探讨影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素
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。
影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施
影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施三、影响石灰石一石膏烟气湿法脱硫效率的主要因素分析脱硫效率是指,脱硫系统脱除的二氧化硫含量与原烟气中二氧化硫含量的比值。
影响脱硫效率的主要因素有:1、通过脱硫系统的烟气量及原烟气中S02的含量。
在脱硫系统设备运行方式一定,运行工况稳定,无其它影响因素时,当处理烟气量及原烟气中S02的含量升高时, 脱硫效率将下降。
因为人口S02的增加,能很快的消耗循环浆液中可提供的碱量,造成浆液液滴吸收S02的能力减弱。
2、通过脱硫系统烟气的性质。
1)烟气中所含的灰尘。
因灰尘中带入的A13+与烟气气体中带入的F-形成的络化物到达一定浓度时,会吸附在CaC03 固体颗粒的表面,“封闭”了CaC03的活性,严重减缓了CaC03 的溶解速度,造成脱硫效率的降低。
2)烟气中的HC1。
当烟气通过脱硫吸收塔时,烟气中的HC1几乎全部溶于吸收浆液中,因C1-比S042-的活性高(盐酸比硫酸酸性更强),更易与CaC03发生反应,生成溶于水的CaC12,从而使浆液中Ca2+的浓度增大,由于同离子效应,其将抑制CaC03的溶解速度,会造成脱硫效率的降低。
同时,由于离子强度和溶液黏度的增大,浆液中离子的扩散速度变慢,致使浆液液滴中有较高的S032-,从而降低了S02向循环浆液中的传质速度,也会造成脱硫效率的降低。
3、循环浆液的pH值。
脱硫系统中,循环浆液的pH值是运行人员控制的主要参数之一,浆液的P H值对脱硫效率的影响最明显。
提高浆液的pH 值就是增加循环浆液中未溶解的石灰石的总量,当循环浆液液滴在吸收塔内下落过程中吸收S02碱度降低后, 液滴中有较多的吸收剂可供溶解,保证循环浆液能够随时具有吸收S02的能力。
同时,提高浆液的pH值就意味着增加了可溶性碱物质的浓度,提高了浆液中和吸收S02的后产生的H+的作用。
因此,提高pH值就可直接提高脱硫系统的脱硫效率。
但是,浆液的pH值也不是越高越好,虽然脱硫效率随pH 值的升高而升高,但当pH值到达一定数值后,再提高pH 值对脱硫效率的影响并不大,因为过高的pH值会使浆液中石灰石的溶解速率急剧下降,同时过高的pH值会造成石灰石量的浪费,并且使石膏含CaC03的量增大,严重降低了石膏的品质。
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-石膏湿法脱硫中液气比、pH值、气液接触时间对脱硫效率的影响(20170517)
石灰石-石膏湿法脱硫中液气比、pH值、气液接触时间对脱硫效率的影响凌有基黄金星浙江百能科技有限公司,杭州,310012摘要:本文研究了石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫效率与液气比、脱硫剂pH、气液接触时间3个要素之间的关系,并对比分析了各要素对脱硫效率的影响程度,对于提高脱硫效率、降低运行成本有很高的实际指导意义。
关键词:石灰石-石膏湿法脱硫;液气比;pH;气液接触时间作者:凌有基(1983—),重庆,男,汉族,学士,工程师前言石灰石-石膏湿法脱硫以石灰石浆液为脱硫剂,吸收烟气中的SO2生成石膏等副产品,是当前国内外电厂应用最广的一种烟气脱硫技术。
影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的因素很多,如脱硫剂pH、液-气比、气液接触时间、烟气流速、烟气分布均匀性等[1-6],且各因素之间又彼此相互关联,因此寻求各因素之间的平衡,使脱硫系统处于最佳运行状态,对于提高脱硫效率、降低运行成本有很高的实际指导意义。
本文主要研究了石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫效率与液气比、脱硫剂pH、气液接触时间等因素之间的关系,并对比分析了各因素对脱硫效率的影响程度。
一、试验方法本试验采用1套3层喷淋层配置的试验装置,每个喷淋层采用单元制设计,均带专用浆液循环泵,共3台。
浆液循环泵(A、B、C)分别对应喷淋层第一层、第二层、第三层(自下而上)。
