石灰石对湿法脱硫效率影响的研究
浅谈石灰石对脱硫效率的影响及防范措施
浅谈石灰石对脱硫效率的影响及防范措施摘要:影响脱硫能耗的方面主要有:水、石灰石、电,而石灰石作为吸收剂的存在,其利用率方面就显得格外重要,提高石灰石利用率不仅可以减少石灰石用量,且对脱硫效率的稳定也起着相当重要的作用。
本文主要通过对石灰石利用率方面进行分析,并提供自己的看法。
关键词:石灰石;脱硫;利用率1引言世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等碱性吸收剂作洗涤剂,在吸收塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。
其工艺经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。
在中国采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程较大,随着制造工艺的进步不断完善,石灰石的利用率对脱硫效率的影响也引起了大家的重视。
2石灰石主要消耗在脱硫吸收塔内部反应中,石灰石消耗主要集中在除塔内中和反应消耗外,随石膏、废水、烟气携带几个方面,其中石灰石主要受其物料性质、反应环境及操作因素的影响,出现未能及时参与反应而产生过剩的石灰石随物料携带流失,石灰石利用率下降。
通过对物料流程的分析,需要控制以下几点才能提高石灰石利用率:2.1提高石灰石指标,改善反应速率;2.2减少抑制石灰石在吸收塔内部反应的成分;2.3严格约束随意性操作,降低对系统的干扰;2.4矿源的影响。
3相关问题分析及建议3.1提高石灰石指标,改善反应速率石灰石细度是个较为重要指标,其反映在石灰石遇水后,石灰石的细度越高,其表面积越大,与水的溶解效果也会越快,短时间内即可解决饱和状态。
在常规的区域,下部为喷淋塔内部反应区域主要有俩部分组成,一是用于喷淋捕集SO2浆液池用于吸收反应进一步完成,如氧化、结晶。
当吸收塔浆液在pH值一定的的区域在吸收塔烟气吸收区,期间的反应主要集中在情况下,主要负责捕集SO2气液接触面,在准守亨利定律的前提下,为保持气体分压持续大于液体分压,需要提高其的反应速率是必须的。
石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫效率影响因素
石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫效率影响因素石灰石石膏湿法脱硫工艺是目前应用较广泛的脱硫方法之一、它通过利用石灰石制备的石膏与废气中的二氧化硫进行反应,形成硫酸钙并固定在石膏床上,从而达到脱硫的效果。
在石灰石石膏湿法脱硫工艺中,影响脱硫效率的因素有以下几个方面:1.石灰石质量:石灰石的成分和性质对脱硫效果有直接影响。
石灰石中主要的成分是钙碳酸盐,其含量越高,脱硫效率就越高。
同时,石灰石的细度对脱硫效果也有一定的影响,细度越大,比表面积越大,与废气中的二氧化硫接触的面积也就越大,脱硫效果也会提高。
2.石膏反应和固结特性:石膏对二氧化硫的吸收和固结是实现脱硫的关键。
石膏床的形态和结构特性会影响废气中二氧化硫的吸收速率和脱硫效率。
石膏床的充实度、温度、湿度等因素都会对石膏反应和固结有一定影响,从而影响脱硫效率。
3.废气中的气体成分和浓度:废气中除了二氧化硫外,还可能含有其他酸性气体或氧化性气体。
这些气体的存在会对石灰石石膏湿法脱硫工艺的效果产生影响。
例如,废气中存在大量的氮氧化物时,会生成硝酸,从而影响脱硫的效果。
4.溶液浓度和温度:溶液的浓度和温度对脱硫效率也有重要影响。
溶液浓度的增加可以增大石膏床与二氧化硫的接触面积,从而提高脱硫效率。
此外,温度的升高也可以促进溶液中二氧化硫的溶解和反应速率,增加脱硫效果。
5.反应时间:脱硫反应的时间越长,二氧化硫与石膏的反应就越充分,脱硫效率也会提高。
因此,反应时间的控制对脱硫的效果非常重要。
需要注意的是,石灰石石膏湿法脱硫工艺并非完全可以达到100%的脱硫效果,还会有一部分二氧化硫未能被脱除。
因此,在实际应用中,还需要根据污染物排放标准和工艺要求进行合理的设计和操作,以达到所需的脱硫效果。
石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫效率影响因素
石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫效率影响因素【摘要】现阶段,我国大气治理市场不断扩大,脱硫脱硝工艺更新迭代,本文阐述石灰石/石膏湿法脱硫工艺的基本原理以及它的应用状况。
本文将以浆液PH值为基准,对影响脱硫效果的因素以及规律进行研究,并从工艺和设备方面简述如何保障湿法脱硫功效,以提升石灰石/石膏湿法脱硫工艺的脱硫效率。
一般地,影响脱硫效率因素包括有石灰石的活性、液气比、钙硫比等。
1 引言燃煤过程中会产生并排放二氧化硫(SO2)造成严重的空气污染,为实现全国SO2的消减目标,就须控制电力行业的SO2排放量。
当前我国燃煤机组广泛地运用了石灰石/石膏湿法脱硫(wet flue gas desulfurization,以下简称FGD)这种烟气脱硫工艺,FGD的流程、形式和原理在国际上都有着异曲同工之妙。
主要运用了包括有石灰石(主要成分是碳酸钙:CaCO3)、石灰(主要成分是氧化钙:CaO)或者碳酸钠(Na2CO3)等浆液作为洗涤剂,烟气通过吸收塔会发生化学反应,进而达到烟气洗涤的效果,从而使烟气中的二氧化硫(SO2)得以去除。
最早的石灰石脱硫工艺,是在1927年英国为保护高层建筑,在泰晤士河岸的电厂得以利用,至今已有87年历史。
经过不断地对技术、工艺革新完善,如今FGD具有以下优点:脱硫效率高,基本保证为90%,最高可达95%,更甚是98%;机组容量大;煤种适应性强;副产品容易回收;运营成本较低等。
本文将从影响脱硫效率的因素参数进行分析,概述其影响的原因,进而为完善FGD系统、提升脱硫效率作理论依据。
2 FGD脱硫原理这种工艺拥有极其丰富的资源作为吸收剂,能广泛地进行商业化开发,拥有成本低,可回收等优点。
