度以下。在 現(xiàn)有的脫硫方法中，石灰石 /石膏濕法脫硫工藝則通過(guò)煙氣大面積地與含石灰石的吸收液接觸，使煙氣中的二氧化硫溶解于水并與吸收劑及氧氣反應(yīng)生成石膏，從而降低二氧化硫的濃度 。 其中典型工藝流程圖見(jiàn)圖 1— 1。 該工藝過(guò)程中的核心工藝單元裝置為吸收塔，在吸收塔的噴淋區(qū)，含石灰石的吸收液自上而下噴灑，而含有二氧化硫的煙氣則逆流而上，氣液接觸過(guò)程中，發(fā)生如下反應(yīng)： CaCO3＋ 2SO2＋ H2O Ca(HSO3)2＋ CO2 在吸收塔的漿池區(qū)，通過(guò)鼓入空氣，使亞硫酸氫鈣在吸收塔氧化生成石膏，反應(yīng)如下： Ca（ HSO3） 2＋ O2＋ CaCO3＋ 3H2O 2CaSO４ ． 2H2O＋ CO2 因此，在吸收塔漿池的漿液中，既含有石灰石，又含有大量的石膏。石膏晶體增長(zhǎng)良 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 2 好是保證產(chǎn)品石膏處理簡(jiǎn)單的先決條件。該漿液的組分和吸收塔漿池中懸浮液相同，但是為了使其與懸浮液區(qū)別開(kāi)，稱(chēng)為石膏漿液。 除 SO2外， HCl 以很高的效率從煙氣中去除。 在本質(zhì)上石灰石 /石膏濕法脫硫工藝是采用吸收來(lái)凈化煙氣的，包含著復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程。 煙氣中的 SO2從煙氣主體進(jìn)入吸收液的過(guò)程是物理吸收和化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，使 SO2從氣相進(jìn)入液 相而被捕獲。 物理吸收過(guò)程可用薄膜理論解釋?zhuān)灰后w中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可以加速物質(zhì)交換。 易溶的二氧化硫（ SO2）被吸收入水中后，發(fā)生如下反應(yīng)： SO2＋ H2O HSO3＋ H＋ SO32+H＋ (21) FGD工藝的 pH值基本上在 5和 6之間，其中溶解的 SO2主要以 HSO3的形式存在。為此，一方面，通過(guò)加入氧氣使 HSO3氧化生成 SO32；另一 石灰石 /石膏濕法脫硫基本原理 5 方面，通過(guò)加入吸收劑 (石灰石 )消耗 H－ 。此階段，一方面維持 SO2的物質(zhì)交換所需要 的濃度梯度，一方面生成最終產(chǎn)品。 HSO3＋１ /2O2 HSO４ － SO４ 2＋ H+ (22) 由于釋放了額外的 SO４ 2 pH 值趨于下降。 SO32＋１／ 2O2 SO42 (23) 以固態(tài)形式存在的亞硫酸鈣 晶體，會(huì)因 SO32濃度降低而溶解，進(jìn)一步反應(yīng)形成硫酸鹽。此外，溫度和一些有催化作用的金屬 (錳、鐵、鎂等 )也起一定的作用。 圖 22： pH 值對(duì) HSO3 形成硫酸鹽之后，吸收二氧化硫（ SO2）的反應(yīng)進(jìn)入最終階段，即生成固態(tài)鹽類(lèi)結(jié)晶并從溶液中析出。 2H2O。 2H2O↓ (24) 石膏的結(jié)晶 石膏結(jié)晶是最終工藝階段，對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量有著決定性的影響。石膏晶體最好形成為粗顆粒和棱形結(jié)構(gòu)而非層狀和針狀結(jié)構(gòu)。因此工藝必須滿(mǎn)足以下條件： 已形成的石膏在現(xiàn)有晶體上長(zhǎng)大，形成的新晶體盡量少。整個(gè)工藝過(guò)程可看成是在晶體或偶然形成的晶束上，單個(gè)分子的聚集和離失之間的動(dòng)態(tài)平衡。在飽和的情況 下，分子的聚集和離失平衡，因此晶體增長(zhǎng)和晶種生長(zhǎng)為 0。 晶體的增長(zhǎng)多少受到機(jī)械應(yīng)力的限制。通常攪拌懸浮液可以增加這種磨擦損失，其結(jié)果是使晶粒大小的分布向顆粒較小的方向轉(zhuǎn)移。保持這些條件對(duì)脫硫裝