石灰石石膏湿法脱硫原理
湿法脱硫原理
石灰石-石膏湿法脱硫原理分析烟气脱硫发生在吸收塔吸收区内,装液有循环泵抽出,经喷淋层喷嘴雾化喷出,细小的聚液液滴充满整个吸收塔吸收区域,与逆流而上的烟气接触发生传质和化学吸收反应,脱除SO2.整个吸收过程可以假设由两部分组成,一是气态的SO2溶解在装液中的传质过程;而是溶解的SO2在浆液中所发生的化学吸收过程。
(1)气液相间传质过程系数塔内气液相间的传质过程可用Whitman(1923)提出的双模理论来描述。
该理论假设当气液两相接触时,在气体和液体之间存在稳定的相界面,相界面两侧各存在很薄的气模和液膜。
气体一份子括但形势从气相主体穿过气模和液膜进入液相主体,在相界面气液两相平衡,且遵循亨利定律;在两膜层以外的中心区,流体勋在充分的湍流,分子浓度均匀。
(2)化学吸收反应过程1)SO2水解烟气中的SO2通过喷淋液相后,首先与浆液发生水解反应,反应的方程式:O2+H2O→H+ + HSO3-HSO3-→H+ + SO32-SO2的水解使得液相中的SO2分子减少,破坏了气液相间的分子平衡,以推动S02分子气相主体输送到液相主体,而从上面的方程式S02的水解和H2SO3的电离均是可逆过程,只消耗掉反应生成物,才能推动反应不断的进行,从而不断断的吸收气相中的S02分子,以到烟气脱的目的。
2)氧化反应SO2水解后,脱硫浆液中会存在大量的HSO3-,由于其具有强还原性,在吸收塔浆液区,易于氧化风机以及烟气中带来的溶解氧反应,氧化反应过程为:HSO3-+O2=HSO4-HSO4-=H++SO42-氧化反应将HSO3-氧化为SO42-,减少了水解反应的生成物,促进水解反应的进行和气态SO2的吸收,而且将化学特性较不稳定的SO32-氧化成为特性较稳定的SO42-,为下部与CaCO3的结晶反应提供了基础。
3)石膏结晶在氧化反应阶段后,浆液中存在的SO42-与浆液的Ca2+离子反应生成难溶于水的二水硫酸钙(石膏),这些石膏会被石膏排出泵送出脱硫塔,降低脱硫塔内石膏的浓度,这使得石膏结晶的反应能够源源不断的进行下去。
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。
基本工艺过程在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO2)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。
基本工艺过程为:(1)气态SO2与吸收浆液混合、溶解(2) SO2进行反应生成亚硫根(3)亚硫根氧化生成硫酸根(4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐(5)硫酸盐从吸收剂中分离用石灰石作吸收剂时,SO2在吸收塔中转化,其反应简式式如下: CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2在此,含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷入到烟气中。
石灰石石膏湿法脱硫化学反应原理
石灰石石膏湿法脱硫化学反应原理
石灰石石膏湿法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,其原理主要包括以下几个步骤:
1. 石膏浆液的制备:将石灰石(CaCO3)与水反应生成石灰石浆液,同时加入一定量的氧化剂如空气,将部分CaCO3氧化
成氧化钙(CaO),形成钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)。
2. 脱硫反应:将石膏浆液与含有二氧化硫(SO2)的烟气接触,二氧化硫会与钙离子和氢氧根离子发生反应,生成固态的硫酸钙(CaSO4·2H2O)。
反应方程式如下:
Ca2+ + SO2 + 2H2O → CaSO4·2H2O
3. 生成石膏:反应产生的硫酸钙会以颗粒状悬浮在石膏浆液中,形成石膏。
4. 脱水:通过脱水设备,将石膏浆液中的水分去除,使石膏凝固成固体。
整个过程中,石膏浆液充当了吸收剂的角色,能够吸收并固定烟气中的二氧化硫,从而实现脱硫的目的。
生成的石膏可以作为工业原料或用于土壤改良等方面的应用。
热电厂脱硫的详细介绍
热电厂多是以燃烧煤作为发电的能源,煤中含有硫,燃烧出二氧化硫,会污染空气产生酸雨,所以常用的脱硫方法是石灰石—石膏湿法脱硫。
石灰石被磨碎,制成石灰石浆液,石灰石浆液与烟气中的二氧化硫反应生成石膏,这个过程就脱除了二氧化硫,接下来就为大家详细的讲解一下,希望对大家有所帮助。
1、脱硫原理。
石灰石—石膏湿法脱硫技术是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。
经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量减小,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。
由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率高。
2、技术和经济性。
石灰石—石膏法脱硫工艺流程简单、技术先进又可靠,脱硫效率高以上,是
目前国内外烟气脱硫应用广泛的脱硫工艺。
但是系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
3、适用范围。
单塔处理脱硫量大,适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫,对锅炉的适应性强,一般在大型电厂或大功率锅炉使用。
正如上文所介绍的,使用石灰石—石膏湿法脱硫技术更加适合大型电厂等废弃排放量大的惬意,而且脱硫原料石灰石的价格也很便宜。
浙江钙科机械设备有限公司,于2014年三月注册成立,注册资金4500万元。
本公司与合肥水泥设计院合作,致力于石灰生产工艺研究,以改革目前我国石灰生产工艺为研究目标,为配套企业提供石灰原料。
四种脱硫方法工艺简介
