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石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺(FGD)简介(上)
浏览: 发布日期:2021-10-18

石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺(FGD)简介(上)

1 概述  石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺是今朝海表里应用最遍及和最成熟的脱硫工艺,市场占有量达脱硫装机总容量的90%以上。该工艺以石灰石(石灰)作为接收剂,在接收塔内对烟气举办洗涤,去除烟气中的二氧化硫。回响产品亚硫酸钙通过强制氧化生成副产品石膏,净化后满意排放要求的烟气从烟囱排放。 
2 工艺道理
锅炉发生的烟气进入脱硫装置的接收塔,与自上而下喷淋的碱性石灰石(石灰)浆液逆流打仗,烟气中的酸性氧化物SO2以及HCl、HF等污染物被充实接收后得以净化;接收SO2 后的浆液回响生成CaSO3,通过塔内强制氧化、结晶生成CaSO4•2H2O,经脱水后获得含水率≤10%的石膏,最终实现含硫烟气的综合管理。

 

石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺(FGD)简介(上)


3回响道理
3.1 接收道理
接收液通过喷嘴雾化喷入接收塔,分手成细小的液滴并包围接收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流打仗,产生传质与接收回响,烟气中的SO2、SO3及HCl 、HF被接收。SO2接收产品的氧化和中和回响在接收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持接收液恒定的pH值并淘汰石灰石耗量,石灰石被持续插手接收塔,同时接收塔内的接收剂浆液被搅拌机、氧化氛围和接收塔轮回泵不断地搅动,以加速石灰石在浆液中的均布和溶解。
3.2 化学进程
强制氧化系统的化学进程描写如下:
(1)接收回响
烟气与喷嘴喷出的轮回浆液在接收塔内有效打仗,轮回浆液接收大部门SO2,回响如下:
SO2+H2O→H2SO3(溶解)
H2SO3⇋H++HSO3-(电离)
接收回响的机理:
接收回响是传质和接收的的进程,水接收SO2属于中等溶解度的气体组份的接收,按照双膜理论,传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的节制,
接收速率=接收敦促力/接收系数(传质阻力为接收系数的倒数)
强化接收回响的法子:
a)提高SO2在气相中的分压力(浓度),提高气相传质动力。
b)回收逆传播质,增加接收区平均传质动力。
c)增加气相与液相的流速,高的Re数改变了气膜和液膜的界面,从而引起强烈的传质。
d)强化氧化,加速已溶解SO2的电离和氧化,当亚硫酸被氧化今后,它的浓度就会低落,会促进了SO2的接收。
e)提高PH值,淘汰电离的逆向进程,增加液相接收敦促力。
f)在总的接收系数必然的环境下,增加气液打仗面积,耽误打仗时间,如:增大液气比,减小液滴粒径,调解喷淋层间距等。
g)保持匀称的流场漫衍和喷淋密度,提高气液打仗的有效性。
(2)氧化回响
一部门HSO3-在接收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在回响池中被氧化氛围完全氧化,回响如下:
HSO3-+1/2O2→HSO4-
HSO4-⇋H++SO42-
氧化回响的机理:
氧化回响的机理根基同接收回响,差异的是氧化回响是液相持续,气相离散。水接收O2属于难溶解度的气体组份的接收,按照双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的节制。
强化氧化回响的法子:
a)低落PH值,增加氧气的溶解度
b)增加氧化氛围的过量系数,增加氧浓度
c)改进氧气的漫衍匀称性,减小气泡平均粒径,增加气液打仗面积。
(3)中和回响
接收剂浆液被引入接收塔内中和氢离子,使接收液保持必然的pH值。中和后的浆液在接收塔内再轮回。中和回响如下:
Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑
2H++CO32-→H2O+CO2↑
中和回响的机理:
中和回响陪伴着石灰石的溶解和中和回响及结晶,由于石灰石较为难溶,因此本环节的要害是,如何增加石灰石的溶解度,回响生成的石膏如何尽快结晶,以低落石膏过饱和度。中和回响自己并不坚苦。
强化中和回响的法子:
a)提高石灰石的活性,选用纯度高的石灰石,淘汰杂质。
b)细化石灰石粒径,提高溶解速率。
c)低落PH值,增加石灰石溶解度,提高石灰石的操作率。
d)增加石灰石在浆池中的逗留时间。
e)增加石膏浆液的固体浓度,增加结晶附着面,节制石膏的相对饱和度。
f)提高氧气在浆液中的溶解度,万豪平台注册,架空溶解在液相中的CO2,强化中和回响。
(4)其他副回响
烟气中的其他污染物如SO3、Cl、F和尘都被轮回浆液接收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石按以下回响式产生回响:
SO3+H2O→2H++SO42-
CaCO3 +2 HCl<==>CaCl2 +CO2 +H2O
CaCO3 +2 HF <==>CaF2 +CO2 +H2O
副回响对脱硫回响的影响及留意事项:
脱硫回响是一个较量巨大的回响进程,个中一些副回响,有些有利于回响的历程,有些会阻碍回响的产生,下列回响该当在设计中予以重视:
a)Mg的回响
浆池中的Mg元素,主要来自于石灰石中的杂质,当石灰石中可溶性Mg含量较高时(以MgCO3形式存在),由于MgCO3活性高于CaCO3会优先参加回响,对回响的举办是有利的,
但过多时,会导致浆液中生成大量的可溶性的MgSO3,它过多的存在,使的溶液里SO32-浓度增加,导致SO2接收化学回响敦促力的减小,而导致SO2接收的恶化。
另一方面,接收塔浆液中Mg+浓度增加,会导致浆液中的MgSO4(L)的含量增加,既浆液中的SO42-增加,会对导致接收塔中的悬浮液的氧化坚苦,从而需要大幅度增加氧化氛围量,氧化回响道理如下:
HSO3-+1/2O2→HSO4-     (1)
HSO4-⇋H++SO42-        (2)
因为(2)式的回响为可逆回响,从化学回响动力学的角度来看,假如SO42-的浓度太高的话,倒霉于回响向右举办。
因此喷淋塔一般会节制Mg+离子的浓度,当高于5000ppm时,需要通过倾轧更多的废水,此时节制准则不再是CL-小于20000ppm
b)AL的回响
AL主要来历于烟气中的飞灰,可溶解的AL在F离子浓度到达必然条件下,会形成氟化铝络合物(胶状絮凝物),包裹在石灰石颗粒外貌,形成石灰石溶解闭塞,严重时会导致回响严重恶化的重大变乱。
c)Cl的回响
在一个关闭系统或靠近关闭系统的状态下,FGD工艺的运行会把接收液从烟气中接收溶解的氯化物增加到很是高的浓度。这些溶解的氯化物会发生高浓度的溶解钙,主要是氯化钙,假如高浓度的溶解的钙离子存在FGD系统中,就会使溶解的石灰石淘汰,这是由于”配合离子浸染”而造成的,在”配合离子浸染”下,来自氯化钙的溶解钙就会故障石灰石中碳酸钙的溶解。节制CL离子的浓度在12000-20000ppm是担保回响正常举办的重要因素。


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