当前,作为FGD工艺中应用最为广泛地方法,石灰石/石灰法对高硫煤的脱硫率能保证至少90%,而那些低硫煤则能保证95%的脱硫率。
3 脱硫效率的影响因素烟气换热器会使燃煤过程中产生的烟气降温冷却,进入吸收塔其中的HCl、HF以及灰尘等都会溶入浆液中,浆液中的水分会吸收SO2、SO3生成H2SO3,其能分解H+和HSO3-,与浆液中的CaCO3发生水反应生成二水石膏,使得浆液的PH 值发生变化。
石灰石-石膏湿法脱硫效率分析
石灰石-石膏湿法脱硫效率分析关键词:湿法脱硫脱硫工艺脱硫废水针对脱硫运行中可能造成脱硫效率低的各种原因,提出具体分析和解决办法。
1.脱硫效率低的原因和解决方法1.1吸收剂的pH值脱硫反应的基础是溶液中H+的生成,只有H+的存在才促进了Ca2+的生成,因此,吸收速率主要取决于溶液的pH值。
因此湿式脱硫工艺的应用中控制合适的pH值和保持pH值的稳定是保证脱硫效率的关键。
PH值为6.0时,二氧化硫吸收效果最佳,但此时易发生结垢,堵塞现象。
而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化,石灰石溶解度增加,但二氧化硫的吸收受到抑制,脱硫效率大幅度降低;当pH值为4.5时,二氧化硫的吸收几乎无法进行,且吸收液呈酸性,对设备也有腐蚀。
为此,除热工班组定期校验PH表计外,化验室每周定点化验吸收塔浆液PH值,供运行人员和热工人员作参考。
所以最为合适的PH 值应维持在5.4。
1.2液气比及浆液循环量液气比增大,表明气液接触机率增加,脱硫率增大。
但二氧化硫与浆液液有一个气液平衡,液气比超过一定值后,脱硫率将不再增加。
初始的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触,SO2等气体与石灰石浆液的反应并不完全,需要不断地循环反应,增加浆液的循环量,也就加大了CaCO3与SO2的接触反应机会,从而提高了脱硫效率。
若脱硫吸收塔浆液循环泵出口的部分喷嘴堵塞,喷淋效果就会较差;脱硫系统停运后,就需要通过吸收塔检查孔对吸收塔喷淋层进行喷淋检查,查看喷嘴堵塞情况是否严重;若吸收浆液循环泵内部腐蚀或磨损严重,运行压力不足,均会导致脱硫效率下降。
故每次机组停运检修时,都需安排人员对喷淋层喷嘴进行逐个检查,并根据浆液循环泵运行周期定期更换腐蚀和磨损的部件。
吸收塔浆液循环泵叶轮磨损程度很大,而吸收塔浆液循环泵叶轮的使用寿命为8000小时左右,所以吸收塔浆液循环泵叶轮应定期进行修复。
1.3烟气与吸收剂接触时间烟气自进入吸收塔后,自下而上流动,与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应,接触时间越长,反应进行得越完全。
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率摘要:目前,脱硫技术广泛应用于大型电厂,而被广泛应用的一项高效脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术。
该技术较为成熟,具有较高的稳定性和较好的效益,但在实际使用过程中,常会出现结垢、堵塞以及腐蚀等技术问题,如果不有效处理存在的问题,则脱硫效果就会大大降低。
本文分析了石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率。
关键词:石灰石-石膏湿法;脱硫技术;脱硫效率;当前时期下世界上使用最多的以及最为广泛地湿式脱硫技术就是石灰石一石膏湿法脱硫技术。
该技术之所以能够被世界广泛地应用。
主要还是在于其工艺较成熟、稳定度较高以及效益较好的原因。
而且对于各种类型的煤都可以进行很好地脱硫,据研究报道。
该技术脱硫效率高这95%以上。
然而,该技术也存在着一定的问题,如结垢、堵塞等方面的问题,这些问题严重影响了该技术的脱硫效率。
一、概述石膏脱水系统主要包括:水力旋流器、石膏浆液缓冲箱、皮带脱水机、气液分离器、真空泵、滤布冲洗泵、滤饼冲洗泵、滤液水箱、石膏仓等设备。
吸收塔内石膏浆液达到一定浓度后,由石膏排出泵排出至石膏浆液旋流站,在旋流站内实现浆液的浓缩分离,旋流站底流自流至石膏浆液缓冲箱,再到真空皮带脱水机,溢流进入滤液水箱。
含水的石膏均匀排放到真空皮带机的滤布上,依靠真空泵的吸力和重力在运转的滤布上形成石膏饼,石膏中的水分沿程被逐渐抽出,脱水石膏由运转的滤布输送到皮带机尾部,在皮带通过卸料滚子时,滤布与石膏滤饼分离,石膏在重力作用下落入石膏仓中,石膏中脱除的水分则进入滤液水箱。
在皮带机尾部,输送完石膏饼的滤布由冲洗水进行清洗,并转回到皮带机入口,开始新的脱水循环工作。
为除去石膏中的可溶性成份(特别是氯离子),在脱水机的中前部设有滤饼冲洗水,不断冲洗石膏饼,使石膏品质满足要求。
从脱水机吸来的空气经气液分离器被排入大气中。
二、石灰石-石膏湿法脱硫技术问题1.结垢以及堵塞。
当石膏最终形成产物的能力>石膏浆液的吸收能力时,石膏瞬间形成晶体,其次,晶体会在不同程度上发生沉淀,而当晶体所形成的沉淀在一定温度影响下,就会达到最高限度,这时,石膏所形成的晶体就会在悬浮液中一直存在的石膏晶体的基础上进一步生长,直到晶体的生长中心形成,其才停止继续生长。
石灰石—石膏湿法 烟气脱硫工艺影响因素
石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺的影响因素分析摘要:本文主要讲述了工业石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析,通过对石灰石—石膏法分析开辟了新运用前景。
0前言二氧化硫是主要大气污染物之一,严重影响环境,威胁人们的生活健康。
削减二氧化硫的排放量,保护大气环境质量,是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。
目前,国内外处理低浓度SO2烟气的方法有许多,钙法是采用石灰石水或石灰石乳洗涤含二氧化硫的烟气,技术成熟,生产成本低,但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。
