【技术】pH值对湿法烟气脱硫的影响-第2页-北极星大气网

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（2）pH值对总传质系数的影响：pH值越小，SO2的溶解度越小，从的表征式可知，SO2在气相的扩散常数远大于在液相的扩散常数，因此SO2的传质阻力来自于液膜，而液膜的传质阻力决定于液滴的湍流强度与吸收碱液度。所以，pH值越小，总传质系数也越小。

由此，pH值两个方面影响对传质性能的效果是相反的。在实际运行过程中，由于高pH值有利于SO2的吸收，而低pH值有利于石灰石的溶解，必须找到一个最佳pH值使传质速率最大。

1.3采取的措施

为了保持吸收塔高效地脱除SO2必须采取的措施：

（1）pH值必须控制在5和6之间的一个合理数值，此时溶解的SO2主要以HSO3-的形式存在，这样才能使浆液中的Ca2+发生反应。

（2）保证使脱硫反应向有利于生成H+和SO32-的方向发展。

在HSO3-SO32-的氧化过程中，pH值对SO32-的氧化反应有很大影响，在pH值为3.7~5.7时，能保持较高的氧化率，在pH值为4.5~4.7时，氧化率达到顶峰。因此为了获得较高的亚硫酸盐的氧化率，应该维持pH值在3.7~5.7时。在实际运行中，浆液池的pH值一般在5.4~5.8之间，此时HSO3-不容易被氧化，为此采取向浆液池中鼓入空气的方式进行强制氧化。氧化反应的结果是大量的HSO3-转化成SO42-，同时SO42-与Ca2+发生化学反应，生成溶解度相对较小的CaSO4，从而促进SO2的吸收，此外还应及时加入吸收剂CaCO3以消耗H+。

2.pH值对脱硫系统结垢的影响

从上面的反应生成过程中可以看出，在系统中一旦生成CaSO3，就难以氧化生成CaSO4的，虽然能够保持脱硫塔内脱硫率的正常运行，但是石膏的生成却受到了阻碍。只有在形成HSO3-时，向脱硫塔内强制加入空气氧化，将HSO3-转化为SO42-后再与Ca2+发生反应生成CaSO4。如果大量的CaSO3聚集，将导致了脱硫塔内大量的CaSO3形成软垢。

从SO2吸收反应的机制可以看出，脱硫反应的生成物为CaSO3，为松散的沉淀物，不稳定，易氧化成CaSO4。CaSO4为坚硬的沉淀物，此时脱硫产物是CaSO3和CaSO4的混合物。大量沉淀物的形成会造成系统堵塞，因此合理的pH值必须保证脱硫系统内不会形成大量的沉淀物，造成系统堵塞。

2.1系统中沉淀物的成因

由图2可以看出，CaSO3的溶解度随pH值降低而显著增大，而CaSO4的溶解度却随着pH值降低而略有减少。pH值越低，亚硫酸盐溶解度越大，SO32-的浓度越高，则系统中硫酸盐的生成量越大。但随着pH值的降低CaSO4的溶解度反而变得越来越小，所以会有大量的CaSO4析出，从而容易结垢而堵塞设备影响系统的正常运行。相反，若pH值较高时，CaSO3的溶解度较小，SO32-的浓度较低，CaSO4的生成速率就小，不会生成CaSO4的硬垢，但是因CaSO3的溶解度较小，易形成亚硫酸盐的软垢。随着SO2吸收，溶液中的pH值降低，溶液中CaSO3的量增加，即在石灰石表面形成一层液膜，而液膜内部的CaCO3的溶解又使pH值上升，溶解度的变化使液膜中的CaSO3析出并沉淀在石灰石表面，形成一层外壳，使石灰石粒子表面钝化。钝化的外壳阻碍了石灰石的继续溶解，抑制了吸收反应的进行。因此，为了避免这种硬垢或软垢的生成就应该保持一个合适的pH值。

图250时CaSO3和CaSO4的溶解度与pH值的关系

2.2结晶过程中pH值控制

在石膏结晶过程中，pH值高有利于CaSO4的生成，有利于石膏结晶，但是当石膏的过饱和度高时，使石膏结晶向小颗粒方向发展，不利于生成高品质的石膏产品，因此在石膏结晶过程中也应该控制pH值。

通过分析可以知道，SO2吸收、石膏结晶、CaCO3的溶解对pH值的要求是双向的。结合HSO3-和SO32-的氧化反应以及塔内结垢情况可以得出，pH值最佳值在5.2~5.6范围。

根据上述分析并结合模型计算结果情况，从确保高的脱硫率及保证脱硫系统安全可靠运行考虑，将浆液池的pH值在运行过程中应保持在一定范围内，为此须保证良好的强制氧化效果并及时加入足量的石灰石，此时脱硫效率可达95%，且可有效避免塔内结垢的现象的发生。

延伸阅读：

【技术】锅炉湿法脱硫系统排烟除湿脱白的技术途径探讨

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原标题：pH值对湿法烟气脱硫的影响

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