一、石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺一)、工作原理石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,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从而被脱除,最终反应产物为石膏。
二)、反应过程1、吸收SO2+ H2O—>H2SO3SO3+ H2O—>H2SO42、中和CaCO3+ H2SO3—>CaSO3+CO2+ H2OCaCO3+ H2SO4—>CaSO4+CO2+ H2OCaCO3+2HCl—>CaCl2+CO2+ H2OCaCO3+2HF—>CaF2+CO2+ H2O3、氧化2CaSO3+O2—>2 CaSO44、结晶CaSO4+ 2H2O—>CaSO4·2H2O三)、系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统(工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等)、电气控制系统等几部分组成。
四)、工艺流程锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>吸收塔—>烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔,吸收塔为逆流喷淋空塔结构,集吸收、氧化功能于一体,上部为吸收区,下部为氧化区,经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。
系统一般装3-5台浆液循环泵,每台循环泵对应一层雾化喷淋层。
当只有一台机组运行时或负荷较小时,可以停运1-2层喷淋层,此时系统仍保持较高的液气比,从而可达到所需的脱硫效果。
吸收区上部装二级除雾器,除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。
吸收SO2后的浆液进入循环氧化区,在循环氧化区中,亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。
同时,由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液,用于补充被消耗掉的石灰石,使吸收浆液保持一定的pH值。
电厂脱硫培训—石灰石及石膏湿法FGD原理和主要参数
电厂脱硫培训一石灰石/石膏湿法FGD原理和主要参对于一般的湿法脱硫技术喷淋塔而言,吸收液通过喷嘴雾化喷入脱硫塔,分散成细小的液滴并覆盖脱硫塔的整个断面。
这些液滴与塔内烟气逆流接触,发生传质与吸收反应,烟气中的SO2、SOs及HC1、HF被吸收。
S02吸收产物的氧化和中和反应在脱硫塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持吸收液恒定的PH值并减少石灰石耗量,石灰石被连续加入脱硫塔,同时脱硫塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和脱硫塔循环泵不停地搅动,以加快石灰石在浆液中的均布和溶解第一节主要运行变量概念1、脱硫塔烟气流速脱硫塔烟气流速是脱硫塔内饱和烟气的平均流速,在标准状态下,它等于饱和烟气的体积流量除以垂直于烟气流向的脱硫塔断面面积。
上述计算中,脱硫塔横断面积不扣除塔内支撑件、喷淋目管和其他内部构件所占有的面积,因此又称为空塔烟气平均流速。
2、液气比液气比表示洗涤单位体积饱和烟气(m3)的浆液体积数(1),即1/G。
3、脱硫塔PH值脱硫塔PH值表示脱硫塔中H'的浓度,是FGD工艺控制的一个重要参数,PH的高低直接影响系统的多项功能。
4、脱硫塔浆液循环停留时间脱硫塔浆液循环停留时间(t)表示脱硫塔浆液全部循环一次的平均的时间,此时间等于脱硫塔中浆液体积(V)除以循环浆液流量(1),即t(min)=60V∕1o5、浆液在脱硫塔中的停留时间浆液在脱硫塔中的停留时间(t)又称为固体物停留时间。
它等于脱硫塔浆液体积(V)除以脱硫塔排出泵流量(B),BPt(h)=V∕Bo固体停留时间也等于脱硫塔中存有固体物的质量(kg)除以固体副产物的产出率(kg∕h)06、吸收剂利用率吸收剂利用率(∏)等于单位时间内从烟气中吸收的SO2摩尔数除以同时间内加入系统的吸收剂中钙的总摩尔数,即n(100%)=已脱除的SO?的摩尔数/加入系统中的Ca的摩尔数X1OO机吸收剂利用率也可以理解为在一定时间内参与脱硫反应的CaC0,的数量占加入系统中的Caeo3总量的百分比。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术是已经开发和推广的烟气脱硫技术中的主流技术,占国内外安装烟气脱硫装置总容量的85%以上。
特点是商业应用时间长,工艺技术成熟,配套设备完善,工作稳定,操作简单,脱硫效率可达到95%以上,可靠性高达95%以上。
吸收剂为石灰石粉,资源丰富,价格低廉,使用安全;副产品为脱硫石膏,可用作水泥添加剂、农业土壤调节剂,或进一步清洗、均化、除杂后,生产建筑用石膏板等。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术广泛应用于火电厂、冶金、各种工业锅炉、窑炉、水泥工业、玻璃工业、化工工业、有色冶炼等行业大型燃烧设备烟气中SO2的排放控制。
一、工艺流程石灰石——石膏湿法烟气脱硫装置主要由烟气系统、石灰石浆液制备系统、烟气吸收及氧化系统、石膏脱水系统、烟气排放连续监测系统(CEMS)以及自动控制系统和公用工程系统等组成。
工艺流程如图示。
一定浓度的石灰石浆液连续从吸收塔顶部喷入,与经过增加风机增压后进入吸收塔的烟气发生接触。
在烟气被冷却洗涤的过程中,烟气中的SO2被浆液中的碳酸钙吸收生成亚硫酸钙而成为净化烟气,净化后的烟气经除雾器除去烟气中的小雾滴,从吸收塔上部排出,进入大气。
向吸收塔底部的溶液中鼓入空气,溶液中的亚硫酸钙被氧化成为硫酸钙结晶物——石膏。