在烟气量为510Nm3/h(塔内气速为4.5-4.7m/s),试验通过控制不同脱硫剂pH值和开启不同浆液循环泵,测定了低浓度烟气石灰石-石膏湿法脱硫效率与浆液pH值、气液接触时间之间的关系,并通过开启不同数量的浆液循环泵,测定了石灰石-石膏湿法脱硫效率与液气比之间的关系。
为保证脱硫剂浆液中残钙达到稳定状态,根据残余钙稳定性时间数据,对每组试验工况条件下先进行稳态调节,待稳定运行4小时以上再进行数据测试。
二、试验结果表1 pH为5.2时液气比与脱硫效率测试数据浆液循环泵进口SO2mg/Nm3出口SO2mg/Nm3液气比L/Nm3效率%A 495 329 1.96 33.53B 501 289 1.96 42.29C 495 280 1.96 43.35 A、B 501 220 3.53 56.00A、C 501 209 3.53 58.29B、C 501 177 3.53 64.57 A、B、C 489 140 5.29 71.35表2 pH为5.4时液气比与脱硫效率测试数据浆液循环泵进口SO2mg/Nm3出口SO2mg/Nm3液气比L/Nm3效率%A 518 346 1.96 33.15B 518 295 1.96 43.09C 518 280 1.96 45.86 A、B 518 243 3.53 53.04A、C 518 215 3.53 58.56B、C 518 186 3.53 64.09 A、B、C 518 149 5.29 71.27表3 pH为5.6时液气比与脱硫效率测试数据浆液循环泵进口SO2mg/Nm3出口SO2mg/Nm3液气比L/Nm3效率%A 518 332 1.96 35.91B 518 286 1.96 44.75C 518 275 1.96 46.96 A、B 518 237 3.53 54.14A、C 518 215 3.53 58.56B、C 518 194 3.53 62.43 A、B、C 518 157 5.29 69.61表4 pH为5.8时液气比与脱硫效率测试数据浆液循环泵进口SO2mg/Nm3出口SO2mg/Nm3液气比L/Nm3效率%A 586 374 1.96 36.17B 589 323 1.96 45.15C 589 303 1.96 48.54 A、B 652 295 3.53 54.82A、C 589 240 3.53 59.22B、C 589 223 3.53 62.14 A、B、C 589 174 5.29 70.395.25.35.45.55.65.75.8323436384042444648效率:%pHA泵 B泵 C泵图1 单层喷淋条件下pH 值与脱硫效率的关系5.25.35.45.55.65.75.85254565860626466687072效率:%pHA、B泵 A、C泵B、C泵 A、B、C泵图2 多层喷淋组合条件下pH 值与脱硫效率的关系分析表1-表4及图1、图2,在单层喷淋中,脱硫效率随着pH 值的升高而增大。
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。
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。
影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素探析
2 0 1 3 年 第2 4 期l 科技创新与应用
影响石灰石一 石膏湿法脱硫效率的主要因素探析
程 国 际
( 江苏科行 环保科技有 限公 司, 江苏 盐城 2 2 4 0 5 1 )
摘 要: 文 章主 要 分 析石 灰 石一 石 膏湿 法脱 硫 技 术 的 基 本原 理 及 其 优 缺 点 , 阐述 了现 阶段 湿 法脱硫 技 术存 在 的主 要 问题 , 对 影 响 脱 硫 效 率 的 主要 因素 及 影 响 状 况做 了具 体 分析 , 并从 脱 硫 技 术 及 设备 方 面分 析 脱 硫 效 率提 升 的 关键 因素 , 从 而 为石 灰 石 一 石 膏 湿 法脱硫 效 率的提 高奠 定 了坚 实的理 论 基 础 。 关键 词 : 石 灰 石一 石膏 ; 湿 法脱 硫 ; 脱硫效率; 影 响 因素
一
4 . 2石 灰 石 的纯 度及 质 量 问题 石 灰 石纯 度 不 仅影 响整 个脱 硫 系 统 的脱 硫 成 本 , 而 且 对 系统 脱
或
s os ++Ca O— C a S Oj + H2 0