针对传统脱硫方法存在的缺陷,本文阐述了主要钙法在处理低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺的影响因素分析,这些影响因素分析解决资源合理利用问题。
获得了良好的社会效益和经济效益。
1常用湿法烟气脱硫技术介绍1.1石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理该法是将石灰石粉磨成小于250目的细粉,配成料浆作SO2吸收剂。
在吸收塔中,烟气与石灰石浆并流而下,烟气中的SO2与石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙,在吸收塔低槽内鼓入大量空气,使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,结晶分离得副产品石膏。
因此过程主要分为吸收和氧化两个步骤:(1)SO2的吸收石灰石料降在吸收塔内生成石膏降,主要反应如下:CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2CaSO3·1/2H2O +SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)2(2)亚硫酸钙氧化由于烟气中含有O2,因此在吸收过程中会有氧化副反应发生。
在氧化过程中,主要是将吸收过程中所生成的CaSO3·1/2H2O氧化生成CaSO4·2H2O。
2CaSO3·1/2H2O+ O2+3H2O =2CaSO4·2H2O由于在吸收过程中生成了部分Ca(HSO3)2,在氧化过程中,亚硫酸氢钙也被氧化,分解出少量的SO2:Ca(HSO3)2+1/2O2+ H2O=CaSO4·2H2O+ SO2亚硫酸钙氧化时,其离子反应可表达为:CaSO3·1/2H2O+H+ Ca2++ HSO3—+1/2H2OHSO3—+1/2O2 SO42—+H+Ca2++ SO42—+2H2O CaSO4·2H2O由以上反应可见,氧化反应必须有H+存在,浆液的PH值在6以上时,反应就不能进行。
石灰石对脱硫效果的影响
石灰石对脱硫效果的影响
随着火电厂大气污染物排放标准的实施,重点区域硫化物排放标准执行50mg/Nm3,且脱硫装置的旁路挡板已基本取消完毕,对脱硫装置的性能和可靠性有了更高的要求,石灰石品质作为影响湿法烟气脱硫系统性能和可靠性的一个重要指标,腾达机械结合十多年烟气脱硫脱硝设备设计生产经验,对石灰石影响烟气脱硫效果的几个问题作出分析。
当前烟气脱硫工艺有上百种,但是真正有实用价值的工艺不过十几种。
根据脱硫反应物和脱硫产物存在的状态大致可以将脱硫工艺分为干氏、半干氏和湿氏三种。
湿氏工艺具有脱硫效果良好,运行费用低等优势。
目前主要用石灰石、生石灰或碳酸钙作为洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤最终去除烟气中的硫化物。
可以分为石灰石-石膏法脱硫与双碱法脱硫工艺。
石灰石-石膏法具有脱硫效果好,堵塞和结垢几率低,运费低且生成的副产品石膏可以再利用的优点。
而双碱法脱硫工艺则是在吸收塔之外生成硫酸钙或亚硫酸钙,因此没有结垢和堵塞的不足。
我们这里主要讲的是石灰石-石膏法脱硫工艺进行中,石灰石品质会对脱硫系统产生的影响。
石灰石品质降低对烟气脱硫效果的影响:
1.对吸收塔浆液起泡溢流特性的影响,当石灰石中CaCO3含量较低时,吸收塔浆液会产生大量泡沫,并产生溢流现象。
2.对脱硫效率及浆液PH值的影响,在吸收塔浆液发生起泡溢流时,浆液PH值会降低甚至低于控制范围低限,从而导致脱硫效率下。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究
石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究摘要:烟气脱硫是现代环保工程中关键的一环,而石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术。
本论文旨在探究影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的因素,并提出最佳解决办法。
通过研究和分析不同因素对脱硫效率的影响,可以为湿法烟气脱硫工程的设计和优化提供理论依据。
关键词:石灰石;烟气脱硫;设备改进引言:随着工业化进程的加快和能源消耗的增加,大量的烟气排放给环境带来了严重的污染问题。
其中,烟气中的二氧化硫(SO2)是主要的污染物之一,它不仅对大气环境造成危害,还对人体健康产生不良影响。
为了减少和控制烟气中的SO2排放,烟气脱硫技术成为了重要的环保措施之一。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术,其具有成本低、脱硫效率高等优点,被广泛应用于工业领域。
然而,脱硫效率受到多种因素的影响,如石灰石特性、石膏特性、烟气特性等,因此深入研究这些因素对脱硫效率的影响,寻找最佳解决办法,对于提高脱硫工艺的效率和环保效果具有重要意义。
1、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺概述1.1石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫工艺,其原理基于石灰石和石膏之间的化学反应。
主要步骤如下:一是烟气吸收。
烟气经过预处理后,进入脱硫塔,在塔内与喷射的石灰石石浆接触,烟气中的SO2被吸收到石灰石石浆中形成硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)。
二是氧化反应。
硫酸钙在脱硫塔中被氧化为石膏(CaSO4·2H2O),氧化反应主要由氧化剂催化进行。
三是分离。
石膏颗粒在脱硫塔中与石灰石石浆一起被排出,通过分离装置将石膏颗粒从石灰石石浆中分离出来,形成脱硫石膏。
四是石膏处理。
脱硫石膏进一步处理,经过脱水、干燥等工艺,得到可回收的石膏产品。
1.2工艺流程石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的基本流程如下:一是烟气预处理。
