石灰_石灰石-石膏法
石灰石石膏湿法脱硫原理
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺
石灰石（石灰）－石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目
前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当
前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得
的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅
拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制
成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二
氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，
最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，
经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。
由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是
为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配
套的，但近几年来，这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了
应用.
根据美国EPRI统计，目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种，但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中，湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中，石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术，其优点是：
1、技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上。
2、原料来源广泛、易取得、价格优惠
3、大型化技术成熟，容量可大可小，应用范围广
4、系统运行稳定，变负荷运行特性优良
5、副产品可充分利用，是良好的建筑材料
6、只有少量的废物排放，并且可实现无废物排放
7、技术进步快。
石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道，主要有：工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。
石灰石石膏法
石灰石石膏法
石灰/石灰石－石膏法脱硫
石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。副产品石膏可抛弃也可以回收利用。
(1)反应原理
用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。
1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下。
石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3.1/2H2O
石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3.1/2H2O+CO2
CaSO3.1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2
由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。
2CaSO3.1/2Hz0+O2+3 H2O一2CaSO4.2H20
②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。
2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O一CaSO4·H2O+SO2
传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。石灰浆液在吸收so:后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。
石灰石石膏法脱硫
此外，石灰石中的杂质氧化硅难以研磨，若含量高则会导致磨 机系统功率消耗大，系统磨损严重。石灰石中的杂质含量高，必然导 致脱硫副产品石膏品质的下降。由于石灰石纯度越高价格也越高，因 此采用纯度高的石灰石做脱硫剂将使运行成本增加，但这可以通过出 售高品质石膏以弥补，对于石灰石湿法烟气脱硫，石灰石纯度至少控 制在90%以上。
这种方法是应用最广泛、技术最为成熟的烟气SO2排放控制技术。 其特点是SO2脱除率高，脱硫效率可达95%以上，能适应大容量机组、 高浓度SO2含量的烟气脱硫，吸收剂石灰石价廉易得，而且可生产出 副产品石膏，高质量石膏具有综合利用的商业价值。
随着石灰石/石膏法FGD系统的不断简化和完善，不仅运行、维修 更加方便，而且设备造价也有所降低。据统计，目前世界上已经投运 或正在计划建设的脱硫系统中，WFGD工艺占80%左右。从近年国内 脱硫实践看，脱硫投资已有大幅度的降低。综合各方面的情况， WFGD最适合大机组脱硫的需要。
