4湿式石灰石石膏法脱硫基本原理与影响因素.ppt

湿式石灰石石膏法脱硫原理以及影响因素 马双忱 液气比直接影响设备设备尺寸和操作费用。液气比决定酸性气体吸收所需要的吸收表面，在其他参数值一定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度，使液气间接触面积增大，脱硫效率也将增大。 增加了浆液循环泵的流量，从而增加设备的投资和能耗。同时，高液气比还会使吸收塔内压力损失增大，增加风机能耗，因此应寻找降低液气比的途径，例如加入镁盐、钠碱、已二酸的CaCO3浆液，可以克服其活性较弱的缺点，可以适当降低液气比，同时还可以提高脱硫率。 一方面pH值影响SO2的吸收过程，pH值越高，传质系数增加，SO2的吸收速度就快，但系统设备结垢严重。 当pH值下降到4时，几乎就不能吸收SO2； 另一方面pH值还影响石灰石、CaSO4?2H2O和CaSO3?1/2H2O的溶解度，随着pH值的升高，CaSO3溶解度明显下降，而CaSO4的溶解度则变化不大。 因此随着SO2的吸收，溶液的pH值降低，溶液中CaSO3的量增加，并在石灰石粒子表面形成一层液膜，而液膜内部CaCO3的溶解又使pH值上升，溶解度的变化使液膜中CaSO3析出并沉积在石灰石粒子表面，形成一层外壳，使粒子表面钝化，钝化的外壳阻碍了CaCO3的继续溶解，抑制了吸收反应的进行。这就是所谓的石灰石闭塞 。 Effect of High Gas Velocity for SO2 Removal 因此，吸收塔烟气设计流速的选取是一个技术经济的综合比较，随着吸收塔的设计不断改进，烟气和浆液的反应吸收过程不断改善，设计和运行的烟气流速也在趋于提高。 据实验表明，气体速度在2.44～3.66之间逐渐增大时，随着气速的增大，脱硫效率下降； 但当气速在3.66～24.57m/s之间逐渐增大时，脱硫效率几乎与气速的变化无关。 目前，将吸收塔内的烟气流速控制在3.5～4.5m/s，烟气在吸收区的停留时间大约在2-5s内。 Thanks for your listening！ Have a break for ten minutes! ④ 钙硫比 钙硫比(Ca/S)摩尔比反映了进入吸收塔的吸收剂所含钙量与烟气中所含硫量的摩尔比。 根据国外湿式石灰石石膏法脱硫法的运行经验Ca/S比的值必须大于l.0，当Ca/S=1.02～1.05时，脱硫效率最高，吸收剂具有最佳的利用率； 当Ca/S低于1.02或高于1.05以后，吸收剂的利用率(吸收剂利用率等于钙硫比的倒数)均明显下降，而且当钙硫比大于1.05以后，脱硫率开始趋于稳定。如果Ca／S增加过多，还会影响到浆液的pH值，使浆液的pH值偏大，不利于脱硫反应的进行，脱硫效率降低。 Ca/S与脱硫效率 ⑤ 烟气流速 烟气流速是指设计处理烟气量的空塔截面流速，以m/s为单位，因此，烟气设计流速决定了吸收塔的横截面面积，也就确定了塔的直径。烟气设计流速越高，吸收塔的直径越小，可降低吸收塔的造价。但另一方面，烟气流速越高，烟气与浆液的接触和反应时间相应减少，烟气携带液滴的能力也相应增大，升压风机的电耗也加大。 比较典型的逆流式吸收塔烟气流速一般在2.5~5m/s的范围内，大多数的FGD装置吸收塔的烟气设计流速选取为3~4m/s，并趋向于更高的流速。国外FGD装置的运行经验表明，在SO2脱除率恒定的情况下，液气比L/G随着吸收塔烟气流速的升高而降低，带来的直接利益是可以降低吸收塔和循环泵的初投资，虽然增压风机的电耗要增加，但可由循环泵降低的电耗冲减。 ⑥ 浆液停留时间的影响 浆液在吸收塔内循环一次在反应池中的平均停留时间，也叫浆液循环停留时间（?c），可通过反应池浆液体积（m3）除以循环浆液总流量（m3/min）来计算。 浆液在反应池内停留时间长有助于浆液中石灰石与SO2完全反应，并能使反应生成CaSO3有足够的时间完全氧化成CaSO4，形成粒度均匀、纯度高的优质脱水石膏。但是，延长浆液在反应池内停留时间会导致反应池的容积增大，氧化空气量和搅拌机的容量增大，土建和设备费用以及运行成本增加。典型湿式石灰石石膏法的浆液停留时间?c为3.5-8min。 ⑦ 吸收液过饱和度的影响 石灰石浆液吸收SO2后生成CaSO3和CaSO4。石膏结晶速度依赖于石膏的过饱和度，在循环操作中，当超过某一相对饱和度值后，石膏晶体就会在悬浊液内已经存在的石膏晶体上生长。当相对饱和度达到某一更高值时，就会形成晶核，同时石膏晶体会在其他物质表面上生长，导致吸收塔浆液池表面结垢。此外，晶体还会覆盖那些还未及反应的石灰石颗粒表面，造成石灰石利用率和脱硫效率下降。 一般控制相对饱和度低于1.3-1.4。 * 湿式石灰石石