纸面石膏板生产工艺技术-脱硫石膏

第四章

脱硫石膏

1. 介绍

脱硫法(DSG)是电厂烟气脱硫(FGD)工艺的产物。

在20世纪的下半叶,“酸雨”已成为公认的问题,1988年欧共体指令发布,要求从现有燃煤电厂二氧化硫的排放在应该减少20%,到21世纪降低40%以上。

当这些发电厂使用的煤中的硫被燃烧形成二氧化硫(SO2)，二氧化硫与大气中的水结合形成硫酸(H2SO3)时，就会产生酸雨。

SO2 + H2O = H2SO3

为了除去二氧化硫，烟气用石灰石浆进行洗涤，然后氧化生成石膏:

吸收

SO2 + H2O = H2SO3

中和

H2SO3 + CaCO3 = CaSO3 + CO2 + H2O

氧化

CaSO3 + ½O2 + 2H20 = CaSO4.2H2O (gypsum) FGD工厂的设计能力是每年减少28万吨SO2，满负荷运行时

每年将使用54万吨石灰石生产80万吨石膏。每年可从该脱硫池中提取100万吨石膏。

2.脱硫工厂

以下详细介绍了FGD工厂和工艺流程。

电厂烟气脱硫

在过去十年中，人们越来越认识到有必要减少和控制燃烧矿物燃料的发电厂的二氧化硫(SO2)排放量，从而减少酸雨的一种成分。

为此,发电厂为了改造足够的燃煤电厂的烟气脱硫(FGD),以确保一个稳定的二氧化硫排放量下降通过剩余的世纪，因此建立一个提供FGD设备的发电站。.

大型燃烧车间成立

欧洲经济共同体1988年6月通过的《大型燃烧工厂指令》要求，到1993年将现有工厂的二氧化硫排放量减少20%，到1998年减少40%，到2003年减少60%。

在烟气脱硫装置，由于其体积大，最有可能从烟气排放中脱除二氧化硫。科学证据表明，排放的二氧化硫对土壤和地表水的酸度有一定影响;它具有较长的剩余运行寿命，并且可以在现有的工厂配置中安装FGD。此外，它与FGD原料(石灰石)和副产品(石膏)市场的潜

在来源有良好的地理位置，有足够的运输连接和任何必要改进的潜力。FGD工厂可以减少二氧化硫的排放，当前两个机组投入使用并投入

全面商业运行时。届时使用含硫量高达2.8%的煤炭，每年可减少28万吨二氧化硫

自1980年以来，对减少二氧化硫排放的许多方法进行了设计研究。

这包括使用低硫燃料、煤炭清洁、煤/水混合物、流化床燃烧、

煤炭气化、联合循环和使用天然气的联合循环燃气轮机。得出的结论是，电厂只需要考虑其中两项。这些是石灰岩/石膏系统(生产石膏)

和再生系统(生产硫酸)。

有石膏和硫酸的市场。石灰石/石膏体系是应用最广泛的体系，

占世界FGD工厂的主要比例，因此决定选择这种经过良好验证的体系作为FGD工厂。但是，硫酸的生产是有市场的，因此今后可能要记住这一点。

石灰石/石膏系统具有高效的吸引力，是一种具有市场价值的产品，可用于建筑行业制作墙板、石膏和水泥，也可用于垃圾填埋场和土地复垦的安全处置。

电厂预计每年将消耗约54万吨石灰石，在全站运转并使用煤炭的情况下，将产生约80万吨石膏。生产的石膏纯度高，氯含量低，适合加工成各种石膏制品，如墙板。

工艺化学的最佳条件取决于对吸收塔再循环浆体的物理化学成

分的控制。这涉及平衡相互竞争的要求，以便达成一项折衷方案，从而使石膏具有令人满意的吸收效率、耗电量和质量。

化学过程描述

烟气中的酸性气体二氧化硫被吸收到水基浆体中，然后与浆体中的碱性组分反应中和，在本例中，碱性组分为石灰石中的碳酸钙。该反应的产物进一步与空气接触，与氧气反应产生高质量的石膏副产品，主要是硫酸钙二水合物，随后从泥浆中除去。

