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石灰石-石膏湿法烟气脱硫pH值分区控制技术的研究及应用

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石灰石-石膏湿法烟气脱硫pH值分区控制技术的研究及应用

摘要：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是我国火电厂烟气脱硫的主要技术之一。pH值是影响脱硫效率的关键因素，合理的pH值分区控制对于提高脱硫效率、降低运行成本具有重要作用。本文针对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中pH值分区控制技术进行研究，分析了不同pH值分区对脱硫效率的影响，提出了基于pH值分区控制的优化运行策略，并通过实际工程应用验证了该技术的可行性和有效性。本文共分为六个章节，第一章介绍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的基本原理和pH值分区控制的重要性；第二章分析了不同pH值分区对脱硫效率的影响；第三章提出了基于pH值分区控制的优化运行策略；第四章介绍了pH值分区控制技术在火电厂烟气脱硫工程中的应用；第五章对pH值分区控制技术进行了总结和展望；第六章列出了本文的参考文献。

随着我国经济的快速发展和能源结构的调整，火电厂作为主要的能源消费单位，其排放的二氧化硫等污染物对环境造成了严重的影响。为了改善环境质量，我国政府高度重视火电厂烟气脱硫技术的研发和应用。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、运行成本低、脱硫剂资源丰富等优点，已成为我国火电厂烟气脱硫的主要技术之一。然而，在实际运行过程中，由于烟气成分复杂、脱硫剂种类多样等因素，导致脱硫效率波动较大，运行成本较高。pH值是影响脱硫效率的关键因素，合理的pH值分区控制对于提高脱硫效率、降低运行成本具有重要作用。本文针对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中pH值分区控制技术进行研究，旨在为提高脱硫效率和降低运行成本提供理论依据和技术支持。

一、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术概述

1.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术原理

(1)石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是一种基于化学反应的烟气脱硫方法，其基本原理是利用石灰石（主要成分为碳酸钙）和石膏（主要成分为硫酸钙）作为脱硫剂，在吸收塔内与烟气中的二氧化硫发生化学反应，将二氧化硫转化为硫酸钙，从而实现脱硫的目的。该技术主要包括烟气预处理、脱硫剂制备、脱硫剂输送、脱硫反应、脱硫产物处理等环节。

(2)在脱硫反应过程中，烟气中的二氧化硫首先与石灰石中的碳酸钙反应生成硫酸钙和二氧化碳。该反应可以表示为：CaCO3+SO2+1/2O2=CaSO4+CO2。随后，生成的硫酸钙会与烟气中的水蒸气反应，形成硫酸钙水合物，即石膏。石膏的形成有助于降低脱硫剂在烟气中的溶解度，提高脱硫效率。此外，脱硫剂在吸收过程中还会与烟气中的其他酸性气体如氮氧化物等发生反应，进一步降低烟气的污染程度。

(3)石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、运行成本低、脱硫剂资源丰富等优点。然而，该技术在实际应用中也存在一些问题，如脱硫剂利用率低、脱硫效率受烟气成分和温度等因素影响较大等。为了解决这些问题，研究人员对石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术进行了不断的改进和优化，如采用新型脱硫剂、优化脱硫工艺参数、提高脱硫剂利用率等，以提高脱硫效率和降低运行成本。

2.石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺流程

(1)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺流程主要包括烟气预处理、脱硫剂制备、脱硫剂输送、脱硫反应、脱硫产物处理和烟气排放等环节。以某火电厂为例，该电厂装机容量为1000MW，烟气量为600000Nm3/h，SO2排放浓度为1000mg/Nm3。在烟气预处理阶段，首先对烟气进行除尘，除尘效率达到99%以上，然后进行脱硫剂制备。

(2)脱硫剂制备过程中，将石灰石破碎至一定粒度，经磨粉机磨成细粉，然后与石膏混合均匀。脱硫剂制备完成后，通过输送系统将脱硫剂送至脱硫反应区。在脱硫反应区，烟气与脱硫剂混合，SO2与CaCO3发生反应生成CaSO4·2H2O，反应式为：SO2+CaCO3+H2O=CaSO4·2H2O+CO2。该反应在pH值为5.5-6.5的条件下进行，脱硫效率可达90%以上。以某火电厂为例，脱硫效率达到95%，SO2排放浓度降至50mg/Nm3以下。

(3)脱硫产物主要为石膏，石膏在脱硫反应区形成后，通过旋流分离器分离出烟气，石膏浆液进入石膏脱水系统。脱水系统采用浓缩机进行浓缩，浓缩后的石膏浆液进入过滤机进行过滤，得到石膏滤饼。以某火电厂为例，石膏滤饼含水率降至15%，石膏产量约为20t/h。脱硫产物石膏可作为建筑材料或工业原料，具有较好的经济效益。烟气脱硫后，排放至大气，满足国家环保排放标准。

3.石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术特点

(1)石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术具有高效脱硫