湿法烟气脱硫技术..docx

湿法脱硫技术与运行问题分析 第一章????????? 湿法脱硫技术 第一节??????? 石灰石特性 石灰石的选择是非常重要的环节，它关系到运行成本、系统运行性能和可靠性。石灰石的反应活性、可用氧化钙、氧化镁含量、硬度、粒度、结晶形态以及脱硫浆液的化学性质均是影响石灰石溶解的重要因素。在选用石灰石前应进行实验室分析或现场验证，以确定其反应活性及可用氧化钙、氧化镁含量。 一.?????? 石灰石物化性质?? 1. 石灰石的种类 石灰石是碳酸钙所组成的沉积岩，主要矿物是方解石，并含有把白云石、硅质、含铁矿物质和黏土物质。由于碳酸钙随着时间的变迁发生重结晶，依重结晶过程进行的条件可生成晶体分散不一的岩石，具有微晶和粗晶结构，例如：大理石是粗晶结构，白垩是最细的散晶体结构。形成的时间愈久，石灰石愈致密而坚硬；形成时间愈短，结构愈松软。因此，石灰石的化学成分、矿物组成及物理性质的变动极大。 ?石灰石可分为高钙石灰石（CaCO3含量大于95%)、镁石灰石（CaCO3含量80%～90%；MgCO3含量5%～15%）、白云石（CaCO3含量50%～80%、MgCO3含量15%～45%）。 2. 石灰石的物理性质 石灰石的物理特性包括可磨性、堆积密度、吸水率等。一般密度为（1.9～2.8）×103 kg/m3,平均比热容为0.59kj/（kg.℃）。CaCO3在50℃时溶解度为0.038kg/m3,吸水率为0.6～16.6。 （1）? 石灰石的组分 ??? 石灰石的主要成分为CaCO3，最常见的杂质为MgCO3、SiO2、AI2O3、F2O3。在FGD运行条件下，部分MgCO3可以溶解，而绝大多数的金属氧化物即使在强酸中也不溶解，通常成为惰性物质。石灰石中的MgCO3通常以两种形式存在：纯MgCO3和白云石（CaCO3.MgCO3）。纯MgCO3在FGD系统中可溶解，溶解的MgCO3可提高SO2吸收效率，但Mg2+浓度过高将影响石膏的沉淀和脱水性能。白云石在FGD中基本上不溶解，其含量增加将增加石灰石的消耗，降低石膏纯度。同是还会阻碍活性石灰石的溶解。石灰石含白云石（CaCO3.MgCO3）越多，活性越低。 石灰石中酸不溶物一般为0.4%～58%，大多数为0.4%～22.35%。纯石灰石中酸不溶物一般为0.1%～0.3%。含酸不溶物高的多为含黏土或石英的石灰石，石英通常以黑硅石形式存在。 SiO2和少量AI、Fe氧化物等杂质的影响如下： ①. SiO2有磨蚀性，会增加球磨机、浆液循环泵、喷嘴及运输管道的磨损，这些物质的腐蚀性可通过细磨来减少，SiO2的硬度高于CaCO3，需要耗费更多的电能，降低球磨机的生产能力。 ②.与白云石一样，降低石膏纯度和石灰石活性。 ③.溶解的AI3+和Fe2+将降低FGD系统的运行性能，AI3+与Fe-形成氟化铝络合物将CaCO3包裹，导致pH值的降低和失控。Fe3+对亚硫酸盐的催化作用将导致自然氧化或抑制氧化FGD系统发生石膏结垢。 （2）石灰石的硬度 ???? 石灰石的可磨指数为石灰石硬度的一个指标。石灰石的可磨指数（Bond Work Index）BWI，是用实验室小型球磨机将3.36mm 的石灰石块磨成80%通过100μm所需的能耗来定义的。是石灰石球磨系统的一个重要参数。BWI越大，其硬度越高，可磨指数越小，越难磨，球磨石灰石的能耗正比与BWI。一般石灰石的可磨系数为7.67～38.62。微晶白云石、富含黏土的石灰石、鲕粒岩和粗纹理化石石灰石可磨指数最高。微晶石灰石、石英质石灰石和粗晶白云石一般比较硬，可磨指数也低。 石灰石中通常会有少量硬度更大的石头，这些石头在水平式球磨机中不能被磨碎，而是从尾部的溜板槽流出抛弃。若石灰石的硬度增加导致抛弃物中石灰石量增加。 （3）吸水率 吸水率最高的是微晶白云石和含黏土比较多的石灰石，微晶石灰石吸水率最低。 3. 石灰石的化学性质 在无CO2的纯净水中，CaCO3溶液的pH值常温下为9.5～10.2之间，在饱含空气的水中略低，为8.0～8.6。CaCO3在含碳酸的水中的溶解度比在无CO2的水中高得多，因为这时它形成比较易溶解的碳酸盐—Ca(HCO3)2. 在纯水中，石灰石和白云石溶解速度非常缓慢。然而，石灰石几乎与所有强酸都发生反应，生成相应的钙盐，同时放出二氧化碳气体。反应速度主要取决于石灰石所含杂质及晶体的大小。杂质含量越高、晶体越大，反应速度愈慢，如白云石的反应速度就较慢。当稀释的盐酸加热后，才缓慢对白云石起反应，而纯石灰石则在很稀的冷态盐酸中就冒泡。 当加入强酸HCI时，HCI很快离解出H+，促使MgCO3、CaCO3 不断溶解。反应包括（H+、Ca2+、Mg2+ 、OH-、CO32- 、HCO-3 、CO2 （aq） ）等组分在颗粒周围液膜中的扩散，可采用膜理