烟气经过除尘装置进行粉尘和颗粒物的去除,确保脱硫系统的稳定运行。
石灰石—石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨
4脱硫系统的结垢堵塞与解决办法
4.1结垢堵塞机理
①石膏终产物浓度超过了浆液的吸收极限石膏就会以晶体的形式开始沉积肖相对饱和浓度达到一定值时石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长肖饱和度达到更高值时就会形成晶核同时晶体也会在其它各种物体表面上生长导致吸收塔内壁结垢。
②在系统的氧化程度低下基至无氧化发生的条件下可生成一种反应物为Ca(503)08(504)021/ZHZO称为CSS一软垢使系统发生结垢甚至堵塞。
2石灰石—石膏湿法脱硫中常见的问题
2.1系统的结垢和堵塞石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统的结垢和堵塞是一个非常复杂的问题,而严重的结垢将会导致压损增大和设备的堵塞,是造成设备故障的主要原因之一,结垢的主要类型包括湿干结垢和结晶结垢,在吸收塔烟气入口与第一层喷嘴之间及最后一层喷嘴与烟气出口之间,由于浆液中含有飞灰及其他物质,因黏度较大而产生附壁沉积,容易形成湿干结垢,采用及时冲洗能较好地控制这种结垢及所引起的堵塞现象,为了避免硬垢或软垢的生成,就应保持一个合适的pH值。一般将pH控制在5~6之间就能较好地避免堵塞,脱硫运行前应向液相注入足够的晶种以利于石膏结晶,防止结垢。
3.4石灰石粒度与纯度为了保证反应高效、彻底地进行,应该控制石灰石颗粒大小,使其达到较细状态,提高其吸收速率,细度为:90%以上的石灰石可以流经325目筛,纯度也要达到90%以上。
石灰石/石膏湿法脱硫效率影响因素的研究
石灰石/石膏湿法脱硫效率影响因素的研究火力发电是我国的重要电力生产方式,燃煤过程中会产生大量二氧化硫,对空气造成污染。
与其他方式相比,石灰石/石膏湿法脱硫技术操作便捷度较高,且可靠性强,因此得到广泛运用。
文章结合实际情况从液气比、石灰石浆液质量及pH值、氧量等多个角度对影响脱硫效率的因素展开分析,以期为推动脱硫技术进一步发展提供理论支撑。
标签:脱硫效率;pH值;石灰石浆液;相关措施前言:石灰石/石膏湿法脱硫技术在火力发电领域中的应用较为广泛。
与其他脱硫技术相比,石灰石石膏湿法脱硫技术具备较高的可靠性和成熟度,对燃煤种类没有严格要求,能够适应机组负荷变化情况且脱硫效率较高。
石灰石/石膏湿法脱硫技术将石灰石浆液作为吸收剂,使用成本较低。
石灰石浆液与吸收塔内的SO2发生产生一系列复杂的化学及物理反应,最终生成石膏。
一、液气比(L /G)對脱硫效率的影响在能够影响脱硫效率的多种因素中,液气比(L/G)占据重要地位。
液气比(L/G)反应出单位体积的烟气量与喷淋浆液量的比值,代表单位体积烟气量所需要的碱性浆液量。
脱硫过程中,液气比(L / G)数值越大,代表单位体积烟气量与碱性浆液接触面积越大,各类复杂的物理及化学反应更为充分。
当前,脱硫过程中主要通过提升液气比进行脱硫效率的增加。
应当明确的是,脱硫过程中烟气量与喷淋浆液的吸收存在饱和平衡状态,当液气比(L/G)达到这一饱和数值时,脱硫效率最高,当液气比(L/G)超过平衡状态,脱硫率无法继续增加。
这一过程中,浆液循环泵的投运数量直接决定喷淋浆液的数量,当烟气量确定时,为提高液气比(L/G),需要增加更多數量的浆液循环泵,而当液气比(L/G)达到饱和数值时,投运更多的浆液循环泵不仅无法提高脱硫效率,还会提升运行成本,对浆液循环泵造成不必要的磨损,如出口管道、喷嘴、内部叶轮、衬板等,导致设备效果变差。
实际状况下,对浆液循环泵实施检查维护时,衬板及内部叶轮都存在不同程度的磨损,设备出口管道喷嘴断裂及堵塞等状况出现次数较多。
湿法脱硫中石灰石溶解特性的实验研究
摘 要 : 灰 石 的 溶 解 特 性 对 湿 法 烟 气 脱硫 工 艺 具 有 十 分 重要 意 义 。 本 文 采 用 变 p 值 的 方 法 考 察 了不 同钙 石 H
硫 比 ( a S 以及 飞灰 添加 量 对石 灰 石 溶 解特 性 的 影 响 , 就 其 影 响 结 果及 其 影 响 机 理 进 行 了理 论 分 析 。 实 C/ ) 并 验 结果 表 明 , 液 的 p 值 随 着 石 灰 石 的 加 入 而 逐 渐 升 高 , 在 较 短 反 应 时 间 内石 灰 石 转 化 率 就 达 到 9 % 以 溶 H 且 8 上 , 少量 飞 灰 的 存 在 则 对 石 灰 石 溶 解 有 一 定 促 进 作 用 。石 灰 石 的 溶 解速 度 和反 应 初 期 转 化 率 均 随 着 C / a S及 飞灰 添加 量 的增 加 而提 高 , 当 C / 但 a S比较 高 时 , 对 石 灰 石 的 溶 解 速 度 和 反 应初 期 转 化 率 的 影 响 不 大 。 其 关 键 词 : 法 烟 气 脱硫 ; 灰 石 ; 解 ; 灰 湿 石 溶 飞 中 图分 类号 : M6 1 8 T 2 . 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 39 7 ( 0 2 0 — 0 —4 1 0 —1 1 2 1 ) 20 1 0 0
f e H a u . he e p rme tl r s l n i a e t a h p v l e o o u i n i c e s s a a u t o i so e i d p v l e T x e i n a e u t i d c t h t t e H au f s l to n r a e s mo n f lme tn x s r ie T e c n e so flme t n a e c e o 9 a s d. h o v r i n o i so e h s r a h d t 8% a h h re e c i n tme Mo e v r a s l a u t o y tt e s o t rr a to i . r o e , mal mo n ff l
