石灰石石膏法
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。
石灰石-石膏法课程设计
石灰石-石膏法课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握石灰石-石膏法的原理、流程及其在工业上的应用。
具体包括:1.知识目标:(1)了解石灰石-石膏法的背景及意义;(2)掌握石灰石-石膏法的原理及基本流程;(3)了解石灰石-石膏法在工业上的应用。
2.技能目标:(1)能够分析并解决石灰石-石膏法过程中的技术问题;(2)能够运用所学知识对相关设备进行操作和维护。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对石灰石-石膏法的兴趣,提高其学习积极性;(2)培养学生对环保产业的认同感,增强其社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括:1.第一章:石灰石-石膏法概述(1)石灰石-石膏法的背景及意义;(2)石灰石-石膏法的发展历程;(3)石灰石-石膏法的应用领域。
2.第二章:石灰石-石膏法原理(1)石灰石-石膏法的反应原理;(2)石灰石-石膏法的工艺流程;(3)影响石灰石-石膏法效果的因素。
3.第三章:石灰石-石膏法工艺操作(1)设备选型及布局;(2)操作步骤及要点;(3)常见问题及解决方法。
4.第四章:石灰石-石膏法在工业中的应用(1)石灰石-石膏法在电力行业的应用;(2)石灰石-石膏法在化工行业的应用;(3)石灰石-石膏法在其他行业的应用。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:用于阐述石灰石-石膏法的原理、流程及应用;2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解石灰石-石膏法的操作及应用;3.实验法:学生进行实验,提高其动手能力及实际问题解决能力;4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养其团队协作能力。
四、教学资源为实现教学目标,我们将充分利用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统、科学的知识体系;2.参考书:提供丰富的参考资料,帮助学生拓宽视野,深入了解石灰石-石膏法;3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高课堂教学效果;4.实验设备:为学生提供充足的实验设备,确保实验教学的顺利进行。
石灰石石膏法脱硫方程式
石灰石石膏法脱硫方程式
石灰石石膏法是一种常见的脱硫方法,它通过反应生成石膏来去除燃煤等工业过程中产生的硫化物。
石灰石石膏法脱硫的方程式如下:
1. 脱硫反应:
CaCO3 + SO2 + H2O → CaSO3 · 1/2H2O + CO2
这是最基本的反应方程式,石灰石(CaCO3)与二氧化硫(SO2)和水(H2O)反应生成硫酸钙(CaSO3 · 1/2H2O)和二氧化碳(CO2)。
2. 氧化反应:
2CaSO3 · 1/2H2O + O2 → 2CaSO4 · 2H2O
为了使脱硫剂再生,所生成的硫酸钙(CaSO3 · 1/2H2O)需要氧化为二水合硫酸钙(CaSO4 · 2H2O)。
这一氧化反应通常在除 SOx 设备之外的其他装置中进行。
以上是石灰石石膏法脱硫的基本反应方程式,实际过程中还存在其他辅助反应和中间产物的生成。
湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法
湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法湿式石灰石—石膏法脱硫常用实验方法1湿式石灰石—石膏法烟气脱硫系统介绍1.1系统原理:将烟气通过石灰石吸收液,使烟气中的二氧化硫溶解于水,并与吸收剂和氧气反应生成石膏,从而降低二氧化硫的浓度。
1.2系统工艺:分石灰石溶解和吸收二氧化硫,氧化反应,中和反应及石灰石浆液与石膏浆液的分离四个过程。
1.3反应方程式:SO2+1/2O2+CaCO3+2H2O—CaSO4·2H2O+CO21.4监测目的:监测石灰石浆液吸收二氧化硫的效率和系统装置运行的性能指标。
2脱硫化验监测常规分析项目2.1石灰石品质2.1.1石灰石纯度(石灰石中碳酸钙的含量) 2,1,1,1试剂30%过氧化氢,0.3mol/L盐酸标准溶液,0.15mol/L氢氧化钠标准溶液,0.1%甲基橙指示剂。
2.1.1.2实验原理在石灰石试样中加入过氧化氢,氧化样品中的亚硫酸盐,避免因亚硫酸盐分解而增加盐酸的消耗量,加入过量的盐酸标液,加热微沸,使碳酸盐完全分解,剩余的盐酸标液,以甲基橙为指示剂,用氢氧化钠标液反滴定,根据氢氧化钠标液的消耗量,计算碳酸盐的含量。
2.1.1.3取样地点石灰石粉车,石灰石浆液泵出口,球磨机旋流器溢流。
2.1.1.4实验步骤准确称取石灰石试样0.3克(准确至0.0001克),置于250毫升碘量瓶中,加1毫升过氧化氢,放置5分钟,加25毫升盐酸标液,摇荡使试样充分溶解,加盖置于电热板上加热至沸腾后,继续微沸2分钟,取下用约30毫升除盐水冲洗瓶壁,从而对溶液稀释,加2~3滴甲基橙指示剂,用氢氧化钠标液滴定由红色变为橙黄色(pH值为4.3)为终点。