以形成大颗粒的石膏晶种。
可以采用相对饱和度RS来表示石膏的饱和程度， RS=C/ C*，
式中 C—溶液中石膏的实际浓度，C=[Ca2+][SO42-]； C*—工艺条件下石膏的饱和浓度，即石膏的溶度积常数Ksp。
当处于平衡状态时，RS=1；当RS＜1时，固体趋于溶解；RS ＞1时，固体趋于结晶。
烟气脱硫工艺设计及规范
5.废水：脱硫过程中产生的含重金属、酸以及其他有害杂质的溶液。 达到一定酸浓度的溶液也称为“废酸”；
6.液气比：指吸收塔入口循环液体积流量与吸收塔入口烟气体积流量 (湿基)的比值，单位L/m3（标况）。
7.装置可用率：指脱硫装置每年正常运行时间与主装置每年总运行时间的百 分比。
脱硫系统主要包括烟气系统；吸收系统；除雾系统；石灰石 浆液制备及供应系统；石膏脱水系统；废水处理系统。
该工艺以技术成熟、运行可靠，脱硫剂来源广泛且价格便宜， 系统投资低等优点而被国内外广泛应用，是目前最为成熟的 烟气脱硫技术之一。
石灰/石灰石-石膏法
适应范围：
由于吸收剂廉价、易得，适用于各行业烟气脱硫
9.液气比：指吸收塔入口循环液体积流量与吸收塔入口烟气体积流量(湿基)的 比值，单位L/m3（标况）。
10.生石灰消化：指生石灰（CaO）与适量的水反应，生成消石灰（Ca(OH)2） 或者生成消石灰浆液。
11.氨回收率：指氨法脱硫工艺中氨的量与用于脱硫的氨的量之比。
12.吸收塔内饱和结晶：吸收塔内，利用进口烟气的热量，使副产物溶液达到 饱和并析出晶体的过程，又称为塔内结晶。
5、脱硫剂成分；
6、所在地水质分析资料；
7、所在地气象资料；
8、主工艺的操作制度。
石灰石—石膏法脱硫工艺
石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺
内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的
喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除S02 S03 HCL和HF,与此同时在“强制氧化工艺”的处
理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO4?2H2O ，并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充
分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。
在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，
进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器
和真空皮带脱水机。
经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去
除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是
防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。
在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46—55 C左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH将烟气加热到80C以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。
最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理如下：①烟气中的二氧化硫溶解水，生成亚
硫酸并离解成氢离子和HS0-3离子；②烟气中的氧和氧化风机送入的空气中的氧将溶液中H S0-3氧化成SO2-4:③吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于溶液中离解出Ca2+;④在吸收塔
内，溶液中的SO2-4、Ca2+及水反应生成石膏（CaS04- 2H20。化学反应式分别如下：
石灰石膏法脱硫技术介绍
该工艺的化学反应过程如下：
吸收过程（吸收剂为石灰）
SO2（气）+H2O → SO2（液）+ H2O SO2（液）+ H2O → H++HSO3-→ 2H++SO32CaO+H2O→Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2→CaSO3+ H2O CaSO3+SO2 +H2O→Ca(HSO3)2 在系统运行过程中，循环吸收液形成了CaSO3和Ca(HSO3)2的混合物
主要设备有：排浆泵、旋流器、真空皮带脱水机
石膏旋流器 真空脱水机
2.5 FGD系统的保温与防腐
保温范围：吸收塔、烟道、各种管道及箱罐体
保温材料采用50~100mm岩棉，保护层采用0.5mm的镀锌钢板/彩 色压型钢板。
防腐范围：所有与脱硫浆液接触的设备、管道、箱体和 可能接触到低温饱和烟气冷凝液的烟道。
增压风机
一般选用静叶可调轴流风机，适用于风机风量大，压升低。
轴流风机模型图
挡板门
2.3 SO2吸收系统
空塔喷淋：内部结构简 单，具有负荷大、不易 堵塞、操作弹性宽。
塔内主要构件包括：
入口喷淋层 雾化喷淋层 二级除雾器
吸收塔配套设备有：
循环泵 氧化风机 搅拌器
吸 收 塔 示 意 图
数值 ≤10% 20年
t/h t/h t/h
石灰石石膏法
石灰/石灰石－石膏法脱硫