石灰 石 一 石 膏湿 法 脱 硫技 术 从 最 初 的原 料 试 用 经过 长 期 坚 持 不 懈 的探 索与 技 术 革新 到现 阶段 技 术 的纯 熟 ,已有 几 十 年 的历 史 , 其 优点可见一斑。比如 : 原料来源广且成本低 ; 脱硫过程 中产生较少且 易收集的副产品 ; 脱 硫 效 率 均 高 于 普 通 脱硫 技术 ; 脱 硫 设 备 具 有 高 容 量且 运 行 费 用低 等 优 点 。 虽然 湿 法脱 硫 技 术存 在 诸 多优 点 且 已得 到各大煤矿燃料企业充分认可 , 但影响脱硫技术的关键 因素仍制约 着湿法脱硫技术的进一步发展 。 3湿 法 脱硫 技 术存 在 的漏 洞 3 . 1湿法 脱 硫 过 程 中产 生 的副 产 物 阻塞 脱 硫 系统 当脱 硫 技 术 副产 物 的 生 成量 高 于 原有 反 应 液 的 吸 收 能力 时 , 石 膏将不再参与脱硫 , 而是结 晶并存在于反应 系统底部 , 若此时石膏 的 数量 继 续 增 大 , 反应 液 石 膏 浓 度将 达 到 饱 和 且 附着 于 原 有 的石 膏 表面生长。同时 , 饱 和 石 膏 也 会 附着 于其 他 反 应 物 生 长 , 如 碳 酸 钠 等, 从 而反 应 系 统 阻塞 , 阻碍 反 应 的 进 一步 进 行 , 导 致 脱 硫技 术 的 中 止 。此 外 , 由于 反 应 液 的 p H值 难 以 进行 有 效 的控 制 , 导致 系统 p H 值 过小 的情 况 时有 发 生 。 当p H值 过小 时 , 亚 硫 酸盐 , 如 亚 硫 酸钠 , 溶 解度 变 大 , 同时 , 硫酸盐 , 如硫酸钠 , 溶 解度 呈 减 小 趋 势 , 从 而 导致 系 统 内析 出的 亚硫 酸 盐 和 石 膏 晶体 堵 塞 部分 反 应 系 统 。 近几 年 , 一 些 大 型燃 煤 企 业一 般 采 用 强制 氧 化 技术 增 大 亚 硫 酸 钙 的 氧化 程 度 , 保 证反应系统中有充足的硫酸钙晶体 ,并严格控制 系统内 p H值大小 以免 p H值 骤 变导 致 反应 中止 。这 些 措施 的使 用不 仅 使 得反 应 持 续 不 断 的进 行 , 减少 S O 等 有 毒 气 体 外 漏 对 环 境 造 成 的影 响 , 同 时 为 人 们 提 供 了一 个 健 康 良好 的 生活 空 间 。 3 . 2 湿 法 脱硫 过 程 中 产生 的副产 物 腐 蚀脱 硫 系 统 污染气体 中的酸 『 生 气体 , 如S O 、 H F 等, 在与脱硫系统反应液反 应 时, 产生 的酸性产物溶于液体会使反应液呈现酸性 。 一般而言 , 酸 性产物会对金属反应系统产生较大的腐蚀作用。此外 , 由于反应系 统 是 金 属 容器 , 长 时 间 与水 溶 液 接 触 发生 的 电化 学 反应 将 会 对 反应 器的断 口接合处产生较大的腐蚀作用。 通过大量 的实践证 明, p H值 的适 当调 节 、 先 进 焊 接 工 艺 及 防腐 材 料 的 应 用 , 对 反 应 系 统 的 长期 使 用 及反 应 的顺 利进 行 有重 要 作 用 。 4 影 响 湿法 脱 硫技 术 的若 干 因素 4 . 1反应 系统 p H值 污染气体中的 s 0 含量直接影响反应系统的 p H值大小 ,从而 间 接 影 响脱 硫 效率 的高 低 。 经过 大 量 的实 验数 据 及 分析 表 明 , 当s 0 浓度过高时 , 反应液 p H值偏小 , c a 大量析出 , 影响 s 0 : 吸收效 率 ;
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—石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的原因及防治对策
影响石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的原因及防治对策进入到新世纪以来,随着我国国民经济水平的高速发展,我国的各行各业也都取得了飞速的发展和进步,同样我国的火力发电企业也得到了快速的发展和壮大,而随着我国科学技术水平的不断进步,我国火电厂的石灰石-石膏湿法烟气脱硫也已经更加的成熟。
然而,由于石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的子系统数量很多,因此在系统运行的过程中,当微小的子系统出现问题,就会影响到系统整体运行的可靠性,所以我们应对影响系统可靠性的各类因素进行认真的分析,并且制定出科学合理的防治对策,从而保证系统运行的可靠性和稳定性。