2.1.1.5结果计算 CaCO3%=?C1V1?C2V2??5%mC1:盐酸标准溶液的浓度 mol/L1V1:加入盐酸标准溶液的体积 ml C2;氢氧化钠标准溶液的浓度 mol/L V2;滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积 ml m:试样的质量g备注:此方法现在不适用于石灰石中碳酸钙的测定,只适用于石膏中碳酸钙的测定,在石膏中碳酸钙的测定实验中,加15毫升盐酸标液。
电石渣石膏法脱硫工艺介绍(石灰石-石膏法,电石渣-石膏法,石灰石-电石渣工艺对比,面临问题,学术研究)
电石渣本身为废弃物,实现以废制废。 不产生二次污染。
4、电石渣-石膏法面临问题及解决方案
1 电石渣为什么要预处理
2
设备磨损问题
3
除雾器堵塞问题
4
石膏氧化困难
5
石膏脱水困难
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问题1:电石渣为什么要预处理?
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1、石灰石-石膏法工艺介绍
❖ (4) 溶液中的离解、氧化 ❖ HCl → H+ + Cl❖ H2SO3 → H+ + HSO3❖ HSO3- → H+ + SO32❖ HSO3- + 1/2 O2 → HSO4❖ SO32- + 1/2 O2 → SO42- (部分) ❖ (5) 在液相中,CaCO3溶解与电离 ❖ CaCO3 → Ca2+ + CO32❖ CO32- + H2O → HCO3- + OH❖ HCO3- + H2O → H2CO3 + OH-
废水排放
❖ 为什么排放废水?
➢ 维持系统CL-平衡; ➢ 维持系统黑色物质平衡。
❖ 废水排放水量:
➢ 15-25t/h
❖ 废水处理系统
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天蓝公司为何能做出高品质电石渣石膏?
底流
氧化塔
吸收塔
顶流
废水
1.371(mg/L) 1.178(mg/L) 1.067(mg/L) 1.035(mg/L) 1.014(mg/L)
3、石灰石-电石渣工艺对比
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一种石灰石—石膏法烟气脱硫塔液气比的计算方法
一种石灰石—石膏法烟气脱硫塔液气比的计算方法
石灰石-石膏法烟气脱硫塔液气比是指塔内液相和气相的体积比。
液相主要是喷入的石灰石浆液和脱硫产生的石膏浆液,气相即烟气。
液气比是影响烟气脱硫效率和石膏产量的重要参数之一。
计算石灰石-石膏法烟气脱硫塔液气比的方法如下:
液相体积的计算:
液相体积=喷入石灰石浆液的流量×石灰石浆液比重+脱硫产生的石膏浆液流量×石膏浆液比重。
其中,石灰石浆液比重一般为1.2~1.4g/cm³,石膏浆液比重一般为1.6~1.8g/cm³。
气相体积的计算:
气相体积=烟气排放量×(1-烟气中干基氧含量)/(烟气中干基氧含量×标准状态下空气与烟气的密度比)。
其中,烟气中干基氧含量、标准状态下空气密度和烟气密度比可参考国家标准GB/T16157-2012。
液气比的计算:
液气比=液相体积/气相体积。
需要注意的是,液气比的合理范围取决于具体工艺及设备参数,在操作中应根据实际情况进行调整。
石灰石-石膏法问题解析
1石灰石-石膏系统中吸收塔的结垢问题1.1结垢机理1)石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限,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。
2)吸收液pH值的剧烈变化,低pH值时,亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,会有石膏在很短时间内大量产生并析出,产生硬垢。
而高pH值亚硫酸盐溶解度降低,会引起亚硫酸盐析出,产生软垢。
在碱性pH值运行会产生碳酸钙硬垢。
1.2解决方法1)运行控制溶液中石膏过饱和度最大不超过130%。
运行中控制石膏浆液密度在一合适的范围内(1075~1085 kg/m3),将有利于FGD的有效、经济运行2)选择合理的pH值运行,一般PH在5.4-5.5为合适,尤其避免运行中pH值的急剧变化。
3)向吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种,以提供足够的沉积表面,使溶解盐优先沉积在表面,而减少向设备表面的沉积和增长。
4)向吸收液中加入添加剂如:镁离子、乙二酸。
乙二酸可以起到缓冲pH值的作用,抑制二氧化硫溶解,加速液相传质,提高石灰石的利用率。
镁离子的加入生成了溶解度大的MgCO3,增加了亚硫酸根离子的活度,降低了钙离子浓度,使系统在未饱和状态下运行,以防止结垢。
5) 采用新的液柱塔工艺,结垢可得到较好的解决。