石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。副产品石膏可抛弃也可以回收利用。
(1)反应原理
用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。
1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下。
石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3.1/2H2O
石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3.1/2H2O+CO2
CaSO3.1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2
由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。
2CaSO3.1/2Hz0+O2+3 H2O一2CaSO4.2H20
②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。
2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O一CaSO4·H2O+SO2
传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。石灰浆液在吸收so:后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。
石灰石—石膏法脱硫工艺
石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺
我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭占一次能源消费总量的70%左右。煤炭造成的大气污染有二氧化碳、二氧化硫、氮氧物和粉尘等。控制二氧化硫排放已成为社会和经济可持续发展的迫切要求。目前，全世界烟气脱硫工艺共有200多种，经过几十年不断的探索和实践，在火电厂上应用的脱硫工艺仅在10种左右，主要包括有：石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺；旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺；炉内喷钙加尾部烟道增湿活化脱硫工艺；循环流化床锅炉脱硫工艺；海水脱硫烟气工艺；电子束烟气脱硫工艺以及荷电干式喷射法烟气脱硫等工艺。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前应用最广泛的一种脱硫技术，其基本工艺流程如下：锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO4•2H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。
在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。
经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫石灰石用量及石膏产生量计算公式
石灰石-石膏脱硫，脱硫石灰石用量及副产品石膏产生量的计算公式
反应机理及相关的参数反应式：
CaCO3+ SO2 + ½O2+2H2O = CaSO4.2H2O+CO2
1公斤S 产生1.8公斤的SO2（转化率为90%）1公斤S 需要3.1公斤的石灰石（石灰石中CaCO3纯度90%）1公斤S 最终产生5.6 公斤的石膏（石膏纯度为90%）举例：300MW机组计算耗煤量为150t/h 煤质含硫量1% 未脱硫前SO2小时排放量=150*1/100*1.8=2.7t/h 脱硫系统需要的石灰石为=150*1/100*3.1=4.65t/h 脱硫系统产生的石膏为=150*1/100*5.6=8.4t/h
石灰石石膏湿法脱硫工艺流程
10
逆流喷淋吸收塔 11
石灰石/石膏法各系统－吸收塔系统
• 吸收塔内的喷头
喷头材料：炭化硅
• 吸收塔内的喷淋层
喷淋层管材：PP或FRP
12
石灰石/石膏法各系统－吸收塔系统
• 吸收塔内的喷淋层
13
吸收塔中除了浆液洗涤系统外,还有除雾器 ME 和氧化 系统。
干净烟气出口设除雾器,通常为二级除雾器,装在塔的圆 筒顶部 垂直布置 或塔出口弯道后的平直烟道上 水平布置 。 后者允许烟气流速高于前者。并设置冲洗水,间歇冲洗除雾器。 冷烟气中残余水分一般不能超过100mg/m3,现在大多要求不 超过75mg/m3,否则会玷污热交换器、烟道和风机等。
20
• 烟风系统－增压风机 • 通常为采用静叶可调轴流风机或动叶可调轴流风机 • 外壳材质：Q235 • 叶片材质：16MnR • 轴材质：35
21
石膏脱水系统 石膏是强制氧化石灰石湿法烟气的副产物,脱硫石膏晶体
的粒径为1～250μm, 主要集中在30～60μm, 在脱硫装置正常 运行时产生的脱硫石膏颜色近白色, 采用石灰石-石膏法脱硫 石膏的纯度一般在90%～95%之间,二水石膏晶体 CaSO4·2H2O 。
吸收塔的设计在湿法FGD系统中是十分关键的。吸收塔 最主要的塔型是喷淋吸收塔,在世界的湿法FGD系统中占有突 出的地位,大多采用逆流喷淋塔。
石灰-石膏法脱硫发生的反应式
石灰-石膏法脱硫发生的反应式
石灰-石膏法脱硫发生的反应式如下：
1.石灰石或氧化钙与水反应生成氢氧化钙：CaCO3+H2O→Ca(OH)2+CO2↑，