化学工艺

烟气脱硫是通过碱性浆液与烟气接触而实现的。脱硫过程的化学过程是复杂的，但可以简单地表示为三个阶段的过程，包括:

吸收

SO2+H2O→H2SO3

中和

H2SO3+CaCO3→CaSO3+CO2+H2O

氧化

CaSO3+½O2+2H2O→CaSO42H2O

要脱硫的烟气首先通过气体/气体加热器冷却，并经过两个预饱和阶段。

过程的物理描述

吸收剂浆液与吸收塔内的烟气接触。烟气向上流动与向下流动的浆体喷淋形成逆流，这是整个过程的吸收阶段。含二氧化硫的吸收剂浆液落在吸收塔的底部，在此过程中发生中和。向浆体中注入压缩空气，使钙、硫化合物氧化形成固体硫酸钙产品。将新鲜原料石灰石引入吸收塔池中，在吸收塔池底部提取石膏浆体时，补充的吸收剂浆体再循环至吸收塔顶部。在FGD安装一节中对所涉及的工艺设备作了更详细的说明。

通常电厂FGD装置的设计准则如下:

•能够从烟气中除去90%的二氧化硫

•获得至少97.5%的可用性

•能够在两次大停电之间运行38个月

•拥有40年的生命

•生产墙板质量石膏

•以含硫量不超过2.8%及氯气含量不超过0.6%的煤所产生的气体，达致操作设计

锅炉炉单元的烟气通过升压风机从静电除尘器进入烟气脱硫装置，然后进入吸收装置，在吸收装置中，二氧化硫通过含石灰石的浆液喷淋去除。烟气脱硫装置排出的气体以成对的烟道排放到现有烟囱的大气中。在吸收过程中，烟气的温度会降低，但离开烟囱的烟气必须具有足够的浮力，以确保其上升和扩散。因此，提供了一种气体/气体再热器，用于在气体进入吸收塔之前对其进行冷却，并在吸收塔和烟囱之间对其进行再加热。

石灰石准备

碎石灰石由物料处理厂运往三个石灰石沙坑，每个沙坑的容量为860公吨。采用喂料方式，以最高50.5吨/小时的速度喂给湿式石灰石球磨机。这些卧式机器装有大型钢球，当磨机的滚筒旋转时，钢球会压碎石灰石。

产生的石灰浆机从轧机流入石灰岩磨水力旋流器贮水槽,从那里是石灰石水力旋流器,泵的水力旋流器溢流通过浆饲料箱转移到吸收器,包含超大颗粒的底流返回到磨机。石灰石浆槽充满后，旋流器系统进入回收模式。每单位满载所需石灰石量为450公吨/24小时;这是基于指定的最低质量石灰石。

过程描述

烟气,通过现有的静电除尘器和风机,在温度为115°C - 130°C到脱硫增压风扇的压力增加到克服的阻力脱硫工厂气体通道。气体进入气/气加热器冷却到90°C。热火放弃转轮再生气体/释放气体加热器来加热处理气体冷却到80°C以上回到脱硫后烟囱。

进气烟道气进入吸收塔下部区域的速度，其设计目的是将预饱和区内的扰动降至最低。吸收体进口管道是用水清洗的，以防止固体在湿/干界面堆积和结垢，这也有助于冷却进入的烟气。紧急提供喷雾淬火的烟气，假如温度超过110°C。然后气体通过吸收塔预饱和区，在预饱和区安装分配板，以促进通过吸收塔的均匀流动模式。配流板下端面与气体同时清洗，采用向上指向的吸收体浆液喷嘴。这些连同向下指向的喷嘴，是由预饱和喷雾泵在压力下提供的。在这一过程中，粉煤灰和非硫酸气体也被大量吸收。

FGD 洗涤单元部分.

FGD灰岩浆和石膏浓缩段单元