本文便对影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的因素以及保证石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的防治对策两个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了我國火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的相关问题。
标签:石灰石-石膏湿法;烟气脱硫系统;可靠性1 影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统可靠性的因素1.1 化学工艺因素对系统可靠性的影响1.1.1 亚硫酸钙氧化程度的影响。
作为系统的一个十分重要的控制参数,如果亚硫酸钙的氧化程度不够充分,那么在吸收塔内的结构部件表面就可能会形成很多黏附性较强的亚硫酸钙硬垢,从而影响系统的使用性能,降低系统的使用寿命。
通常情况下,对于低硫煤系统来说,亚硫酸钙要达到较好的氧化程度要相对容易些,而对于高硫煤的系统来说,由于反应罐直径过大或是反应罐区域的设备布置的不科学等设计因素的不合理,都会导致氧化程度不高,从而产生大量的结垢,从而堵塞喷嘴,降低了系统的管道流通面积,从而导致系统在运行的过程中经常出现故障,石灰石的利用效率以及系统的脱硫效率都受到了较大的影响。
1.1.2 除雾器冲洗水质量的影响。
要想有效的避免因冲洗水质量而引起的除雾器叶板的堵塞和结垢,从而影响系统的正常运行现象的出现,就必须确保冲洗水中的相对饱和度是不高于50%的。
通常情况下,在回收水中都是会加入一部分工业用水的,从而提高回收水中硫酸钙的相对饱和度。
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-石膏湿法烟气脱硫过程中影响脱硫率的因素
及 的问题 和关 键参数控 制 , 对开 发 、 广适 合我 国 推
国情 的烟 气脱 硫技 术 和 工 艺 , 速关 键 技 术 与设 加
备 的 国产化进 程 , 具有 很 重要 的意义 , 可带动我 也
国相关 化工 、 冶金 、 械 等其它 产业 的发展 。 机
早在 2 0世纪 7 0年代就 开始 对 电站 锅炉 烟气 脱 硫
技术韵 研究 , 引进 了一 批 国 外 的石 灰石 湿 法 烟 也
气 脱硫 技 术 , 行较 为 可靠 稳 定 , 运 自动化 程 度 高 ,
对我 国 的烟 气 脱 硫 有 较 好 的推 动 作用 。直 到 目
1 石 灰 石 湿 法 脱 硫 的 化 学 基 础 与 过 程 动 力学
C e i l u d m n l a dpo e ya i p etn gt t sm to , r e c a d m j c r t t f c t u h m c n a e t s n rcs dn m c a pr i n i e d ae l i t , a r at s h et ef e af a s s a i oh h ud e o f o a a l h
PAN e —u W ig o,
DOU n—i Bi l n,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L n — ig, ZHAO i —e g I Ho gx n L n fn
( . eatet fE eg 1 D pr n o nry& E v om n ni e n ,S aga U i r t o EetcP w r m ni n et g er g hnhi nv sy f l r o e, r E n i e i ci
摘 要 : 灰 石 湿 法 烟 气 脱 硫 是 一 种 比较 成 熟 、 硫 效 率 较 高 的 脱 硫 技 术 。 阐 述 了 这 种 方 法 的化 学 基 础 石 脱
湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素分析
H S O 3 - + 1 / 2 0 2 + ÷ H + s o :
石 膏 的结 晶 :
过 程 ,脱 硫 效 率 取 决 于 多 种 因 素 。通 过 以 上 分 析 ,
第2 9卷第 7期
58
电
力
科
学
与
工
程
V0 1 . 2 9. No . 7
2 0 1 3年 7月
E l e c t r i c P o we r S c i e n c e a n d En g i n e e in r g
J u 1 . , 2 01 3