或CaO+H2O→Ca(OH)2。
2.氢氧化钙与二氧化硫反应生成亚硫酸钙：SO2+Ca(OH)2→CaSO3+H2O 。
3.亚硫酸钙被氧气氧化成硫酸钙：2CaSO3+O2→2CaSO4。
4.硫酸钙与水反应生成石膏：CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O 。
1/ 1
石灰石石灰石膏法烟气脱硫工艺技能考题附答案
石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技能知识考题：
一、填空题(每题2分，共30分。答案在括号内)
1石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范的标准号是(HJ179-2018)。
2.石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺使用的吸收剂为(石灰石(CaCO3)、石灰(CaO))。
3.吸收塔是指脱硫工程中实现吸收剂与S02及其他酸性气体反应的设施，其英文缩写为(absorber)。
4.副产物指吸收剂与烟气中S02及其他酸性气体反应后生成的物质，其英文缩写为(by-product)。
5.脱硫效率指脱硫系统脱除S02的能力，以百分比表示，其英文缩写为
(desu1phurizationefficiency)。
6.石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫工艺中实现废气脱硫的主要设备是(吸收塔)。
7.脱硫废水处理系统中的主要设备有(浮选机、压滤机、风干机等)。
8.石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺吸收剂循环系统中加入的主要物质为(氧化钙(CaO))O
9.废气处理过程中对于减少废气排放量和排放浓度有重要作用的设备是(除尘器)。10.在石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺中，石灰石与石膏产生的副产物是(石膏)
I1烟气脱硫中的反应方程式为(CaC03÷S02÷1∕202-*CaS04+C02)
12.脱硫废水中可以存在的主要离子种类为(Ca2+、Mg2+、S042-等)。
13.脱硫废水中重金属离子主要存在的形式为(离子态)。
14.压滤机是一种对固体颗粒进行压缩的设备，常用于脱硫废水中对（石膏）的压水处理。
15.在石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺中，烟气含尘排放标准的污染物名称为（悬浮颗粒物）。
石灰石—石膏法脱硫工艺
石灰石-石膏法湿法烟气脱硫工艺
我国是以煤炭为主要能源的国家，煤炭占一次能源消费总量的70%左右。煤炭造成的大气污染有二氧化碳、二氧化硫、氮氧物和粉尘等。控制二氧化硫排放已成为社会和经济可持续发展的迫切要求。目前，全世界烟气脱硫工艺共有200多种，经过几十年不断的探索和实践，在火电厂上应用的脱硫工艺仅在10种左右，主要包括有：石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺；旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺；炉内喷钙加尾部烟道增湿活化脱硫工艺；循环流化床锅炉脱硫工艺；海水脱硫烟气工艺；电子束烟气脱硫工艺以及荷电干式喷射法烟气脱硫等工艺。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是目前应用最广泛的一种脱硫技术，其基本工艺流程如下：锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO4•2H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。
在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。
经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理
一、概述：脱硫过程就是吸收，吸附，催化氧化和催化还原，石灰石浆液洗涤含SO
2
烟气，产生化学反应分离出脱硫副产物，化学吸收速率较快与扩散速率有关，又与化学反应速度有关，在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系，既服从于相平衡（液气比L/G，烟气和石灰石浆液的比），又服从于化学平衡（钙硫比Ca/S，二氧化硫与炭酸钙的化学反应）。
1、气相：烟气压力，烟气浊度，烟气中的二氧化硫含量，烟尘含量，烟气中的氧含量，烟气温度，烟气总量
2、液相：石灰石粉粒度，炭酸钙含量，黏土含量，与水的排比密度，
3、气液界面处：参加反应的主要是SO
2和HSO
3
－，它们与溶解了的CaCO
3
的反应
是瞬间进行的。
二、脱硫系统整个化学反应的过程简述：
1、 SO
2
在气流中的扩散，
2、扩散通过气膜
3、 SO
2
被水吸收，由气态转入溶液态，生成水化合物
4、 SO
2
水化合物和离子在液膜中扩散
5、石灰石的颗粒表面溶解，由固相转入液相
6、中和（SO
2
水化合物与溶解的石灰石粉发生反应）
7、氧化反应
8、结晶分离，沉淀析出石膏，
三、烟气的成份：火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧
化硫，使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。