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨石灰石-石膏湿法脱硫系统在我国火力发电厂得到广泛应用。
近年来,随着国家环保要求的不断提高,烟气污染物是否达标将直接影响到电厂的经济效益,各发电企业越来越重视烟气脱硫设备设施建设。
但是,石灰石-石膏湿法脱硫系统在运行过程中不可避免地出现各种问题,导致脱硫效率下降,严重时直接导致机组降负荷运行,造成巨大经济损失。
湿法脱硫;脱硫效率;运行分析;运行调整引言石灰石一石膏湿法脱硫是目前世界上应用最广泛的一种湿法脱硫技术。
这种技术在世界范围内得到广泛应用。
主要原因是工艺成熟,稳定性好,效益好。
根据研究报告,对各种类型的煤都有良好的脱硫效果。
该工艺脱硫效率高达95%以上。
但该工艺存在结垢、堵塞等问题,严重影响脱硫效率。
1 石灰石浆液品质及PH值对脱硫效率的影响除液气比外,石灰石浆液的质量也是影响脱硫效率的重要因素。
石灰石浆液是石灰-石膏湿法脱硫工艺中的吸收剂,其含碳量直接影响脱硫过程中吸收剂的利用率。
CaCO3含量越高,吸收剂利用率越高。
除CaCO3含量外,石灰石粉还含有杂质,这些杂质可与F-反应生成复杂的化合物,如Al和Mg。
复杂化合物的浓度会抑制石灰石的溶解速度,从而降低石灰石浆液的反应性,影响吸附剂的利用率。
另外,石灰石粉粒径越大,吸收液与烟气的接触面积越小,接触时间越短,脱硫效率越低。
粒径越小,吸收液与烟气的接触面积越大,物理化学反应时间越充分,分离效率越高。
因此,应尽可能减小石灰石的粒径。
但是研磨石灰石也会产生成本。
一般石灰石粉的粒度要达到325目筛标准的90%以上。
在石灰石-石膏湿法脱硫过程中,石灰石浆液与烟气中的SO2发生化学反应的充分程度决定了脱硫效率。
当pH值达到一定程度时,脱硫效率会下降,说明pH值越高越好。
主要原因是pH值过高会阻碍钙的沉淀,从而抑制石膏的生成,从而降低脱硫效率。
一般pH值大于5.8,脱硫效率会下降。
此时石灰石利用率降低,石膏生产过程受阻,石膏质量下降。
【分析】湿法烟气脱硫技术脱硫效率影响因素分析
【关键字】分析湿法烟气脱硫技术脱硫效率影响因素分析王光凯(株洲华银火力发电有限公司,湖南,株洲412000)摘要对湿法烟气脱硫工艺中影响石灰石湿法烟气脱硫效率的关键参数进行了分析,对脱硫系统的设计和运行实践具有一定的指导意义。
Abstract: The influences of the premier parameters on the SO2 removal efficiency in the wet flue gas desulphurization (WFGD) are analyzed, which may be useful for the design and operation of FGD system.关键词:烟气脱硫脱硫效率关键参数Key Words: flue gas desulphurization, SO2 removal efficiency, key parameters.在各种烟气脱硫工艺中,湿法烟气脱硫(Flue Gas Desulphurization,简称FGD)工艺已有几十年的发展历史,技术上日臻完善。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫是利用石灰石浆液来吸收烟气中的二氧化硫,反应后生成亚硫酸钙(硫酸钙),净化后的烟气可以达到排放标准。
该法具有脱硫效率高,吸收剂来源丰富,价格低廉,副产品可回收利用等特点,从而得到了广泛应用,是目前世界上燃煤电厂烟气脱硫应用最广泛的方法[1]。
对于湿法FGD工艺原理及设备的介绍见诸于多篇文献,在此不再鏖述。
本文重点分析电力生产中九种不同重要指标对湿法烟气脱硫的影响,探讨实际应用中关键参数的最佳取值。
1.湿法烟气脱硫的主要影响因素1.1 烟气温度在实际运行中,由于锅炉机组负荷变化比较频繁。
FGD系统的进口烟温也随之波动,对脱硫效率有一定的影响。
根据SO2吸收的气液平衡可知,进入吸收塔的烟气温度越低,越有好处SO2溶于浆液,形成HSO。
所以高温的原烟气先经过GGH(烟气再热器)降温后再进入吸收塔有好处SO2的吸收。
石灰石—石膏湿法脱硫反应原理及效率的影响因素分析
石灰石—石膏湿法脱硫反应原理及效率的影响因素分析摘要:本文通过对我公司石灰石-石膏湿法脱硫运行分析,发现影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的部分原因,通过此平台,与相关人员进行学习讨论。
关键词:石灰石—石膏湿法脱硫;原理;影响因素石灰石-石膏湿法脱硫技术的发展已逐渐成熟。
石灰石-石膏湿法脱硫技术主要是运用石灰石浆液作为吸收剂,与烟气中的SO2进行一系列的化学反应,达到净化气体,保护环境的目的。
1.反应原理。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺的主要反应场所是吸收塔。
在此工艺中,送入吸收塔的吸收剂-石灰石浆液与烟气接触混合,烟气中的SO2与吸收剂浆液中的CaCO3以及鼓入的空气中的O2发生化学反应,生成CaSO4•2H2O即石膏;脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴,烟气再热器加热升温后,经烟囱排入大气。
1.1吸收反应的机理。
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下:SO2+H2O→H2SO3(溶解);H2SO3→H++HSO3-(电离)吸收反应是传质和吸收的过程,水吸收SO2属于中等溶解度的气体组分的吸收,根据双膜理论,传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制。
1.2 氧化反应的机理。
部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其他的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:HSO3-+1/2O2→HSO4-;HSO4-→H++HSO42-氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应使液相连续、气相离散。