吸收塔底部的溶液是石灰石、石膏组成的浆状混合物,其部分被强制在塔内循环,部分作为产物排出而成为脱水石膏。
二、工艺原理石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统中主要的化学反应包括:1. SO2的吸收2.与石灰石的反应3.氧化反应4.CaSO4晶体生成总的反应方程式为:SO2(g)+ CaCO3(s)+2H2O(l)+1/2O2(g)→CaSO4·2H2O(s)+CO2(g)三、脱硫系统的主要设备1.烟气系统烟气系统由进口烟气挡板门、旁路烟气挡板门、钢制烟道、脱硫增压风机等组成。
原烟气经烟道、烟气进口挡板门进入增压风机,经增压风机升压后进入吸收塔。
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,2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,-,它们与溶解了的CaCO和SOHSO的反应3、气液界面处:参加反应的主要是323是瞬间进行的。
二、脱硫系统整个化学反应的过程简述:1、 SO在气流中的扩散,22、扩散通过气膜3、 SO被水吸收,由气态转入溶液态,生成水化合物24、 SO水化合物和离子在液膜中扩散25、石灰石的颗粒表面溶解,由固相转入液相6、中和(SO水化合物与溶解的石灰石粉发生反应)27、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的物理、化学性质:无色有刺激性气味的有毒气体。
密度比2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为酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性、2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无色透明,是良好的制冷剂和溶剂,还可作防腐剂和消毒剂及还原2剂。
②. 三氧化硫SO的物理、化学性质:由二氧化硫SO催化氧化而得,无色易挥23发晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。
SO为酸性氧化物,SO极易溶于水,溶于33水生成硫酸HSO,同时放出大量的热,42③. 硫酸HSO的物理、化学性质:二元强酸,纯硫酸为无色油状液体,凝固点423,浓硫酸溶于水会放出大量的热,密度为1.84g/cm具有10.4℃,沸点338℃,为强氧化性(是强氧化剂)和吸水性,具有很强的腐蚀性和破坏性,五、石灰石湿-石膏法脱硫化学反应的主要动力过程:1、气相SO被液相吸收的反应:SO经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫22-+,当PHH 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO值较高时,和氢离子酸HSO3232-,要使SO吸收不断进行下去,必须中和HSO二级电离才会生成较高浓度的SO233++当,即降低吸收剂的酸度,碱性吸收剂的作用就是中和氢离子电离产生的HH 吸收液中的吸收剂反应完后,如果不添加新的吸收剂或添加量不足,吸收液的酸度迅速提高,PH值迅速下降,当SO溶解达到饱和后,SO的吸收就告停止,脱22硫效率迅速下降2、吸收剂溶解和中和反应:固体CaCO 的溶解和进入液相中的CaCO的分解,33+浓度(PH固体石灰石的溶解速度,反应活性以及液相中的H值)影响中和反应2+2+的形CaCa的氧化反应,以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。
石灰石石膏湿法脱硫的工艺
石灰石石膏湿法脱硫的工艺【石灰石石膏湿法脱硫的工艺】导语:石灰石石膏湿法脱硫是一种常见的烟气脱硫技术,通过将石灰石与石膏反应,可以高效地去除燃煤发电厂和工业锅炉烟气中的二氧化硫。
本文将深入探讨石灰石石膏湿法脱硫的工艺原理、优势以及相关问题。
一、工艺原理1. 石灰石石膏湿法脱硫原理:石灰石与石膏发生反应生成硬石膏,将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙,并形成可回收利用的石膏产物。
主要反应方程式如下所示:CaCO3 + SO2 + 2H2O → CaSO4·2H2O + CO22. 脱硫反应的特点:该反应是一个快速的液相反应,在一定反应温度、气体流速和石膏浆液浓度下进行。
反应速率受碱性、反应温度、质量浓度等因素的影响。
二、工艺步骤1. 石灰石石膏湿法脱硫的基本步骤:(1)石灰石破碎、磨细:将原料石灰石经过破碎和磨细处理,提高其活性和反应速率。
(2)制备石膏浆液:将石灰石与水混合,形成石灰石浆液。
为了提高脱硫效果,还可加入一定量的添加剂。
(3)脱硫反应:将石灰石浆液喷入脱硫塔,通过与烟气的接触和反应,使二氧化硫转化为硫酸钙。
(4)石膏产物处理:将脱硫过程中生成的硬石膏经过脱水、干燥等处理后,得到成品石膏。
2. 工艺改进:为了提高脱硫效率和经济性,石灰石石膏湿法脱硫工艺进行了多方面的改进。
例如引入喷雾器、增加反应塔数目、采用高效填料等,以增加烟气与石灰石浆液的接触面积,加强反应效果。
三、工艺优势1. 脱硫效率高:石灰石石膏湿法脱硫工艺能够高效地将烟气中的二氧化硫转化为重质石膏产物,脱硫效率可达到90%以上。
2. 石膏产物可回收利用:脱硫过程中生成的硬石膏可以用于建材、石膏板等行业,实现资源的循环利用。
3. 工艺成熟可靠:石灰石石膏湿法脱硫工艺经过多年的实践应用,技术成熟可靠,广泛应用于燃煤发电厂和工业锅炉等领域。
四、问题与挑战1. 石膏处理与排放:脱硫过程中生成的硬石膏需要进行后续的脱水、干燥等处理,同时还需要解决石膏产物的长期存储和排放问题。
