湿法烟气脱硫系统中脱硫剂石灰石及其溶解特性研究.pdf

·2670· 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006) 湿法烟气脱硫系统中脱硫剂石灰石及其溶解特性研究 毛志伟王浩明孙礼明 (合肥水泥研究设计院230051) 摘要 本文对石灰石一石膏法烟气脱硫工艺用脱硫剂石灰石及其品位进行了探讨，并对影响石灰 石溶解的若干因素进行了分析和研究。 关键词 石灰石一石膏法脱硫剂溶解 石灰石一石膏法烟气脱硫中，脱硫剂石灰石的溶解是制约脱硫反应速率的重要因素之一。石 灰石的种类以及溶解工艺不同，其溶解特性也有很大差别，这将直接影响脱硫过程中sO：的溶 解、吸收和氧化反应。 一、石灰石及其品位 石灰石是沉积岩，它们的形成是由含碳酸钙成分的细小的生物残骸沉人海底，形成由贝壳、 甲壳、骨骼等组成的岩层，经相当年后，岩层逐渐致密而成为坚硬的岩石。因此，石灰石的化学 成分、矿物组成及物理特性变动极大，其致密程度亦随形成时间的长短而变动。形成时间愈久， 石灰石愈致密而坚硬；形成时间愈近，结构愈松软，从而具有不同性质和种类的石灰石。作为脱 硫剂用的石灰石，其质量决定于它的结构、杂质的成分和含量以及这些杂质在石灰石中分布的均 匀程度。 我国石灰石资源丰富，常见的石灰石原料有下述几种： (1)致密石灰石：即普通石灰石。致密石灰石含CaCO，较高，一般不少于90％，其中有一 定量的粘土等杂质。 (2)大理石：由石灰岩变质生成的白色大理石，是含CaC0，最多的岩石，它主要直接用于 装饰工程。 (3)鲕状石灰石：又称鱼卵石，是由一些球形石灰石粒粘结而成，其机械强度远比致密石 灰石低。比较少见。 (4)石灰华：是一种多孔性石灰石，系由碳酸氢钙分解而成： Ca(HC03)2+H20=CaC03+2H20+C02 由于反应时生成大量的CO：气体，因此这种沉积物具有多孔结构。 (5)贝壳石灰石：是各种大小的贝壳由碳酸钙黏合而成的松软石灰岩，其机械强度和硬度 均较低。 (6)白垩：是一种松软石灰岩，由小动物的外壳、贝壳堆积而成，其中也含有硅海绵的足 和水草的骨，含CaCO。高，结构疏松，容易粉碎。 0．038kg／m3)，溶于酸则放出CO：。由石灰石矿开采出来的石灰石_般含有杂质而呈青褐色。 石灰石品位由CaO含量来确定，纯石灰石的CaO最高含量为56％，石灰质原料的一般质量 指标见表1。 第五章环境污染防治技术研究与开发 表1 石灰石原料的质量指标 类 别 CaO(％)MgO(％)R：0(％) S03(％)燧石或石英(％) 石灰石 一级品 50．5 2．5 1．0 1．O 4．0 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫中，石灰石的纯度一般以CaCO，表示。但在石灰石的化学成分 CaCO，分解所得)的含量推算得到的。 CaC03=CaO×(100．09／56．08) (1) 式中，CaO——由石灰石中CaCO，分解的氧化钙含量，质量百分比，％； CaCO，——石灰石中碳酸钙的含量，质量百分比，％。 石灰石主要成分除碳酸钙以外，同时也含有一定量的碳酸镁(Mgco，)及少量的氧化铝 对石灰石湿法烟气脱硫效率有一定的影响。 石灰石中的杂质氧化硅会使得磨机、浆液泵、浆液管道等发生磨损，并增加磨机能耗，降低 石膏纯度。 石灰石粉中Mg、A】等杂质对提高脱硫效率虽有有利的一面，但更不利的是，当吸收塔pH 值降至5．1时(运行控制要求在5．5左右)，烟气中的F一与A13+化合成F—A1复合体，形成包膜 覆盖在石灰石颗粒表面。Mgz+的存在对包膜的形成有很强的促进作用。这种包膜的包裹引起石 灰石的活性降低。另一方面，杂质MgCO，、Fe：0，、AI。O，均为酸易溶物，它们进入吸收塔浆液体 系后均能生成易溶的镁、铁、铝盐类。由于浆液的循环，这些盐类将会逐步富集起来，浆液中大 量增加的非ca2+离子，将弱化CaCO，在溶液体系中的溶解和电离。 目前燃煤电厂烟气脱硫用石灰石的性能指标主要是石灰石的成分和纯度、石灰石的活性以及 可磨性系数等。对于石灰石湿法烟气脱硫，石灰石纯度要求