水吸收O2属于难溶解度的气体组分的吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的控制。
1.3中和反应的机理。
吸收剂浆液被引入吸收塔内中和H+,使吸收塔保持一定PH值。
中和后的浆液在塔内再循环。
中和反应如下:Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4•2H2O+ CO2↑;2H++CO32-→H2O+CO2↑中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石灰石较难溶,因此本环节的关键是增加石灰石的溶解度,反应生成的石膏应尽快结晶,以降低石膏过饱和度。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的影响因素与分析
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
石灰石 一石膏湿法烟气脱硫效率的 影响 因素与分析
任 志 华 沈炳 耘 王苏 琛 ( 内蒙古 工业大 学 能 源与 动 力工程 学 院 , 内蒙 古 呼和 浩特 0 1 0 0 5 1 )
效率 , 建议 p H值 取 5 . 5左右 , 在 保 证 一 定 的脱 硫 效 率 的前 提 下 可 以尽 量采 用较 小 的 液 气 比 。
【 关键词 】 脱硫效率 ; 脱硫塔 ; 液 气比
当烟气 s 0 浓度较低 , 由于吸收塔 出口的烟气 s 0 浓度不会低于 其平 衡浓度 , 脱硫效率不会很 高。当烟气 S O : 浓度逐渐升高 , s 0 通过 燃煤过程 中的二氧化硫排放造成严重的大气污染 . 控制 电力行业 浆液表面向液滴 内部扩散 , 反应速度加快 , 脱硫效率提高。若烟气 s 0 二氧化硫排放是实现全国二氧化硫削减 目标的关键。近两年 , 国家采 浓度继续增大 . 受浆液吸收能力的限制 . 脱硫效率将会 下降。 取一系列措施 , 大力 推进火 电厂 烟气脱硫工程建设 , 取得 了举世瞩 目 从图 1 可 以看 出 . 在3 3 5 0 — 3 9 5 0 mg / Nm 3 范围 内. 随着 S 0 浓度增
溶解 : C a C O 3 ( s ) + H _ + C a H C O 3 一
中和 : H C O 3 _ + H + c O 2 ( g ) + H2 0 氧化 : H S 0 3 - + 1 / 2 0 2 - - + S O3 a - + H
SO3 2 - +1 / 2 02 - - + S 04 2 -
影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素探讨
行 3年多 ,脱硫 系统 的总体性 能 比较稳 定 ,基本 达到设 计要 求 。
低 ,虽然 利 于 石 灰 石 的溶 解 ,但 是 S : O
的吸 收速度 下降 ,当 p H值 下 降 到 4时 ,几乎 不
( 青海华 电大通发电有限公司 , 青海 大通 80 0 ) 110
摘
要: 石灰石 一 石膏湿法脱硫在大型火力发 电机组得到广泛应用 , 脱硫效率 是评价脱硫系统运行情况的重
要指标 。文章根据青海华 电大通发电有限公 司脱硫系统在实际运行 中影响脱硫效率的原 因进行 了分析 , 为提
高脱硫效率提供一定参 考。
率 提高 ,但不 利 于石灰 石 的溶解 ,不仅 增大 了脱 硫成 本 ,而且 导致 系统 设备 结垢 严重 ;反之 ,进 入 吸收塔 的石 灰石 浆液 量减 小 ,吸收塔 内循 环浆
建 、扩建 或改 建 的大 型 燃 煤 电厂 得 到 广 泛 应 用 , 其 中石 灰石 一石膏湿 法脱硫 是应 用最 多 的高效 脱
关键词 :湿法脱硫 ; 脱硫运行 ; 脱硫 效率
中 图分 类 号 :X 0 . 7 13 文 献标 识 码 :B 文 章 编 号 :10 06—89 (00)2— 0 6— 2 18 2 1 O 0 1 0
Fa t r o e W h c fe t Ef c e c fLi e t n — y s m c o s Pr b i h Af c f i n y o m s o e— g p u i
第 2 第 2期 9卷 21 0 0年 6月
青 海 电 力 Q N HA L C R C P WE I G I E T I O R E
石灰石-石膏湿法脱硫控制策略优化研究
当增压 风 机液压 油泵 均 停止 时 ,手操 器强制 切 手动 ,并保持 原开度指 令不变化 。
一
S2 O 吸收系统 、吸收 剂制 备和 供应 系统 、脱硫 石 膏处 理 系 统、废 水系统 5 部分 。 个
2 2 湿法脱 硫工 艺流 程 .
锅 炉烟气 从 电除尘 出来 后通过 增压风 机 (U ) B F 进 入 换热 器 ( G ) G H ,被 冷 却后 进入 吸 收塔 ( B ) AS, 上 升 的烟 气与 沿 喷 雾塔 下 落 的循环 石 灰石浆 液 相混 合 ,浆液 中 的部 分水 分被 蒸发 掉 ,烟气 进一 步冷却 。 烟 气经循 环石 灰石稀 浆 的洗涤 后 , 中的 S 2 入水 其 0溶 溶 液 ,并被 其 中的碱 性物质 中和 ,从 而使烟 气 中 9 % 5
甘
肃
电 力
技
术
2 7
石 灰 石 一石 膏湿 法 脱 硫 控 制 策 略优 化 研 究
张 顺 葛智平 钱 康 陈 琳 李 强 王长义 王建伟 胡 伟
( 甘肃 电力科学研究院 甘肃省兰州市 70 5 ) 3 00 【 摘 要】 目前我 国实用的脱硫技术主要有湿法、半干法、干法等。本文对兰铝 自 备电厂 的石灰石 一石 膏 湿法脱 硫技 术选 型 及 工 艺流程 进 行 了阐述 ,对 烟 气脱硫 系统 中各 个重要 控 制 系统 的控 制策略 进行 了分析 研
2 脱 硫 技 术 选 型 及 湿 法 工 艺 概 述
2 1 脱硫 技 术选 型 .