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:①S02 + H23 H2S0S H++ HS0-3②H+ + HS0-3+ 1/202 T 2H++ SO2-4③CaC03 + 2H++ H23 Ca2++ 2H2O^ C02f④Ca2+ + SO2-4+ 2H2S CaS04- 2H2O由于吸收剂循环量大和氧化空气的送入,吸收塔下部浆池中的HS0-3或亚硫酸盐几乎全部被氧化为硫酸根或硫酸盐,最后在CaS04达到一定过饱和度后,结晶形成石膏-CaS04 - 2H20石膏可根据需要进行综合利用或作抛弃处理。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理及特点
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理及特点一、工艺原理该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂,石灰石破碎与水混合,磨细成粉壮,制成吸收浆液(当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆)。
在吸收塔内,烟气中的SO2与浆液中的CaCO3(碳酸钙)以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏,二氧化硫被脱除。
吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。
脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后进入烟囱排向大气。
烟气从吸收塔下侧进入,与吸收浆液逆流接触,在塔内CaCO3与SO2、H2O进行反应,生成CaSO3·1/2H2O和CO2↑;对落入吸收塔浆浆池的CaSO3·1/2H2O和O2、H2O 再进行氧气反应,得到脱流副产品二水石膏。
化学反应方程式:2CaCO3+H2O+2SO2====2CaSO3·1/2H2O+2CO22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O====2CaSO4·2H2O二、FGD烟气系统的原理从锅炉引风机后烟道引出的烟气,通过增压风机升压,烟气换热器(GGH)降温后,进入吸收塔,在吸收塔内与雾状石灰石浆液逆流接触,将烟气脱硫净化,经除雾期除去水雾后,又经GGH升温至大于75摄氏度,再进入净烟道经烟囱排放。
脱硫系统在引风机出口与烟囱之间的烟道上设置旁路挡板门,当FGD装置运行时,烟道旁路挡板门关闭,FGD装置进出口挡板门打开,烟气通过增压风机的吸力作用引入FGD系统。
在FGD装置故障和停运时,旁路挡板门打开,FGD装置进出口挡板门关闭,烟气由旁路挡板经烟道直接进入烟囱,排向大气,从而保证锅炉机组的安全稳定运行。
FGD装置的原烟气挡板、净烟气挡板及旁路挡板一般采用双百叶挡板并设置密封空气系统。
旁路挡板具有快开功能,快开时间要小于10s,挡板的调整时间在正常情况下为75s,在事故情况下约为3~10s。
一、旁路挡板门的控制原理概述一、烟气脱硫挡板风门的结构简述1.烟气脱硫挡板风门——风门框架和截面的主体部分和叶片均按设计用不同材质、规格的钢板制造。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺原理及存在的技术问题和处理方法_百度概要
阐述了石灰石-石膏湿法脱硫工艺原理及存在的技术问题和处理方法, 并对影响脱硫效率的主要因素进行了探讨。
当前脱硫技术在新建、扩建、或改建的大型燃煤工矿企业,特别是燃煤电厂正得到广泛的推广应用,而石灰石-石膏湿法脱硫是技术最成熟、适合我国国情且国内应用最多的高效脱硫工艺,但在实际应用中如果不能针对具体情况正确处理结垢、堵塞、腐蚀等的技术问题,将达不到预期的脱硫效果。
本文就该法的工艺原理、实践中存在的技术问题、处理方法及影响脱硫效率的主要因素做如下简要探讨。
1. 石灰石-石膏湿法脱硫工艺及脱硫原理从电除尘器出来的烟气通过增压风机 BUF 进入换热器 GGH ,烟气被冷却后进入吸收塔 Abs ,并与石灰石浆液相混合。
浆液中的部分水份蒸发掉,烟气进一步冷却。
烟气经循环石灰石稀浆的洗涤,可将烟气中 95%以上的硫脱除。
同时还能将烟气中近 100%的氯化氢除去。
在吸收器的顶部,烟道气穿过除雾器 Me ,除去悬浮水滴。
离开吸收塔以后,在进入烟囱之前,烟气再次穿过换热器,进行升温。
吸收塔出口温度一般为 50-70℃, 这主要取决于燃烧的燃料类型。
烟囱的最低气体温度常常按国家排放标准规定下来。
在我国, 有 GGH 的脱硫, 烟囱的最低气温一般是 80℃, 无GGH 的脱硫,其温度在 50℃左右。
大部分脱硫烟道都配备有旁路挡板(正常情况下处于关闭状态。
在紧急情况下或启动时, 旁路挡板打开, 以使烟道气绕过二氧化硫脱除装置,直接排入烟囱。
石灰石—石膏稀浆从吸收塔沉淀槽中泵入安装在塔顶部的喷嘴集管中。
在石灰石—石膏稀浆沿喷雾塔下落过程中它与上升的烟气接触。
烟气中的 SO2溶入水溶液中, 并被其中的碱性物质中和,从而使烟气中的硫脱除。
石灰石中的碳酸钙与二氧化硫和氧(空气中的氧发生反应,并最终生成石膏,这些石膏在沉淀槽中从溶液中析出。
石膏稀浆由吸收塔沉淀槽中抽出,经浓缩、脱水和洗涤后先储存起来,然后再从当地运走。
2. 脱硫系统的结垢、堵塞与解决办法2. 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,当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, 当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。
