摘要：石灰石-石膏法煙氣脫硫環(huán)保技術是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程中重要的環(huán)保生產(chǎn)技術，對于社會發(fā)展和環(huán)境保護具有重要的作用。本文研究和介紹了石灰石-石膏法煙氣脫硫環(huán)保系統(tǒng)組成及其設計反應原理，從系統(tǒng)的組成，系統(tǒng)設計的反應原理，特別是化學反應兩個方面全面進行了分析，對于實際工業(yè)生產(chǎn)具有重要的參考價值。

關鍵詞：石灰石-石膏法，煙氣脫硫環(huán)保系統(tǒng)，反應原理，化學反應

1引言

石灰石-石膏法煙氣脫硫技術已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史,技術成熟可靠,適用范圍廣泛,據(jù)有關資料介紹,該工藝市場占有率已經(jīng)達到85%以上。由于反應原理大同小異，本設計總結了一些通用的規(guī)律和設計準則，基本適用于目前市場上常用的各種石灰石-石膏法煙氣脫硫技術，包括噴淋塔、鼓泡塔、液柱塔等。

2典型的系統(tǒng)構成

典型的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程如圖1所示，實際運用的脫硫裝置的范圍根據(jù)工程具體情況有所差異。

圖1石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程

3反應原理

3.1 吸收原理

吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應，煙氣中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。

為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地攪動，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。

3.2 化學過程

強制氧化系統(tǒng)的化學過程描述如下：

(1)吸收反應

煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收塔內(nèi)有效接觸,循環(huán)漿液吸收大部分SO2，反應如下：

SO2+H2O→H2SO3(溶解)

H2SO3⇋H++HSO3-(電離)

吸收反應的機理：

吸收反應是傳質(zhì)和吸收的的過程，水吸收SO2屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的控制，

吸收速率=吸收推動力/吸收系數(shù)(傳質(zhì)阻力為吸收系數(shù)的倒數(shù))

(2)氧化反應

一部分HSO3-在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3-在反應池中被氧化空氣完全氧化，反應如下：

HSO3-+1/2O2→HSO4-

HSO4-⇋H++SO42-

氧化反應的機理：

氧化反應的機理基本同吸收反應，不同的是氧化反應是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的控制。

(3)中和反應

吸收劑漿液被引入吸收塔內(nèi)中和氫離子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的漿液在吸收塔內(nèi)再循環(huán)。中和反應如下：

Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑

2H++CO32-→H2O+CO2↑

中和反應的機理：

中和反應伴隨著石灰石的溶解和中和反應及結晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應生成的石膏如何盡快結晶，以降低石膏過飽和度。中和反應本身并不困難。

(4)其他副反應

煙氣中的其他污染物如SO3、Cl、F和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SO3、HCl和HF與懸浮液中的石灰石按以下反應式發(fā)生反應：

SO3+H2O→2H++SO42-

CaCO3 +2 HCl<==>CaCl2 +CO2 ­+H2O

CaCO3 +2 HF <==>CaF2 +CO2 ­+H2O

副反應對脫硫反應的影響及注意事項：

脫硫反應是一個比較復雜的反應過程，其中一些副反應，有些有利于反應的進程，有些會阻礙反應的發(fā)生，下列反應應當在設計中予以重視：

a)Mg的反應

漿池中的Mg元素，主要來自于石灰石中的雜質(zhì)，當石灰石中可溶性Mg含量較高時(以MgCO3形式存在，由于MgCO3活性高于CaCO3會優(yōu)先參與反應，對反應的進行是有利的，但過多時，會導致漿液中生成大量的可溶性的MgSO3，它過多的存在，使的溶液里SO32-濃度增加，導致SO2吸收化學反應推動力的減小，而導致SO2吸收的惡化。

b)AL的反應

AL主要來源于煙氣中的飛灰，可溶解的AL在F離子濃度達到一定條件下，會形成氟化鋁絡合物(膠狀絮凝物)，包裹在石灰石顆粒表面，形成石灰石溶解閉塞，嚴重時會導致反應嚴重惡化的重大事故。

c)Cl的反應

在一個封閉系統(tǒng)或接近封閉系統(tǒng)的狀態(tài)下，F(xiàn)GD工藝的運行會把吸收液從煙氣中吸收溶解的氯化物增加到非常高的濃度。這些溶解的氯化物會產(chǎn)生高濃度的溶解鈣,主要是氯化鈣,如果高濃度的溶解的鈣離子存在FGD系統(tǒng)中,就會使溶解的石灰石減少,這是由于“共同離子作用”而造成的,在“共同離子作用”下，來自氯化鈣的溶解鈣就會妨礙石灰石中碳酸鈣的溶解�？刂艭L離子的濃度在12000-20000ppm是保證反應正常進行的重要因素。

4 結語

石灰石-石膏法煙氣脫硫環(huán)保系統(tǒng)整體工程設包含了很多方面，本文主要對系統(tǒng)組成及其設計反應原理兩個方面進行了分析，特別是對各個化學反應進行了細致的分析和描述。這些具體的內(nèi)容對于實際的石灰石-石膏法煙氣脫硫環(huán)保系統(tǒng)建設具有重要的參考價值。

參考文獻

[1] 郭筱儉，余國棟，王福德，等. 江陰興澄特鋼熱電廠鈷爐煙氣脫硫總結[J]. 中國石油和化工，2008,15

[2] 陳年. 西部大開發(fā)中重慶應大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)[J]. 西南師范大學學報(自然科學版)，2000,4

---

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/shengwuyixuegongchenglw/19090.html