石灰石湿法烟气脱硫技术

我国发电用煤含硫量的统计结果。从表中可以看 到，St,ad≥1．0％的电力用煤量达53.7％， St,ad≥2.0%的电力用煤量达18.7％。因此，我国燃 煤电站SO2排放控制任务是十分艰巨的。
St,ad／％ ＜1.0 1.0～2.0 2.0～3.0 3.0～4.0 4.0～5.0 ＞5.0 占总燃煤量的
1硫氧化物的生成机理
1.1煤中硫的赋存形态
煤是一种低品位的化石能源。我国的原煤中硫分 含量较高，大部分煤的硫含量变化范围较大，从0. 2％～8％不等。煤中硫根据其赋存形态，可分为 有机硫和无机硫两大类。
有机硫是指与煤的有机结构相结合的硫，主要以 C—s键结合在煤大分子骨架中，种类较多，结构 复杂，如硫茂(噻吩)、硫醇R—SH、硫醚R—s—R、 二硫化物R—S—S—R等化合物。
平衡时气相中的组分分压称为平衡分压，溶质在 液相吸收剂(溶剂)中的浓度称为平衡溶解度，简称 溶解度。
2.2.1气体在液体中的溶解度
气体的溶解度是在每l00kg水中溶解气体的 千克数。
它与气体和溶剂的性质有关，并受温度和 压力的影响。由于组分的溶解度与该组分 在气相中的分压成正比，故溶解度也可用 组分在气相中的分压表示。
比例／％ 46.3 35 10 4.7 1.9 2.1
1.2煤燃烧过程中硫氧化物的生成机理
煤中硫分在燃烧过程中生成的产物主要有二氧化 硫(SO2)、三氧化硫(SO3)和硫酸蒸汽(HSO4)等， 统称为“硫的氧化物”，通常用SOx表示。
，当温度高于200～250℃时，即使烟气中有SO2 其转变为H2SO4蒸汽的份额也是很小的。当温度 低于200℃左右时，随温度降低，反应式
(SO3+H2O H2SO4+热量 )的反应速率显著增大。 当烟气温度低于110℃时，这一反应基本完成，即 几乎全部的SO3与水蒸气结合生成H2SO4蒸汽。
当温度进一步降低至酸露点时，H2SO4蒸 汽开始结成硫酸滴。由于H2SO4蒸汽比水 蒸气更容易凝结，因此，在开始凝结时， 低温壁面上凝结液中的H2SO4浓度很高。
当前烟气脱硫技术的发展状况
目前，国内外应用的的控制途径有三种：燃烧前脱硫、燃 烧中脱硫和燃烧后脱硫（即烟气脱硫）。其中，烟气脱硫 （FGD即Flue Gas Desulfuration）是目前世界唯一大规模 商业化应用的脱硫方式，是控制污染和酸雨的主要技术手 段。
全世界已有15个国家和地区应用了FGD装置，其设备总装 机容量相当于2-2.5亿Kw，每年去除SO21000万吨。据统计， 1992年，全球安装了FGD装置646套，其中美国占55.3%， 德国占26.4%，日本占8.6%，其余国家占9.7%。由于上述 三国大规模应用FGD装置，且成效显著，虽然近年三国电 站的装机容量不断增加，但排放总量却逐年减少。
--石膏湿法烟气脱硫技 术
环境污染的地球
SO2的危害和我国的排放现状
我国是以燃煤为主的国家，据统计，1995年 煤炭消耗量为12.8亿吨,且呈逐年递增趋势， 二氧化硫的排放量达2370万吨，超过美国 2100万吨的排放量，成为世界二氧化硫排放 第一大国。目前全国62%以上的城市浓度超 过国家环境质量二级标准，占全国面积40% 左右的地区受到大量排放引起的酸雨污染， 因此控制的污染势在必行。
学反应； (3)液相中的反应物由液相主体向相界面附近的反
应区迁移； (4)反应生成物从反应区向液相主体的迁移。
脱硫过程包括扩散、吸收和化学反应等过 程，是一个复杂的物理化学过程。脱硫效 率不仅与气液平衡有关，还与化学平衡有 关。
2.1气体扩散
气体的质量传递过程是借助于气体扩散过程 来实现的。 扩散的结果，会使气体从浓度较高的区域 转移到浓度较低的区域。 对吸收操作来说，混合气体中的气态反应 物Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ先要从气相主体扩散到气液界面，然 后才能由界面扩散到液相主体中。
2.2.2亨利定律
物理吸收时，常用亨利定律来描述气液相间的相 平衡关系。当总压不高(一般约小于5×105pa)时， 在一定温度下，当溶解达到平衡时，稀溶液上方 溶质的平衡分压与其在溶液中的浓度成正比，即
P*=Ex
式中P*——溶质在气相中的平衡分压，Pa；
x——溶质在液相中的摩尔分数；
2.2气液平衡
当混合气体可吸收组分(吸收质)与液相吸收剂接触 时，则部分吸收质向吸收剂进行质量传递(吸收过 程)，同时也发生液相中吸收质组分向气相逸出的 质量传递过程(解吸过程)。
在一定的温度和压力下，吸收过程的传质速率等 于解吸过程的传质速率时，气液两相就达到了动 态平衡，简称相平衡或平衡。
SO3向H2SO4蒸汽的转变率 r H2SO4与温度的关系
因此，露点也有所下降。但随着烟气向下游流动， 烟温逐渐降低，会继续发生凝结，不过凝结液中 的H2SO4浓度有所降低。因此，随着温度的降低， 或者说随着烟气向下游流动，凝结液中H2SO4浓 度是沿程逐渐减小的。如果H2SO4蒸汽凝结在锅 炉尾部受热面上，或者在烟道内(包括烟囱)凝结， 将引起酸腐蚀，并产生酸性尘；如果排人大气中 再凝结时，将生成硫酸雾，白烟就是这种排人大 气再凝结的硫酸雾。
烟气中的硫氧化物可引起脱硫系统尾部烟道的酸 性腐蚀，因此，防腐问题是影响脱硫系统安全运 行的至关重要的问题。
2.石灰石湿法烟气脱硫的理论基础
在石灰石湿法烟气脱硫工艺中，石灰石浆液吸收 二氧化硫是一个气液传质过程，该过程大致分为 四个阶段：
(1)气态反应物质从气相主体向气一液界面的传递； (2)气态反应物穿过气液界面进入液相，并发生化
煤中主要有机硫化合物的结构
无机硫是以无机物形态存在的硫，通常以 晶粒状态夹杂在煤中，如硫铁矿和硫酸盐 硫，其中以磺铁矿(Fes2)硫为主，又称矿物 硫，它在煤中通常呈弥散相分布。
此外，还有少量的白铁矿(FeS2)、砷磺铁矿 (FeAsS)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏 (cas04．2H~O)、绿矾(FeS04‘7H10)、方铅矿 (PbS)、闪锌矿(ZnS)等。有些煤中还含有少 量的单质硫。