湿 法烟气脱硫 系统脱硫效率的影响因素分析
污 染 物 有 二 氧化 硫 、二 氧 化 氮 、可 吸人 颗 粒 物 等 。 其 中 ,S O ,是 当 今 人 类 面 临 的 主 要 污 染 物 之 一 ,
以除去 烟气 中的 S O : ,S O , ,H C 1 和H F等 气体 ,同时
生成石 膏 ( C a S O 4・ 2 H O) 。用 作 补 给 而 添 加 的 石
用 的 同时 , 由于 运 行 经 验 少 ,对 设 备 运 行 机 理 的 亚 硫 酸 盐 的 氧化 以及 石 膏 的结 晶等 。 S O 的吸 收 反应 如 下 : 研 究 和认 识 不 足 ,运 行 过 程 中 会 出 现 脱 硫 系 统 不
O ( 气 )一s 0 ( 液) 稳 定 及 脱 硫 效 率 不 理 想 的 问题 。笔 者 通 过 脱 硫 系 S
兰 颖 ,马 平
( 华北电力大学 控制与计算机工程学院 ,河北 保定 0 7 1 0 0 3 )
摘要 :石灰石/ 石 膏湿法烟气脱硫 在火电厂脱硫 中 占有重要地位。在脱硫 工艺原理和双膜理论模型的基础
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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探讨影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的主要因素
发表时间:2017-10-24T17:05:53.313Z 来源:《电力设备》2017年第16期作者:孟祥辉
[导读] 应用最为广泛,但是,在实际的操作过程中,因为在经验和认识上的缺乏,很多工业企业利用湿法脱硫工艺进行脱硫处理的时候存在着很多问题,进而导致脱硫效率受到很大影响,所以对石灰石-石膏湿法脱硫效率影响因素的探析是有必要的,(华能长春热电厂吉林省长春市 130216)
摘要:燃煤过程中的二氧化硫排放造成严重的大气污染,控制电力行业二氧化硫排放是实现全国二氧化硫削减目标的关键。
目前,在众多火力发电厂的脱硫工艺中,石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术发展较为成熟,应用最为广泛,但是,在实际的操作过程中,因为在经验和认识上的缺乏,很多工业企业利用湿法脱硫工艺进行脱硫处理的时候存在着很多问题,进而导致脱硫效率受到很大影响,所以对石灰石-石膏湿法脱硫效率影响因素的探析是有必要的,也是非常具有实际价值的。
关键词:二氧化硫;石灰石-石膏湿法脱硫效率;影响因素
1石灰石-石膏湿法烟气脱硫流程及原理
1.1石灰石-石膏湿法烟气脱硫流程
某油田热电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(FGD)。
从锅炉来的烟气经过电除尘器除尘后,经吸风机引入FDG系统,烟气进入吸收塔内自下而上流动,且被从上向下流动的石灰石浆液以逆流方式洗涤除去烟气中的SO2、SO3、HCL和HF等气体,同时生成石膏(CaSO4•2H2O)。
用作补给而添加的石灰石浆液进入吸收塔循环泵人口,与吸收塔内的石膏浆液混合,通过循环泵将混合浆液向上输送到吸收塔顶部,再通过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得到充分接触,经脱硫净化处理的烟气流经除雾器除去净烟气所携带的浆液微小液滴,直至最后净烟气通过烟道进人210m的烟囱排入大气。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统流程见图1所示。
1.2石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理
烟气流经增压风机,通过GGH换热器冷却之后进入吸收塔,并与石灰石浆液相混合并发生反应。
同时浆液中的部分水份蒸发,烟气得到进一步冷却,之后穿过吸收塔顶部的除雾器,除去烟气中的悬浮水滴,离开吸收塔。
烟气再次经GGH换热器升温后,进入烟囱排向大气。
吸收塔内,烟气从吸收塔下侧进入,浆液由喷淋层通过喷嘴雾化与烟气逆流接触,洗涤烟气中的SO2、HCL和HF等,首先SO2与CaCO3浆液反应生成Ca(HSO3)2,然后与氧化空气氧化结晶生成CaSO4•2H2O,得到脱硫副产品二水石膏。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术成熟,设备运行可靠性高,脱硫效率可达95%以上,单塔处理烟气量大,适应不同含硫量的煤种,吸收剂资源丰富,脱硫副产物便于利用,目前广泛应用于世界各地。