四、二氧化硫的物理、化学性质：
①. 二氧化硫SO
2
的物理、化学性质：无色有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大，易液化（沸点-10℃），易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能
溶解40体积的二氧化硫，成弱酸性。SO
2
为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性、
还原性、氧化性、漂白性。还原性更为突出，在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性，液体SO
石灰石石膏法烟气脱硫
• a)降低PH值，增加氧气的溶解度 • b)增加氧化空气的过量系数，增加氧浓度 • c)改善氧气的分布均匀性，减小气泡平均粒径，增加气液接触面积。
5.3中和反应
• 吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一 定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如 下：
烟气脱硫技术种类及其介绍
2.半干法烟气脱硫工艺
• 喷雾干燥法属于半干法脱硫工艺。该工艺于70年代初至中 期开发成功，第一台电站喷雾干燥脱硫装置于1980年在美 国北方电网的河滨电站投入运行，此后该技术在美国和欧 洲的燃煤电站实现了商业化。该法利用石灰浆液作吸收剂 ，以细雾滴喷入反应器，与SO2边反应边干燥，在反应器出 口，随着水分蒸发，形成了干的颗粒混合物。该副产物是 硫酸钙、硫酸盐、飞灰及未反应的石灰组成的混合物。 喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上 应用较多。当用于高硫煤时石灰浆液需要高度浓缩，因而 带来了一系列技术问题，同时由于石灰脱硫剂的成本较高 ，也影响了其经济性。但是近年来，燃用高硫煤的机组应 用常规旋转喷雾技术的比例有所增加。喷雾干燥法可脱除 70-95%的SO2，并有可能提高到98%，但副产物的处理和利 用一直是个难题。
二、石膏法烟气脱硫技术
1.技术原理
• 石膏法脱硫工艺是应用最广泛的一种脱硫技术，在日本、 德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用 此工艺。
石灰石-石膏法系统介绍
主要内容
1 烟气脱硫现状简述 2 石灰石-石膏法工艺原理 3 工艺系统及主要设备介绍 4 脱硫系统的运行与维护
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1. 烟气脱硫现状简述
烟气脱硫（FGD，Flue Gas Desulfurization），即通过对烟
气进行处理，如吸收、洗涤等方法降低烟气中的二氧化硫排放浓度 的技术。
CaCO3含量≥85%，MgCO3含量0-5%，酸不溶物＜10% 原料粒径≤20mm（尽可能不在厂内设置破碎装置） 粉末粒径：90%通过325目（45μm）或250目（64μm） 一般消融时间在15－20小时（90％，100目）
石灰石浆配制浓度：20 –25%
石灰石颗粒通过球磨机进行磨粉，研磨制浆后进入磨机 浆液循环箱，再通过磨机浆液循环泵运送至浆液旋流器 进行分级，达到一定粒度要求的浆液进入石灰石浆液箱， 补水制成浓度为20~25%浆液，再经石灰石浆液泵输送至 吸收塔。
石灰石-石膏法流程示意图
石灰石－石膏法技术特点
(1) 脱硫效率高达95%以上，对煤种适用性强，可用于高中低 含硫煤种。
(2) 脱硫剂来源广泛，价格低廉。 (3) 脱硫剂利用率高，钙硫比Ca/S一般为1.03左右。 (4) 脱硫产物为石膏(二水硫酸钙)，可作建材使用，也易于处
理综合利用。 (5) 机组适用性强，系统利用率大于95%。
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石灰/石灰石－石膏法脱硫北极星电力网技术频道 作者:佚名 2008-3-5 17:45:15 (阅4374次)
关键词: 脱硫 石灰石-石膏法脱硫 石膏
石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。副产品石膏可抛弃也可以回收利用。
(1)反应原理
用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。
1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下。
石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2 SO2一CaSO3.1/2H2O
石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2 1/2SO2一CaSO3.1/2H2O CO2
CaSO3.1/2H2O SO2 1/2H2O一Ca(HSO3)2
由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。
2CaSO3.1/2Hz0 O2 3H2O一2CaSO4.2H20
②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。
2CaSO3·1/2H20 O2 3H2O一2CaSO4·2H20
Ca(HSO3)2 1/2O2 H2O一CaSO4·H2O SO2