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SO2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SO2和HSO3-,它们与溶解了的CaCO3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、 SO2在气流中的扩散,2、扩散通过气膜3、 SO2被水吸收,由气态转入溶液态,生成水化合物4、 SO2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(SO2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SO2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。
SO2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SO2无色透明,是良好的制冷剂和溶剂,还可作防腐剂和消毒剂及还原剂。
②. 三氧化硫SO3的物理、化学性质:由二氧化硫SO2催化氧化而得,无色易挥发晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。
SO3为酸性氧化物,SO3极易溶于水,溶于水生成硫酸H2SO4,同时放出大量的热,③. 硫酸H2SO4的物理、化学性质:二元强酸,纯硫酸为无色油状液体,凝固点为10.4℃,沸点338℃,密度为1.84g/cm3,浓硫酸溶于水会放出大量的热,具有强氧化性(是强氧化剂)和吸水性,具有很强的腐蚀性和破坏性,五、石灰石湿-石膏法脱硫化学反应的主要动力过程:1、气相SO2被液相吸收的反应:SO2经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫酸H2SO3亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO3-和氢离子H+,当PH值较高时,HSO3二级电离才会生成较高浓度的SO32-,要使SO2吸收不断进行下去,必须中和电离产生的H+,即降低吸收剂的酸度,碱性吸收剂的作用就是中和氢离子H+当吸收液中的吸收剂反应完后,如果不添加新的吸收剂或添加量不足,吸收液的酸度迅速提高,PH值迅速下降,当SO2溶解达到饱和后,SO2的吸收就告停止,脱硫效率迅速下降2、吸收剂溶解和中和反应:固体CaCO3的溶解和进入液相中的CaCO3的分解,固体石灰石的溶解速度,反应活性以及液相中的H+浓度(PH值)影响中和反应速度和Ca2+的氧化反应,以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理
石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺的原理是采用石灰石粉制成浆液作为脱硫吸收剂,与经降温后进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙,以及加入的氧化空气进行化学反应,最后生成二水石膏。
脱硫后的净烟气依次经过除雾器除去水滴、再经过烟气换热器加热升温后,经烟囱排入大气。
由于在吸收塔内吸收剂经浆液再循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低(一般不超过1.1),脱硫效率不低于95%,适用于任何煤种的烟气脱硫。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理:烟气中的SO2溶解于水中生成亚硫酸并离解成氢离子和HSO 离子;烟气中的氧(由氧化风机送入的空气)溶解在水中,将 HSO 氧化成SO ; ? 吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于水中生成Ca2+;在吸收塔内,溶解的二氧化硫、碳酸钙及氧发生化学反应生成石膏(CaSO4?2H2O)。
由于吸收剂循环量大和氧化空气的送入,吸收塔下部浆池中的HSO或亚硫酸盐几乎全部被氧化为硫酸根或硫酸盐,最后在CaSO4达到一定过饱和度后结晶形成石膏—CaSO4?2H2O,石膏可根据需要进行综合利用或抛弃处理。
二、工艺流程及系统湿法脱硫工艺系统整套装置一般布置在锅炉引风机之后,主要的设备是吸收塔、烟气换热器、升压风机和浆液循环泵我公司采用高效脱除SO2的川崎湿法石灰石,石膏工艺。
该套烟气脱硫系统(FGD)处理烟气量为定洲发电厂,1和,2机组(2×600MW)100,的烟气量,定洲电厂的FGD系统由以下子系统组成:(1)吸收塔系统(2)烟气系统(包括烟气再热系统和增压风机)(3)石膏脱水系统(包括真空皮带脱水系统和石膏储仓系统)(4)石灰石制备系统(包括石灰石接收和储存系统、石灰石磨制系统、石灰石供浆系统) (5)公用系统(6)排放系统(7)废水处理系统1、吸收塔系统吸收塔采用川崎公司先进的逆流喷雾塔,烟气由侧面进气口进入吸收塔,并在上升区与雾状浆液逆流接触,处理后的烟气在吸收塔顶部翻转向下,从与吸收塔烟气入口同一水平位置的烟气出口排至烟气再热系统。
石灰石石膏湿法脱硫工艺
石灰石石膏湿法脱硫工艺前言石灰石石膏湿法脱硫工艺是一种常见的工业脱硫方法,用于减少燃煤电厂、钢铁厂等工业生产过程中排放的二氧化硫(SO2)对环境的污染。
该工艺通过氧化石灰石和反应生成石膏的方式,将SO2转化为无害的石膏,并且可以回收利用。
工艺原理石灰石石膏湿法脱硫工艺的核心是利用石灰石(CaCO3)与SO2发生化学反应,生成石膏(CaSO4)的过程。
具体的反应方程式为:CaCO3 + SO2 + 2H2O -> CaSO4·2H2O + CO2该反应是一个可逆反应,因此可以根据需要控制反应的进行程度,以获得所需的脱硫效果。
工艺的主要步骤包括石灰石浆液的制备、氧化反应、石膏生成和石膏渣的处理。
工艺步骤1. 石灰石浆液的制备首先需要将粉状石灰石与水进行混合,形成悬浮液状的石灰石浆液。
在制备过程中需要注意控制浆液的浓度和pH值,以确保浆液的稳定性和反应效果。
常用的石灰石浆液浓度为15-20%。
2. 氧化反应石灰石浆液通过喷射或喷淋的方式加入SO2所在的烟气中,使二者充分接触,触发氧化反应。
这一步骤一般在脱硫塔中进行。
氧化反应的有效性与气液接触面积、接触时间和反应温度密切相关。