目前 我 国 实用 的 脱硫 技 术 主 要 有 湿 式 石 灰 石 一 石 膏法 ( 法) 湿 ,喷雾 干燥 脱 硫 法 ( 半干 法 ) ,炉 内喷
石灰石-石膏湿法脱硫系统性能下降原因分析及防范措施
石灰石-石膏湿法脱硫系统性能下降原因分析及防范措施摘要:石灰石-石膏湿法脱硫系统是以石灰石为吸收剂,在吸收塔内与烟气进行气液传质过程,从而脱除烟气中的SO2、HF、HCl及少部分SO3,并经强制氧化,生成二水硫酸钙(即石膏)的工艺系统。
在脱硫系统中,SO2的吸收、碳酸钙的溶解、亚硫酸钙的氧化及石膏的结晶与长大受设备状况、浆液中各物质含量的相互作用影响,使得化学反应过程变得复杂。
本文通过对采用空塔喷淋、管式氧化及射流搅拌的湿法脱硫工艺进行研究分析,分别从浆液品质及设备状况分析影响脱硫系统性能下降的原因并提出防范措施,作为日常脱硫系统运行、检修的参考依据。
关键词:石灰石-石膏湿法脱硫;空塔喷淋;脱硫性能1石灰石-石膏湿法脱硫工艺概述锅炉尾部烟气进入电除尘器大部分飞灰被捕集下来,经过气力输送系统送至灰库。
经过静电除尘器的烟气进入吸收塔,吸收塔采用单回路喷淋塔设计,吸收区设置五层喷淋,烟气与来自上部喷淋层的石灰石浆液逆流接触,进行脱硫吸收反应,去除烟气中的SO2,同时烟气中的HCl、HF和部分SO3也与浆液中的石灰石反应而被吸收。
在吸收塔顶部设有一级管式和三级屋脊式除雾器,除去出口烟气中的雾滴后通过净烟气烟道进入烟囱,排放至大气。
生成石膏的过程中采取强制氧化技术,设置氧化风机将浆液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-。
在吸收塔浆液池内设有射流搅拌装置,以保证混合均匀,防止浆液沉淀。
氧化后生成的石膏通过石膏排出泵进入石膏脱水系统。
2影响湿法脱硫系统性能下降的因素分析2.1浆液品质影响(1)石灰石质量差,碳酸钙活性低。
石灰石纯度低,活性差,使得脱硫系统同钙硫比工况下脱硫效率下降。
且石灰石中的杂质含量会阻碍石灰石的消溶,尤其碳酸镁过高时,因镁离子较钙离子活性强,其生成的MgSO3将抑制碳酸钙与SO2的反应,可能造成浆液Mg2+中毒。
(2)氧化不足,浆液中亚硫酸钙过量造成石灰石封闭。
由于浆液中的亚硫酸钙颗粒较小,粘性较大,过量的亚硫酸钙会附着在石灰石颗粒的表面,抑制石灰石溶解,也称“亚硫酸钙致盲”,同时阻碍了石膏结晶生长,直接造成浆液pH值下降,脱硫效率降低,石膏含水量增大,甚至石膏脱水成泥浆状。
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石灰石对湿法脱硫效率影响的研究
赵青涛、蒋兟、苏元元
摘要:石灰石作为石灰石-石膏湿法脱硫的吸收剂,对烟气脱硫的过程和效率起着最为直接的影响,本文通过对石灰石的成分、粒径、微观结构、操作条件等研究,提出选用优质石灰石以优化脱硫操作,借鉴国内外石灰石活性判别标准,结合生产实际优化系统性能,建立石灰石样品数据库,为实际烟气治理过程中提升石灰石活性以及提高脱硫效率提供依据和指导。
关键词:石灰石、湿法脱硫、活性
引言
湿法脱硫通常将石灰石破碎磨细成粉状,与水混合搅拌制成吸收浆液,在吸收塔内吸收浆液与烟气充分接触,烟气中的二氧化硫被浆液吸收并经鼓入的空气氧化,最终生成石膏可用于生产建材产品和水泥缓凝剂[1]。
由于石灰石资源丰富、价廉易得,石灰石-石膏法烟气脱硫工艺是当今燃煤锅炉应用最为广泛的湿式烟气脱硫技术[2]。
使用单位在生产运行过程中往往缺乏对石灰石的活性的了解,导致无法调整至最佳的脱硫效率。
1成分
钙法脱硫剂中主要有效成分是CaCO3,通常要求脱硫剂内CaCO3的含量应大于90%。
常见的石灰石矿有方解石、白云石、大理石等。
方解石中CaCO3含量较高,相对活性较大,较为适宜。
白云石(MgCO3·CaCO3)中杂质较多,大大降低石灰石的溶解,通常其溶解速度比方解石低3~10倍[3]。
当脱硫剂中MgCO3含量过高时,容易产生大量可溶的MgSO4,减少SO2气相扩散的化学反应推动力,将严重影响脱硫活性。
笔者建议脱硫剂中MgCO3的含量不可超过5%。
脱硫剂中的可溶性铝极易与浆液中的氟离子极易形成AlFx络合物,包覆在石灰石颗粒表面的周围,造成活性的降低,在实际生产运行中会出现即使加入过量的石灰石浆液,pH值依然呈下降趋势的现象,浆液大量起沫,脱硫剂中铝含量越低越好,以保证浆液中的Al3+浓度小于10mg/L。
可溶性铁也具有类似的“包覆”效应,尹连庆[4]认为氧化铁本身具有团聚的现象,少量氧化铁的存在对脱硫
影响不大,但其含量高于5%时,对石灰石活性降低明显。
由于可溶性的铝和铁无法在水力旋流器中分离,易于在浆液中富积,造成更为严重的影响。
顺便一提的是烟气中也常常携带Al2O3和Fe2O3等粉尘颗粒,将提高浆液黏度,大大增强泡沫的稳定性,因此烟气在进塔之前应先除尘效果良好[5]。