但该工艺投资费用高,设备占地面积大,运行费用较高,且设备易腐蚀。
2影响脱硫效率的主要因素分析
2.1烟气
(1)烟气温度。
依据二氧化硫吸收的化学反应原理,温度比较低的情况下,吸收更加有利;温度较高的情况下,则更有利于解析。
所以,如果吸收塔内的烟气处于较低温度的时候,将会对二氧化硫的吸收非常有益,进而提升脱硫的效率。
(2)烟气流速。
如果在脱硫的过程中,其他方面的参数恒定,只考虑到要烟气流速的话,如果烟气流速变大,烟气与石灰石浆液的吸收将会受到影响,直接减薄烟气和吸收液之间的膜厚度,增强气液的传质。
(3)二氧化硫浓度。
保持其他工况的恒定,随着吸收塔吸收二氧化硫的质量浓度增高,脱硫效率将会逐渐下降。
2.2脱硫浆液
脱硫浆液品质恶化将严重影响脱硫吸收反应,并造成石膏脱水困难。
脱硫浆液密度控制在1080~1150kg/m3,过高会增加浆液对设备的磨损,过低则使晶体不容易长大,增加结垢概率,运行中当浆液含固量达到15%~18%时,需要启动石膏外排系统。
控制浆液中硫酸盐质量分数>90%,碳酸盐<3%,防止过量CaCO3降低其利用效率,不利于结晶过程,影响石膏脱水。
控制亚硫酸盐含量<1%,因为CaSO3•1/2H2O会形成不易长大的致密针状晶体,导致石膏浓缩液中颗粒非常致密,在真空皮带机中难以脱水,并可能造成亚硫酸盐沉积
在石灰石表面,阻止石灰石溶解,降低脱硫效率。
2.3石膏停留时间
石膏停留时间是指吸收塔浆液池容积与单位时间石膏排出量之比,它与浆液池容积成正比,浆液池容积大,对晶体生长和亚硫酸盐氧化有利。
根据结晶理论,CaSO4•2H2O晶体在浆液中的停留时间会影响晶核粒度密数和晶体线性生长速率,停留时间过短,晶核密度很大,晶体质量细小不均;停留时间过长,己有晶体会被循环泵破坏,造成大量二次晶核生长,降低晶体粒径,不利于石膏脱水。
实验室研究表明,当晶体停留时间为120min时,其平均粒径达到最大值。
3提高脱硫效率的方法
3.1烟气方面
烟气的温度会对脱硫效率造成严重影响。
因此,工业企业在提升脱硫效率方面应当合理控制好烟气温度。
在实际的操作过程中,工业企业可以让烟气先经过换热器实现降温之后再让其进入吸收塔,吸收塔出口烟气再经过烟气再热器实现升温,最后再排进大气中。
虽然烟气的流速增加会减小吸收塔的截面积,进而降低脱硫成本,减少能耗。
但是同样需要注意的是并不是烟气的流速越大越好,如果烟气流速过大会导致石灰石浆液溢出和烟气带水现象的出现,增加除雾器负担的同时,也增加了吸收塔的阻力。
因此,工业企业在这方面需要加以控制,检测吸收塔入口二氧化硫的浓度,将吸收塔入口二氧化硫的浓度控制在合理范围内,通过对石灰石浆液碱度的调整,实现理想的脱硫效果。
3.2把握好液气比例
液气之间比例变大,意味着二者能够有效解除,从而加快脱硫。
然而,需要指出的是SO2与吸收液间会形成气液平衡,如果液体和气体的比例超出规定范围,脱硫工作将变得缓慢,会导致二氧化硫相关气体无法与石灰石发生彻底、充分的反应,此时就只能进行循环反应,此时可以想办法提高浆液循环次数,从而确保碳酸钙和二氧化硫二者之间充分接触、彻底反应,最终保证二氧化硫的去除率。
3.3把握好石灰石浆液的停留时间
石灰石浆液的停留时间延长可以有效提升其利用率,但停留的时间不要过长,否则将会使得浆池区容积增加,氧化空气量和搅拌器也将增大,影响到设备费用投入,导致能耗的增加。
工业企业在处理石灰石浆液的停留时间方面,可以以实验为基准,将石膏湿法烟气脱硫系统中的石灰石浆液的停留时间控制在12至24h的范围内。
4结束语
石膏湿法脱硫技术已经被广泛地应用于现代工业企业的脱硫处理中,尤其对燃煤电厂而言,湿法烟气脱硫技术的应用显得至关重要,是企业控制二氧化硫污染气体排放的重要手段。
目前市场上应用的脱硫技术种类繁多,但是面对不同的生产情况,需要选择应用的技术不同,因此还是需要从技术角度出发,对各类脱硫技术进行分析,掌握其脱硫过程与要点,确保其能够在根本上提高脱硫效率。
参考文献:
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[2]影响选择性非催化还原脱硝效率的因素分析[J].史春花.山东工业技术.2016(20)
[3]选择性非催化还原烟气脱硝反应影响因素实验分析[J].原奇鑫,孙保民.热力发电.2017(04)
作者简介:
孟祥辉(1972.11-),男,吉林长春人,单位:华能长春热电厂,研究方向:电厂热能及动力工程.。