2脱硫系统的腐蚀与防腐2.1腐蚀机理1)烟气中的SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时,生成相应的酸液,其SO32-、Cl-、SO42-对金属有很强的腐蚀性,对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破坏作用。
2)金属表面与水及电解质形成电化学腐蚀,在焊缝处比较明显。
3)结晶腐蚀,溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内,当系统停运后,吸收塔内逐渐变干,溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶,随后体积发生膨胀,使防腐内衬产生应力,尤其是带结晶水的盐在干湿交替作用下,体积膨胀高达几十倍,应力更大,导致严重的剥离损坏。
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。
第4次课-石灰石石膏法
主要设备设计要点
吸收塔 塔径、塔高、喷嘴、除雾器 浆液循环槽 石膏制备系统 水力旋流器、真空皮带脱水机 气-气换热器
塔径的确定
塔径与空塔气速、处理烟气量的关系: D=√4Vs πu
式中——塔径,m Vs—— 操作条件下气体体积流量,Nm3 s u—— 混合气体线速度,m s
塔高的确定
喷嘴的设计与选择
喷嘴的设计要求: ⑴.满足吸收剂喷 淋量,⑵.使喷出的液滴具有尽可能大的 比表面积,以增大气液的接触面积,提 高反应活性和反应速率。 国内外对用于空塔喷嘴的研究和使用 上,大约有四个方向。⑴.喷嘴的结构。 ⑵.喷嘴在塔内的布置。⑶.喷射方向。 ⑷.喷射速度。
除雾器的设计与选择
当循环槽浆液中的石膏达到一定过饱和度时 (约130%),抽出一部分送往石膏处理站,制成 工业石膏。同时向循环槽中加入新鲜浆液,以保 持吸收剂浆液的pH值。 石膏浆液 一级脱水(含水量达到40%) 并用新鲜水冲洗 真空皮带脱水(含水率达 到10%以下),以便进一步利用。 吸收后烟气 除雾器 气-气换热器升 温 排入大气。 定期冲洗除雾器。冲洗水落入槽中,保持系 统水平衡。
用水吸收一般被认为是物理吸收过程,过程 的机理可用双膜理论来分析。
气液界面 SO2扩散方向
气相主体 气膜 液膜
液相主体
双膜理论示意图
根据双膜理论, SO2以分子扩散的方式通 过气膜和液膜,其传递阻力为两膜阻力之和。 研究发现,SO2在气相中的扩散常数远远大于 液相扩散常数,所以SO2传递的阻力主要集中 在液膜。 为了克服液膜阻力,使吸收过程能快速进 行,工程上采用了两项措施:1.增加液气比, 并使之高度湍动,同时使液滴的颗粒尽可能小, 以增大气-液传质面积;2.在吸收液中加入化 学活性物质,本工艺是加入了CaCO3。
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+CO2CaSO3.1/2H2O+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一2CaSO4.2H20②氧化过程在氧化塔内进行,主要反应如下。
2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20Ca(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。
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。
湿法脱硫的工艺流程
湿法脱硫的工艺流程
在火力发电厂以及其他工业领域中,烟气中的二氧化硫被认为是一种有害物质,因此需要对其进行脱除。
湿法脱硫作为一种常用的脱硫方法,其工艺流程主要包括石灰石石膏法和氨法两种方式。
石灰石石膏法
石灰石石膏法是湿法脱硫的一种主要方式,工艺流程如下:
1.吸收阶段:烟气经过预处理后与石灰石浆液接触,使二氧化硫吸收
到液相中生成亚硫酸钙。
2.氧化阶段:亚硫酸钙在氧气的存在下氧化成石膏(硫酸钙)。
3.再循环:石膏与新鲜的石灰浆混合形成再循环的脱硫剂,继续循环
使用。
石灰石石膏法的优点在于工艺成熟,设备较为简单,易于操作和控制,同时产
生的副产品硫酸钙可以进行资源化利用。
氨法
除了石灰石石膏法,氨法也是一种常用的湿法脱硫方法,其工艺流程如下:
1.吸收阶段:烟气经过预处理后与氨水喷淋,二氧化硫在氨的作用下
形成亚硫酸铵。
2.脱氨:将吸收到的亚硫酸铵溶液通过加热和真空操作脱除大部分氨
气,生成硫磺。
氨法的优点在于对烟气中二氧化硫的吸收效率高,处理后废水中相对于石灰石
石膏法更易处理,生成的硫磺也是一种有价值的副产品。
总结
湿法脱硫作为一种重要的大气污染控制技术,在工业生产中发挥着重要作用。
无论是石灰石石膏法还是氨法,都有各自的优点和适用范围。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的脱硫方法,以保证烟气排放符合环保标准,降低对大气环境的影响。
湿法脱硫技术在不断的发展和完善中,将为清洁能源产业的发展做出更大的贡献。
石灰石-石膏法与氨法脱硫技术比较
石灰石-石膏法脱硫与氨法脱硫的对比研究 大型火力发电厂锅炉尾气中含有大量硫,若不经处理直接
年 运 行 时 间 为 7200 时 , 主 要 烟 气 参 数 ( 标 态 , 干 基 , 6%O2 ) 见 表 1 。
表1 300MW机组脱硫系统烟气参数
