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石灰石-石膏湿法脱硫技术存在的主要问题分析

北极星环保网来源:赵龙彬2019/12/26 9:03:56我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:湿法脱硫 脱硫技术 除雾器

北极星环保网讯:随着国家政策对环保要求日益严格,特别是《火电厂大气污染物排放标准》(GB-13223-2011)、“大气十条”、“节能减排十三五规划”等一系列政策性措施,在“十三五”期间,大气污染的治理将成为重中之重[1],我国脱硫产业得到了了迅速发展。

目前,各国研究的烟气脱硫方法已超过一百种,其中真正能应用于工业生产中的只有十余种,石灰石-石膏湿法脱硫技术具有可靠性高、脱硫效率高、操作简单、成本低等特点,因此得到了国内外燃煤电厂的广泛应用。本文主要通过对石灰石-石膏湿法脱硫技术存在的脱硫效率低、石膏脱水效率低、结垢问题的介绍,为脱硫系统运行优化,降低运行成本,提高脱硫效率提供依据。

1 石灰石-石膏湿法脱硫技术工艺流程

石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作为SO2吸收剂,用球磨机将石灰石磨制成粉与水混合制成石灰石浆液。烟气经除尘器后,从引风机出口排出进入吸收塔,烟气中的SO2被石灰石浆液所吸收,被净化后的烟气经除雾器除雾后离开吸收塔,由烟道进入烟囱排入大气中,同时生成可以利用的副产物石膏。

燃煤烟气湿法脱硫系统包括吸收剂制备系统、烟气系统、吸收及氧化系统、副产品脱水系统、脱硫废水处理系统、工艺水系统、压缩空气系统等子系统。

吸收塔中涉及到复杂的化学反应,具体反应方程式如下所述:

SO2的吸收:

SO2+H2O→H2SO3

H2SO3→H++HSO3-(低pH时)

H2SO3→2H++SO32-(高pH时)

石灰石的溶解与中和:

CaCO3(固)→CaCO3(液)

CaCO3(液)→Ca2++ CO32-

CO32-+ H+→HCO3-

HCO3-+ H+→CO2(液)+H2O

CO2(液)→CO2(气)

亚硫酸盐的氧化:

SO32-+H+→HSO3-

HSO3-+1/2 O2→H++SO42-

SO42-+H+→ HSO4-

Ca2++HSO3-→Ca(HSO3)2

Ca2++ SO42-→CaSO4(固)

石膏结晶:

Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O(固)

总反应式:

SO2(气)+CaCO3(固)+1/2 O2(气)+2H2O→CaSO4·2H2O(固)+CO2(气)

2 脱硫系统常见问题

2.1 脱硫效率低

脱硫系统效率低下主要有石灰石活性不足,石灰石杂质过高,吸收浆液pH过低,Ca/S低,有效液气比低,石灰石浆液在吸收塔中的停留时间短,脱硫塔入口烟气温度过高,脱硫塔入口烟气含尘量大等原因[3]。本文主要介绍各种离子浓度对脱硫效率的影响。

2.1.1 Cl-的影响

CaCO3的分解式是:CaCO3+H++HSO3-→Ca2++ SO32-+H2O+CO2↑,若浆液中含有大量的氯离子,会形成氯化钙,氯化钙会电离生成Ca2+,由于同离子效应导致液相的离子强度增大,抑制H+的扩散,会造成上述反应向左移动,使CaCO3分解速率下降,降低系统脱硫效率;浆液中含氯离子的量过高,会增大石膏脱水的难以程度,改变石膏晶型,使石膏晶格发生畸形改变;另外,氯离子可与多种金属离子,如Fe3+、Al、Zn形成络合物,这些络合物会包裹在CaCO3颗粒表面,使参与反应的CaCO3减少,进而影响系统脱硫效率。

延伸阅读:

干法脱硫与湿法脱硫优劣谈

湿法脱硫烟囱“白烟”的形成机理及控制技术

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