酸惰性物的存在同样会降低石灰石反应活性,并且由于二氧化硅等硬度较高,易于磨损设备,且会降低石膏纯度。
其在脱硫剂中的比例建议不可超过6%[6]。
2粒径
石灰石颗粒粒径越小,石灰石的溶解率越高,同时质量比表面积也越大,脱硫反应速度越快,脱硫效率也越高。
高晓燕[7]经过试验证明,同样在45℃的条件下,pH=5.0时,相同的时间内,300目的石灰石粉末溶解率要比200目的石灰石粉末溶解率高30%;pH=5.5时,则高25%。
美国对于湿法脱硫所用的石灰石细度要求是90%~95%通过325目的筛网[8],伴随着我国火电行业烟气治理超低排放要求的提出,为实现较高的脱硫转化率,建议石灰石的细度也应在325目。
对于那些无法直接采购成品石灰石粉,需要自行利用球磨机将碎块研磨成粉的企业,石灰石的可磨性指数(BWI)则成为石灰石采购需要考虑的一个重要因素。
同样的研磨系统,BWI值越小,越易研磨,不仅球磨机出口石灰石颗粒越细而且能耗也越低。
BWI主要取决于石灰石晶体结构和石灰石的组成,石灰石中含水量和游离硅含量都会对指数产生影响。
通常BWI<10时,易磨性好;BWI 在10~12时,易磨性较好(中等);BWI在12~14时,易磨性较差,当BWI>14时,易磨性很差。
一般石灰石的可磨性指数的典型范围为4~14,BWI值与所研磨所需消耗的电能成正比例关系,为降低能耗,确保脱硫效率,通常要求BWI ≤11。
3微观结构
从晶相角度来看,脱硫剂的活性与石灰石的结晶程度有关,以方解石为例,方解石结晶程度越低,晶格结构越疏松,越有利于石灰石的溶解,从而有利于提高活性。
石灰石的微观结构可以利用X射线衍射(XRD)检测说明。
方解石主衍射峰半峰宽宽化越严重,说明方解石的结晶程度越低,晶粒越小,越有利于石
灰石的溶解[9],反之若衍射峰越尖锐,则晶粒越大,活性越低。
4操作条件
4.1氯离子影响
浆液中Cl-浓度对石灰石的消溶有明显的抑制作用[10]。
当浆液中有Cl-时,将增大浆液的离子强度,生成大量的CaCl2,由于同离子效应,将抑制CaCO3的溶解,又因为由于溶液黏度的增大,液膜中离子扩散变慢,致使液膜中含有较高浓度的SO32-,降低了SO2由气相至液膜的传质推动力,影响SO2的吸收。
在我国近年建成的湿法石灰石系统中一般规定Cl-浓度的设计值不超过20g/L,实际运行浓度建议不要超过15g/L。
吸收塔可通过加强脱硫废水的排放,确保Cl-浓度控制在稳定范围内,此外,酸性条件下,高浓度Cl-的存在会造成脱硫设备强烈的腐蚀效应。
4.2pH值的影响
浆液中的pH值对石灰石的溶解起到至关重要的影响,当pH值从4.5升高到6.5时,石灰石的溶解速度急剧降低,较低的pH值有利于石灰石的溶解,但过低的pH值却不利于浆液对酸性气体SO2的吸收,从而最终对脱硫效率造成不利的影响。
因此,在操作过程中调节pH值应充分平衡石灰石溶解和SO2吸收这两者间的关系,通过定量准确的投加石灰石粉,以保证吸收塔内的浆液pH控制在5.4~5.6之间,虽然部分抑制了脱硫剂的活性,但总体脱硫效率最高。
4.3温度和搅拌的影响
依据化学反应动力学原理,温度升高,分子运动加强,化学反应速度提高,石灰石浆液温度升高时,石灰石的溶解率也随之提高,同样,当搅拌强度增加,石灰石浆液的固液接触也更加充分,更有利于脱硫效率。
由于浆液温度可调空间较小,GT Rochelle[11]也认为搅拌对活性的提升效果远不如pH影响大,因此这两个因素为次要因素。
5检测方法
目前国内针对石灰石活性的测试,一般采用传统的盐酸消溶法,该方法相对简单,可作为日常生产测试使用,如果需要对石灰石活性深入分析,可依据标准《石灰石及白云石化学分析方法第8部分:灼烧减量测定重量法》(GB/T 3286.8-2014)以及《烟气湿法脱硫用石灰石反应速率的测定》(DL/T 943-2015)
要求,对石灰石的组分含量、活性以及邦德可磨性指数进行分析测定。
6结语
1.石灰石组分对湿法脱硫活性的影响最为直接,湿法烟气脱硫厂家在采购石灰石过程中应避免采购不易溶解的白云石,并且应着重关注碳酸钙纯度以及镁、铝、铁、酸惰性物质等的含量,从源头保障脱硫效率。
2.我国的石灰石资源丰富,选择面相对较多,针对部分脱硫效率较低的湿法烟气脱硫系统建议首先应对石灰石来源和品质做进一步的选择和测定,其次优化脱硫的操作环境,充分发挥出优质石灰石的脱硫活性,实现节能减排的目的。
3.充分借鉴国内外石灰石活性的判别标准,同时结合具体生产实际,确定适合自身的最佳运行参数,保证系统性能的最优化。
4.我国石灰石石膏湿法脱硫应用极为广泛,设计和科研单位应广泛收集国内典型的石灰石样品进行活性研究,建立出石灰石样品数据库,为我国湿法烟气脱硫的设计和运行调试提供重要的技术依据。
参考文献
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