为了提高气液接触面积和接触时间,常常采用喷雾式喷射器或旋流雾化器,并通过增加塔体高度,提高反应温度来增加反应速率。
3. 石膏生成在氧化反应中,SO2与石灰石浆液中的CaCO3反应生成了石膏。
石膏的生成是一个放热反应,石灰石浆液中的温度会随之升高。
反应完成后,石膏与水会自然分离,形成固液两相。
4. 石膏渣的处理在石膏生成后,需要对石膏渣进行处理。
常见的处理方法包括脱水、脱水湿法输运和硬化处理。
脱水是将石膏渣中剩余的水分去除,使其成为干燥的固体,方便后续的处理和利用。
脱水后的石膏渣可以包装成粉状或块状产品,用于建材或农业等领域。
脱水湿法输运是通过浆液输送系统,将脱水石膏渣以浆液形式输送到相应的处理装置进行继续处理。
这种方法适用于处于较长输送距离的场合。
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。
石灰石石膏湿法脱硫技术
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图1-6 晶种生成速率和晶体增长速率与相对过饱和度σ的关系
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根据以上分析,保持亚稳平衡区域中相对过饱和度为适
当值时,可使浆液中生成较大的晶体。为保持脱硫装置的正
常运行,维持这些条件非常重要。
工艺上一般控制相对过饱和度σ=0.1~0.3(或相对饱和度
RS为1.1~1.3),以保证生成的石膏易于脱水,同时防止系
双膜理论的基本要点如下: ① 相互接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面,界 面两侧各有一个很薄的有效滞流膜层,吸收质以分子扩散方 式通过此二膜层。 ② 在相界面处,气、液两相达到平衡。 ③ 在膜层以外的中心区,由于流体充分湍动,吸收质浓 度是均匀的,即两相中心区内浓度梯度皆为零,全部浓度变 化集中在两个有效膜层内。
石灰石-石膏湿法脱硫
工艺流程
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提纲
一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理 二、石灰石浆液制备系统 三、烟气系统及设备 四、吸收系统 五、石膏脱水系统 六、脱硫废水系统
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一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理
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石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的原理是采用石灰石(块)粉 制成浆液作为脱硫吸收剂,与经降温后进入吸收塔的烟气接 触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙,以及加入的 氧化空气进行化学反应,最后生成二水石膏。脱硫后的净烟 气依次经过除雾器除去水滴、再经过烟气换热器加热升温后, 经烟囱排入大气。由于在吸收塔内吸收剂经浆液再循环泵反 复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低(一般 不超过1.03),脱硫效率不低于95%,适用于任何煤种的烟 气脱硫。
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石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理
石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理作者:项营艾羽王义来源:《西部论丛》2019年第10期摘要:火电厂的烟气脱硫工艺大体可分为干法、湿法和半干法。
其中湿式烟气脱硫中的石灰石法已成为我国火电厂烟气脱硫的首选工艺。
本文就石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺原理进行分析。
关键词:石灰石烟气脱硫工艺引言湿法石灰石-石膏法脱硫工艺该技术具有脱硫率高、对煤的适应性好、吸收剂来源广、原料利用率高以及装置运行的可靠性好等優点,在烟气脱硫装置中占有很大比重。
一、石灰石-石膏湿法脱硫的原理及工艺流程该工艺利用吸收塔进行脱硫,烟气中的SO2与吸收液中的石灰石(磨细到一定粒度,保证SO2与石灰石有较大的接触面积,以利于脱硫反应的进行)反应生成亚硫酸钙颗粒。
主要反应如下:CaCO3+SO2+ 1/2H2O→ CaSO3· 1/2H2O+CO2CaSO3· 1/2H2O+SO2+ 1/2H2O→ Ca(HSO3)2由于烟气中有过剩的氧,会发生如下反应:2CaSO3· 1/2H2O+1/2O2+3H2O→2CaSO4· 2H2O吸收浆液被鼓入的空气氧化,最终生成石膏CaSO4· 2H2O:2CaSO3· 1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4· 2H2OCa(HSO3)2+1/2O2+H2O→CaSO4· 2H2O+SO2石灰石经过破碎、磨细、配成吸收浆液后用泵送入吸收塔顶部。
烟气通过风机进行增压,再进入烟气换热器(GGH)进行冷却,然后从塔底进入吸收塔。
烟气在吸收塔内与吸收塔顶部喷淋下来的石灰石浆液进行逆向接触,烟气中的SO2被吸收,脱硫后的烟气进入除雾器以去除部分水分,再返回烟气换热器(GGH)进行加热(以利于烟气扩散),最后由烟囱排放到大气中。
吸收二氧化硫后的石灰石浆液含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙,送入氧化塔,利用压缩空气进行氧化,氧化生成的硫酸钙经旋流器分离、真空脱水后回收利用,上清液返回循环槽。
石灰-石膏石灰石-石膏法脱硫介绍
