《part3FGD工艺化学原理概述》-课件设计（公开）.ppt

FGD 工艺化学原理概述 第 3 部分 学习目的 了解基本的化学概念 了解洗涤塔内全面的化学反应 了解 FGD 工艺中的传质 了解亚硫酸盐氧化反应及氧化如何影响结垢 学习目的(续) 了解相对饱和度、沉淀及溶解，它们如何影响系统可靠性及性能 了解决定晶体大小及形状的因素 了解洗涤塔内溶解的化学物质形式如何会影响石灰石溶解速率 了解可引起FGD系统内结垢及固体沉积的工艺过程 了解化学添加剂如何增强 FGD 系统性能 溶解度Solubility 酸和碱 缓冲剂 定义: 可吸收一个 H+ 离子并缓和 pH 变化的化学物质 石灰石强制氧化 FGD 系统总的化学过程 LSFO FGD 工艺中的化学步骤 洗涤塔中SO2 吸收 中和吸收的 SO2 以保持 SO2 汽压低使更多 SO2 可被吸收 石灰石吸收剂溶解以提供中和用的碱度及沉淀用的钙离子 吸收的 SO2 氧化形成硫酸盐 (SO4) 钙和硫酸盐沉淀形成石膏 湿法石灰石强制氧化工艺化学原理 SO2 吸收: SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H+ + HSO3 石灰石溶解: CaCO3 + H2O Ca++ + HCO3 + OH- 湿法石灰石强制氧化工艺化学原理(续) 发生在FGD系统几个位置的传质及反应步骤 吸收塔 反应槽 固-液分离 发生在FGD系统几个位置的传质及反应步骤(续) 吸收塔 SO2 吸收 吸收剂溶解 CO2 逸出或吸收 亚硫酸盐氧化 固体沉淀 HCl 和 HF 吸收 发生在FGD系统几个位置的传质及反应步骤(续) 反应槽 石灰石溶解 洗涤塔固体沉淀 发生在FGD系统几个位置的传质及反应步骤(续) 固-液分离 固体浓缩 重力沉降 (例如浓缩池) 水力旋流器 过滤 离心 传质及反应步骤概述 气-液传质 二氧化碳 解吸 碳酸盐 二氧化硫 吸收 氧气 吸收 HCl 吸收 液-固传质 吸收剂传质 SO2 吸收/沉淀传质 气-液传质 液-固传质 其它气相物质的吸收 气-液传质 液-固传质 酸－碱平衡反应 SO2(g) + H2O H2SO3 H+ + HSO3 2H+ + SO3= CO2(g) + H2O H2CO3 H+ + HCO3 2H+ + CO3= 液相碱度Liquid-Phase Alkalinity 就 SO2 吸收而言为碱性的液体物质的浓度 抑制氧化FGD工艺碱度的主要来源 液相碱度(续) 例子: 吸收 SO2 + H2O H+ + HSO3- 气 中和 SO3= + H+ HSO3- CO3= + H+ HCO3- 水 总的 CO3= + SO2 + H2O HSO3- + HCO3- 水 气 固相碱度 吸收塔内石灰石溶解补充碱度，使洗涤继续 强制氧化 FGD 工艺碱度的主要来源 固相碱度 离子: 吸收 SO2 + H2O H+ + HSO3 气 溶解 CaCO3 Ca++ + CO3= 固 中和 CO3= + H+ HCO3- 水 总的 CaCO3= + SO2 + H2O Ca++ + HSO3 + HCO3- 固 气 亚硫酸盐氧化反应 SO3= + Fe+++ SO3* + Fe++ 其中 SO3* 为一个自由基 SO3. + 1/2O2 SO4= Ca++ + SO4= + 2H2O CaSO4 . 2H2O (石膏) 亚硫酸盐氧化 取决于: O2:SO2的比率 溶液化学组成及性质 pH [SO3=] 微量金属 温度 固-液平衡 确定石灰石是否溶解 确定石膏是否沉淀 溶解指得是溶液中固体形成离子 沉淀指得是溶液中离子形成固体 液相组成 离子: Ca++, Na+, Mg++, SO4=, Cl-, 等. 离子对: CaCO3, CaHCO3+, MgHSO3-, MgSO3, CaSO4, 等. 所有液相反应以下平衡: Ca++ + CO3= CaCO3 Ca++ + HCO3- Ca