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1、 石灰石-石膏湿法脱硫技术的特点
石灰石-石膏湿法脱硫技术是目前世界技术上较成熟、实用业绩多、运 行状况较稳定的脱硫工艺,已有几十年的运行经验。
脱硫工艺系统主要包括:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、 石膏脱水系统、排放系统等。
在脱硫过程中,脱硫效率可高达95%以上,吸收剂利用率高(90%以
入口粉尘浓度 .m 0.38 CO2(干)/% 12.9
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3.2 技术比较
石灰石-石膏法脱硫是把石灰石磨成粉后与水混合,制成 石灰石桨液,不断补充到吸收塔内。经升压风机增压的原 烟气经CCH冷却,烟温从136度降至100度,随即进入吸 收塔。
2、 氨法脱硫技术的特点
湿法氨水脱硫工艺最早是由德国克卢伯公司于20世纪70年代开发的Walther工 艺 , 80 年 代 初 得 到 一 定 的 应 用 , 其 中 1 套 脱 硫 装 置 的 处 理 烟 气 量 为 750000m3/h。经世界各国过多年研究,原有氨法脱硫气溶胶问题得到改进, 进入工业推广使用阶段。
四种脱硫方法工艺简介
四种脱硫方法工艺简介石灰石/石灰-石膏法是一种常见的烟气脱硫工艺。
该工艺采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,通过化学反应将烟气中的二氧化硫脱除,最终产生石膏。
具体工作原理是将石灰石或石灰粉破碎磨细成粉状,与水混合搅拌成吸收浆液。
在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,进行化学反应,最终产生石膏。
整个工艺过程包括吸收、中和、氧化和结晶四个步骤。
在吸收过程中,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,产生亚硫酸钙。
在中和过程中,亚硫酸钙与碳酸钙反应,产生硫酸钙和二氧化碳。
在氧化过程中,亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。
最后,在结晶过程中,产生的石膏经过脱水形成固体副产品。
该工艺的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、公用系统和电气控制系统等几部分组成。
整个工艺流程包括锅炉/窑炉、除尘器、引风机、吸收塔和烟囱等。
该工艺的脱硫效率高,可保证95%以上。
同时,该工艺应用最为广泛,技术成熟,运行可靠性好。
脱硫系统由烟气系统、吸收塔系统、氢氧化镁浆液制备系统、浓缩塔系统、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)和电气控制系统组成。
工艺流程为锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>浓缩塔—>吸收塔—>烟囱。
烟气经过除尘器后,通过引风机进入浓缩塔和吸收塔。
吸收塔为逆流喷淋空塔结构,集吸收、氧化功能于一体。
经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。
系统一般装有3-4台浆液循环泵,每台循环泵对应一层雾化喷淋层。
吸收区上部装有二级除雾器,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,亚硫酸镁被鼓入的空气氧化成硫酸镁晶体。
同时,由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的氢氧化镁浆液,用于补充被消耗掉的氢氧化镁,使吸收浆液保持一定的pH值。
反应生成物浆液达到一定密度时先排至吸收塔前的浓缩塔,经浓缩后进入脱硫副产品系统,经过脱水形成硫酸镁晶体。
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。
在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46—55℃左右,且为水蒸气所饱和。
通过GGH将烟气加热到80℃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。
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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。
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I00 C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GG H。
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C
aSO,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。