石灰石-石膏法因其高效、經(jīng)濟、技術成熟、環(huán)保效益顯著以及政策支持,成為脫硫領域的主流技術。
]]>石灰石漿液制備:首先,將石灰石磨成細粉并加水制成漿液。石灰石漿液通過輸送泵送入吸收塔中。
煙氣與漿液接觸:鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除塵處理后,進入吸收塔。在吸收塔內(nèi),煙氣與從上而下噴淋的石灰石漿液逆流接觸,發(fā)生化學反應。煙氣中的二氧化硫(SO?)溶解于漿液中,生成亞硫酸鈣(CaSO?)和硫酸鈣(CaSO?)。
氧化反應:在吸收塔底部或?qū)iT的氧化區(qū),通過鼓入空氣或氧氣,將生成的亞硫酸鈣進一步氧化為更穩(wěn)定的硫酸鈣(CaSO?)。這一過程通常需要控制氧化風機的供氧量,以確保反應完全。
石膏生成與分離:反應生成的硫酸鈣在吸收塔底部沉降,形成石膏漿液。石膏漿液經(jīng)過循環(huán)泵送回吸收塔頂部繼續(xù)參與反應,或者通過脫水設備(如旋流器、真空皮帶脫水機)進行脫水處理,最終得到干燥的石膏產(chǎn)品。
副產(chǎn)品處理:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏可以作為建筑材料使用,或者進行進一步的處理和回收利用。
廢水處理:脫硫過程中會產(chǎn)生含有少量污染物的廢水,需要通過廢水處理系統(tǒng)進行處理,以減少對環(huán)境的影響。
整個石灰石石膏法脫硫過程涉及多個環(huán)節(jié),包括煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等,各環(huán)節(jié)緊密配合,確保高效脫硫并減少環(huán)境污染。
]]>技術成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術,自20世紀80年代以來廣泛應用于全球的火電廠中。其技術已經(jīng)非常成熟,運行可靠性高,設備和技術容易獲取。
資源豐富且價格低廉:石灰石作為脫硫劑,來源廣泛且價格便宜。石灰石資源豐富,易于運輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟上具有很大的優(yōu)勢。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通常可以達到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴格的環(huán)保要求。
適應性強:石灰石-石膏法對煤種變化、負荷變化和脫硫率變化具有較強的適應性,特別適用于大容量機組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏是一種有價值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無氨逃逸問題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問題,也無氨逃逸問題,這使得其在實際應用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點,如初期投資和運行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復雜等,但其綜合優(yōu)勢使其成為目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟性和高效性而被廣泛采用。
]]>SO3+H20→2H++SO42-
CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3+2HF→CaF2+CO2↑+H2O
石灰石-石膏法脫硫反應是一個比較復雜的反應過程,其中有些副反應有利于反應的進程,有些會阻礙反應的發(fā)生,下列反應在設計中應予以重視。
(1)與Mg的反應
漿池中的Mg元素,主要來自于石灰石中的雜質(zhì),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,使得溶液里SO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。另一方面漿液中的SO42–增加,會抑制氧化反應的進行,需要增加氧化空氣量。因此噴淋塔一般會控制Mg2+的濃度,當高于5000mg/L時需要排出廢水,此時控制準則不再是Cl–小于20000mg/L。
(2)與Al的反應
AL主要來源于煙氣中的飛灰,可溶解的AL在F–濃度達到一定條件下,會形成氟化絡合物(膠狀絮凝物),包裹在石灰石顆粒表面,形成石灰石溶解閉塞,嚴重時會導致反應惡化的事故。
(3)與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,F(xiàn)GD工藝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(chǎn)生高濃度的溶解鈣(主要是氯化鈣)溶解鈣會妨礙石灰石中碳酸鈣的反應,控制CL–的濃度在12000~20000mg/L是保證反應正常進行的重要因素。
石灰石-石膏法脫硫是目前項目應用非常廣泛且效果好的一種工藝。
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