三、石灰-石膏/石灰石-石膏法脱硫介绍3.1石灰石/石膏湿法脱硫概述3.1.1工艺说明石灰石/石膏湿法脱硫具有反应速度快、脱硫效率高、设备运行可靠性高,吸收剂采用石灰石粉来源广泛,适应机组负荷变化范围大,系统运行安全稳定等优点,因此,湿法脱硫工艺在大型机组脱硫中被广泛采用。
由于石灰石/石膏湿法脱硫技术成熟度高,且国家环保要求的不断提高,近两年来,中小型机组脱硫中也被广泛采用。
3.1.2脱硫反应原理烟气中SO2的吸收主要在吸收塔中进行,通过吸收塔喷淋浆液及浆液池氧化等措施脱除二氧化硫,浆液pH值为5.2到6.0。
吸收塔浆池的设计易于碳酸钙溶解,强制氧化和晶体沉淀。
其工艺原理主要有以下过程。
吸收塔基本反应如下:SO2 + CaCO3---> CaSO3 + CO2SO3 + CaCO3 ---> CaSO4 + CO2中间反应也同时发生,钙离子溶解:CaCO3 (s) ---> CaCO3 (aq)CaCO3 (aq) + H2O ---> Ca2++ HCO3- + OH-SO32-在气液交界面上:SO2 (g) ---> SO2 (aq)SO2 (aq) + H2O ---> H2SO3---> HSO3- + H+HSO 3- ---> H + + SO 32-石膏的初级沉淀是由于强制氧化的作用:SO 32- + 1/2 O 2 ---> SO 42-Ca 2+ + SO 42- + 2H 2O ---> CaSO 4.2H 2O(s)亚硫酸盐也与钙离子发生反应生成CaSO 3.1/2H 2O :Ca 2+ + SO 32- + 1/2 H 2O ---> CaSO 3.1/2H 2O(s)不仅可以脱除二氧化硫,吸收塔也可以脱除HCl 和HF 。
碳酸钙按照下述方式被中和:2 HCl + CaCO3 ---> CaCl 2 + H 2O + CO 22 HF + CaCO3 ---> CaF 2 + H 2O + CO 2通过上述一系列反应过程,烟气中的SO 2最终反应生成了稳定无污染的CaSO 4(石膏),从而达到有效脱除SO 2等污染物的目的。
石灰石—石膏湿法脱硫工艺应用分析
石灰石—石膏湿法脱硫工艺应用分析1. 引言1.1 概述石灰石—石膏湿法脱硫工艺是一种有效的烟气脱硫方法,通过将石灰石浆液与烟气接触,利用石膏吸收烟气中的二氧化硫,将其转化为硫酸钙沉淀,从而实现烟气中二氧化硫的去除。
这种工艺在煤电厂、钢铁厂等行业中得到广泛应用,被认为是目前较为成熟、经济、环保的脱硫技术之一。
通过石灰石—石膏湿法脱硫工艺,可以有效降低烟气中二氧化硫的排放浓度,达到国家和地方对大气污染物排放标准的要求。
与传统的干法脱硫相比,湿法脱硫具有更高的脱硫效率、更广泛的适用范围和更低的运行成本,逐渐成为烟气脱硫处理的主流技术之一。
在当前全球环境保护日益重要的大背景下,石灰石—石膏湿法脱硫工艺的应用前景十分广阔,将对环境保护和可持续发展产生积极影响。
1.2 研究背景燃煤和其他化石燃料的使用不仅会释放大量的二氧化硫等有害气体,还会对大气环境造成严重污染。
硫化物的排放不仅会直接导致光化学烟雾、酸雨等环境问题,还会对人体健康和生态系统造成伤害。
减少硫化物的排放成为当今环保领域的紧迫任务之一。
石灰石—石膏湿法脱硫工艺是目前比较成熟和广泛应用的脱硫技术之一。
其原理是通过将石灰石和石膏作为脱硫剂,在湿法条件下与燃烧产生的二氧化硫进行反应,将二氧化硫转化为硫酸钙沉淀而实现脱硫的目的。
该工艺已在许多火力发电厂、冶金企业等领域得到应用,取得了显著的降低硫化物排放、改善环境质量的效果。
通过对石灰石—石膏湿法脱硫工艺的研究和应用分析,可以更好地了解其工作原理、技术优势、应用案例以及存在的问题,为今后进一步完善和推广该技术提供参考和指导。
1.3 研究意义石灰石—石膏湿法脱硫工艺在大气污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和环境污染的加剧,硫氧化物排放成为了一个严重的环境问题。
硫氧化物会导致酸雨的形成,对土壤、水体和植被造成严重危害,危害人类健康。
开展石灰石—石膏湿法脱硫工艺的研究具有非常重要的意义。
研究石灰石—石膏湿法脱硫工艺可以有效降低工业排放的硫氧化物含量,减少大气污染物的排放对环境的破坏,保护生态环境,改善人类居住环境。
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石灰石石膏湿法脱硫原理深度脱硫工艺流程简介班级:应化 141姓名:段小龙寇润宋蒙蒙王春维贺学磊石灰石- 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。
基本工艺过程在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。
基本工艺过程为:(1) 气态SO2 与吸收浆液混合、溶解(2)SO2进行反应生成亚硫根(3)亚硫根氧化生成硫酸根(4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐(5)硫酸盐从吸收剂中分离用石灰石作吸收剂时,SQ在吸收塔中转化,其反应简式式如下:++CaCO 3+2 SO2+H2O =Ca(HSO3) 2+CO2在此,含CaCO3 的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷入到烟气中。
在吸收塔中SQ被吸收,生成Ca(HSQh,并落入吸收塔浆池中。
当pH 值基本上在 5 和6 之间时,SO2 去除率最高。
因此,为了确保持续高效地俘获二氧化硫(SQ)必须采取措施将PH值控制在5和6之间;为了确保要将PH值控制在5和6之间和促使反应向有利于生成2H和SQ2-的方向发展,持续高效地俘获二氧化硫(SQ),必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应产物物、消耗氢离子H:以保持ph值和反应物浓度梯度。
为达到这个目的,在湿法脱硫技术研究过程中采用:通过加入氧气使硫酸氢氧化生成硫酸根,降低2- ;+SQ-;通过加入吸收剂CACQ消耗氢离子H,维持PH值在5-6之间,同时使硫酸根与吸收剂反应生成硫酸钙,降低了溶液中硫酸根浓度。