传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。石灰浆液在吸收so:后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。
现代石灰/石灰石一石膏法工艺流程主要有原料运输系统、石灰石浆液制备系统、烟气脱硫系统、石膏制备系统和污水处理系统。
①原料运输系统烟气脱硫所需的石灰石粉(粒度为250目，筛余量为5)，采用自卸封罐车运输，并卸人石灰石料仓。每个料仓可有多个进料口，能同时进行多台运料车卸料作业。在每个仓底设有粉碎装置，仓顶安装布袋除尘器。
②浆液制备系统石灰石粉料从料仓下部出来，经给料机及输送机送人石灰石浆液槽。
石灰石浆液槽为混凝土结构，内衬树脂防腐，容积为l00m3”左右。浆液浓度约为30，用调节给水量来控制浆液浓度。
③烟气脱硫系统烟气脱硫系统主要由吸收塔、烟气再加热装置、旁路系统、有机剂
添加装置及烟囱组成。
吸收塔是脱硫装置的核心设备，现普遍采用的集冷却、再除尘、吸收和氧化为一体的新型吸收塔。常见的有喷淋空塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔。喷淋塔是石灰/石灰石一石膏法工艺的主流塔型，按其功能可分为
喷淋区、除雾区和氧化区。喷淋吸收区高度为5-15m，接触时间约为2一5s.区内设有3～6个喷淋层，每个喷琳层装有多个雾化喷嘴.交叉布置。锅炉烟气经电除尘器和引风机后，从喷淋区下部进人吸收塔，与均匀喷出的吸收浆液逆流接触。
氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风将CaSO3氧化成CaSO4，并结晶生成石膏。吸收剂浆液制备系统将所需浓度的石灰浆液送人吸收塔底部的反应槽.与塔内未反应完全的吸收液及部分石膏混合，用再循环泵送至吸收塔上部喷嘴，喷人塔内进行脱硫反应。循环的吸收剂一般在槽内停留时间为4---8min,
烟气再加热装置是使洗涤冷却后的烟气加热到80一I00C以上，再经过脱硫风机送入烟囱排入大气。加热的目的是防止烟气下沉。烟气再加热器通常有蓄热式和非蓄热式两种.蓄热式工艺利用未脱硫的热烟气加热冷烟气。统称为GGH。非蓄热式换热器通过蒸汽、天然气等重新进行加热。又分为直接加热和间接加热两种。
旁路系统的作用是在锅炉启动过程或脱硫系统出现故障时，引风机出口烟气经旁路烟道直接进入烟囱。
④石膏制备系统来自吸收塔浓度约为40一60的石膏浆，经泵进人水力旋流器浓
缩，然后通过脱水机脱水成为含水低于10的石膏粉状晶粒子，再经过皮带运输机存人石膏仓库。
⑤污水处理系统一般来说，脱硫污水的pH值为4一6,悬浮物含量为9000一
I2700mg/L,并含有汞、铜、铅、镍、锌等重金属及砷、氟等非金属。处理的方法是先向污水中加入石灰乳，将pH值调为6-7,去除部分重金属和氟化物。继续加人石灰乳、有机硫和絮凝剂，将pH值调至8一9,使重金属生成氢氧化物和硫化物沉淀。
(3)操作影响因素
①浆液的pH值浆液的pH值是影响脱硫效率的重要因素。一方面，浆液的pH值影
响吸收过程，pH值高，传质系数增高，so,的吸收速度加快;pH值低，S02的吸收速度
就下降，pH值下降到4以下时，则几乎不能吸收S02。另一方面，pH值影响石灰石/石灰的溶解度，用石灰石吸收S02时，pH值较高时，CaSO3溶解度很小，而CaSO,溶解度则变化不大，随着S02的吸收，溶液pH值降低，溶液中溶有较多的CaSa3，在石灰石粒子表面形成一层液膜，液膜内部的石灰石的溶解使pH值上升，这样石灰石粒于表面被液膜内表面析出的CaSQ3所覆盖，使粒子表面钝化，因此浆液的pH值应控制适当。一般情况下，石灰石系统控制pH值范围为5一7，石灰系统的最佳pH值为8,
②吸收温度吸收温度低，有利子吸收，但温度过低，会使H2SO4和CaCO3或
Ca(OH)2之间的反应速度降低，一般控制烟气的温度为50-60℃。
③石灰石的粒度石灰石的粒度直接影响其溶解速度，减
少石灰石粒度，可以加快其
溶解瑰度，同时增大与SO2的接触面积，有利于脱硫。一般石灰石粒度为200一300目。
④浆液浓度浆液浓度的选择应控制合适，因为过高的浆液浓度易产生堵塞、磨损和
结垢，但浆液浓度较低时，脱硫率较低且pH值不易控制。石灰浆液浓度一般为10％~
15。石灰石浆液浓度为30％。
⑤氧化方式在烟气脱硫过程中，根据不同的要求，可以采用自然氧化和强制氧化。
自然氧化是利用烟气中的残余氧将液相中的亚硫酸根和亚硫酸氢根氧化生成硫酸根，氧化率一般小于15。强制氧化是向氧化槽中鼓入空气，几乎将所有的SO3和HSO3氧化生成CaS04·2H2O该产品经处理后可以作为商业石膏出售。
⑥防止结垢脱硫系统的结构和堵塞是湿法工艺中最常见的问题。造成结垢堵塞的固
体沉积，主要以三种方式出现，即因溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积;Ca(OH):或CaCO3沉积或结晶析出;Caso3被氧化成CaSO,从溶液中结晶析出。其中后者是导致脱硫塔发生结垢的主要原因，特别是硫酸钙结垢坚硬，一旦结垢难以去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。为防止固体沉积，特别是防止CaSq的结垢，除使吸收器应满足持液量大，气液相间相对速度高，有较大的气液接触表面积，内部构件少，压力降小等条件外，还可采用控制吸收液过饱和和使用添加剂等方法。
控制吸收液过饱和的最好方法是在吸收液中加人二水硫酸钙晶种或亚硫酸钙晶种，提供足够的沉积表面，使溶解盐优先沉积在上面，减少固体物向设备表面的沉积和增长。
向吸收液中加入添加剂也是防止设备结垢的有效方法，常用的添加剂有己二酸、乙二胺四乙酸、硫酸镁、抓化钙和单质硫等。
来源：中国电力网