通过鼓入的空气使亚硫酸氢钙在吸收塔浆池中氧化成石膏。
Ca(HSQ 3) 2+Q2+ CaCQ3+3 H2Q =2CaSQ4.2H2Q+CQ2石膏结晶是最终工艺阶段,对于整个工业过程是非常重要的,对最终产品的质量产生决定性的影响。
为生产可用的产品必须对石膏的结晶过程进行有效的控制,使石膏结晶能够生成大量易于分离和脱水的石膏颗粒。
影响石膏的结晶的参数主要是溶液的相对过饱和度,晶体的增长还受到晶体生长的时间,机械力、PH 值变化等的影响。
搅拌悬浮液可以使晶粒大小的分布向颗粒较小的方向转移。
达到一定的相对过饱和度时,晶种生长速率突然迅速加快,因此产生许多新颗粒(均匀晶种)。
通过PH 值的变化来改变的氧化速率有可能直接影响石膏的相对过饱和度。
由于浆液循环使用,浆液中除石灰石外,还含有大量石膏。
当石膏达到一定的过饱和度时(约130%)抽出一部分浆液送往石膏处理站,制成工业石膏。
剩余浆液与新浆循环浆液混合,使加入的吸收剂充分被利用,并确保晶体的增长。
石膏晶体的增长是最终产品处理比较简单的先决条件。
同时从吸收塔浆池中抽出相当量的反应物并送到石膏处理站。
这批物料流的组分和吸收塔浆池中悬浮液相同,但是为了使其与悬浮液区别开,称为石膏浆液。
在残余水分小于10%重量的干石膏作为副产品从最后的工艺流程阶段排出。
除了SQ外,Cl、F以很高的效率从烟气中排出。
除氯化物、佛化物外,一系列的不溶性组分例如氧化铁,氧化铝和硅酸盐随一级脱水中产生的稀释流有相当一部分作为废水排放,以保证那些不需要的杂质在吸收浆液中的浓度保持在正常范围内。
综上所述,脱硫效率控制主要是通过以下手段控制的:1控制吸收塔浆液的PH值(通过新石灰石浆液的加入)、2增加烟气在吸收塔内部的停留时间(增开循环浆泵)3控制石膏晶体(主要通过检测浆液比重来实现)(图一)湿式石灰石-石膏脱硫系统工艺流程图石灰石1.气气加热器2.增压风机3.氧化风机4.吸收塔5.石膏抽出泵6.旋流器7.石膏浆罐8.工艺水箱9.废水旋流器 10.石灰石破碎机 11.提升机 12.石灰石仓 13.皮带秤 14.石灰石旋流器 15.球磨机 16.真空皮带机 17.真空泵 18.滤液箱 19.石膏仓 20.石灰石浆罐 T□ JH石膏 O□ 工 ¥烟 35 氧化□二A吸收塔系统:包括吸收塔、喷淋系统、除雾器、氧化风系统、搅拌器。
吸收塔是系统中最重要的部件,设计为单级。
其作用是,作为烟道的一部分提供烟气通道,作为吸收容器,所有的吸收反应均在吸收塔内完成。
吸收塔自下而上大体 可分为三个区:回收池、洗涤区、气体区(如图二所示);图二:吸收塔内部结构简图洗涤区: 既喷淋层,布置吸收剂浆液喷嘴。
吸收剂浆液自喷嘴喷出,与烟气接触,发生反 应,吸收 SO 2、SO 3 等。
回收搅 攵池(浆液回收池(液态区):作为吸收剂浆液的储存器和反应器。
在这一区域的主要反应:新加入石灰石的溶解;亚硫酸盐氧化生成硫酸盐;硫酸盐与石灰石反应生成石膏;石膏晶体生长。
气体区:在吸收器内喷淋层上部至吸收塔出口是气体区,在此区间,装有除雾器,烟气通过除雾器,减少烟气中携带的水份。
吸收剂浆液由循环泵从吸收塔(回收池)反应池抽取,再打到喷嘴,不断循环,保证了气液比和吸收剂的充分利用。
氧化风由两台氧化风机提供,并通过搅拌器侧面的管路注入。
采用这种布置方式,由于强烈的搅拌作用,一方面使空气均匀分布,另一方面可以使液体与空气充分混合,便于氧化反应。
工艺水系统向FGD提供所有工艺用水,维持系统水平衡,由工艺水池、两台水泵、管道、阀们组成。
工艺水系统的主要用户提供除雾器清洗水(这部分水同时作为吸收塔补充水)、石膏冲洗水和管道系统清洗水。
石灰石浆液制备供给系统由石灰石石料接收系统、磨机系统、石灰石浆液供给系统组成。
磨机直接将石灰石磨制成石灰石浆液,石灰石供给系统向吸收塔供给石灰石浆液,浆液量由负荷决定。
图是石灰石浆液制备供给系统图石膏脱水系统。
石膏浆液经石膏泵送到第一级脱水分离器- 旋流器,真空皮带机作为二级脱水分离器。
旋流器的上溢流,含有细固体颗粒,返回吸收塔:旋流器的底流,含固体浓度约为50%的石膏浆液输送到二级脱水分离器- 真空皮带机,进行二次脱水。
事故浆池、地坑系统事故浆池、地坑系统。
地坑系统用于收集排放和泄露的浆液、工艺水等,并用泵打到事故浆池和吸收塔。
事故浆池用于事故和短期检修情况下,储备脱硫系统所有的浆液。
浆液由地坑泵和石膏浆液泵打到事故浆池,由事故浆池泵打回吸收塔。
脱硫装置启动条件:机组启动后,当除尘器出口烟气温度达到设计值(>120C),除尘器投入运行后,锅炉已经投入一层以上的煤粉燃烧器后,即可运行脱硫装置。
但在锅炉启动期间,一般不能投运装置,以便防止粉尘进入装置,保证脱硫石膏品质合格。
装置负荷特性。
脱硫装置的负荷特性设计为可随着机组符合变化而变化,可满足机组负荷变化的要求。
脱硫装置的运行保护为了装置的安全稳定运行,分级设计了系统和安全保护系统。
脱硫装置的保护主要有1.增压风机故障2.GGH故障3.无循环泵运行故障4.原烟气/ 净烟气档板未打开故障5.原烟气超温故障6.烟气超压故障主要控制回路简介脱硫装置的主要控制回路有:1. 石灰石浆液流量控制回路、吸收塔液面控制回路、和石膏浆液排放控制回路。
石灰石浆液流量控制回路石灰石浆液流量控制回路控制吸收塔石灰石浆液供给量。
石灰石浆液供给量受SO负荷、PH值、石灰石质量控制。
2.吸收塔液面控制回路、为了补充吸收塔中的水损失,需要向吸收塔中补充工艺水。
在系统中,吸收塔补充水来源于除雾器冲洗水和石灰石供给系统。
除雾器冲洗水系统的冲洗控制系统根据吸收塔水位控制冲洗程序,使吸收塔水损失得到补偿,控制吸收塔水位。
3.石膏浆液排放控制回路。
石膏浆液排放控制回路控制石膏浆液自吸收塔经石膏排出泵排放到石膏脱水系统。
以便保持吸收塔内固体颗粒含量,保证脱硫工艺的连续性和高效。
当吸收塔中含固量达到设计要求时,石膏浆液经过一级脱水旋流器的底流被间断送往二级脱水皮带机,排出系统。
当吸收塔含固量低于设计值时,石膏浆液经过一级脱水旋流器的底流返回吸收塔。