石灰-石膏法脫硫工藝
石灰-石膏法脫硫工藝
煙氣通過原煙道進入吸收塔,被均勻分布到吸收塔的橫截面上,從吸收塔內噴淋管組噴出的懸浮液滴向下降,煙氣與石灰/石膏漿液滴逆流接觸,發生傳質與吸收反應,以脫除煙氣中的SO2、SO3及HCl 、HF等酸性氣體。
脫硫后的煙氣經除霧器去除煙氣中夾帶的液滴后,從吸收塔上部經煙囪排出。
循環漿液池中的石灰/石膏漿液由循環泵循環送至漿液噴霧系統的噴嘴,產生細小的液滴沿吸收塔橫截面均勻向下噴淋。FGD裝置漿液循環系統設3臺循環泵,完全適機組從30~100%的負荷變化。
SO2 和 SO3與漿液中石灰反應,生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。在循環漿液池中鼓入空氣將生成的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣,硫酸鈣結晶生成石膏(CaSO4 . 2H2O)。經過板框壓濾機脫水后得到含水量<10%的副產品石膏。
循環漿液池中的PH值由加入的石灰漿液量控制,PH值維持在5.5~6.5之間。
本工藝采用強制氧化石灰—石膏濕法脫硫工藝,脫硫塔設置氧化空氣系統、PH計、密度計及液位計等設施。
在吸收塔內,漿液中的氫氧化鈣與從煙氣中捕獲的SO2、SO3、HF、HCl發生化學反,生成亞硫酸鈣。脫硫并除塵后的凈煙氣通過除霧器除去氣流中夾帶的霧滴后排出吸收塔。
氧化風機向脫硫循環池內收集的漿液中噴射空氣,將亞硫酸鈣就地氧化為硫酸鈣,并生成石膏晶體。
石膏漿液排出泵連續運行,操作時,視循環漿液池的液位高低及密度等參數決定將石膏漿液送至石膏水力旋流器進行脫水。
典型石灰-石膏法脫硫工藝流程圖
吸收塔簡圖
在吸收塔內煙氣與石灰/石膏懸浮液滴的逆向流發生反應,SO2和SO3與懸浮液中石灰反應,形成亞硫酸鈣,并在脫硫循環池中被氧化空氣氧化成硫酸鈣,超飽和溶液結晶成石膏。
吸收塔脫硫反應原理如下:
1)吸收
在吸收塔中,煙氣中的SO2 和S03按照以下反式被漿液中的水吸收:
SO2 + H2O<==> H2SO3
SO3 + H2O<==> H2SO4
2)中和反
H2SO3 和 H2SO4必須很快被中和以保證有效的SO2 和SO3.吸收。
H2SO3、H2SO4 、HCl和HF與懸浮液中細小的消石灰微粒按以下反式發生反:
Ca(OH)2 + H2SO3 <==>CaSO3+2 H2O
Ca(OH)2 + H2SO4 <==>CaSO4 + 2H2O
Ca(OH)2 +2 HCl<==>CaCl2 +2H2O
Ca(OH)2 +2 HF <==>CaF2 +2H2O
以上反為發生在溶液中的離子反應。
中和反應在吸收塔中完成,漿液的停留時間保證有足夠的反時間。
3)氧化和結晶
煙氣中所含的氧量不足以氧化反生成的亞硫酸鈣,因此,需為脫硫循環池提供氧化空氣。氧化空氣將把脫硫反中生成的亞硫酸鈣(CaSO3)氧化成硫酸鈣(CaSO4),并結晶形成2水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)即石膏。
2CaSO3+O2 <==>2CaSO4
CaSO4+2H2O<==>CaSO4 . 2H2O
石膏結晶時間約為25小時。
FGD系統采用的吸收塔是帶就地塔外強制氧化的噴淋塔,吸收塔確保壓力損失低,節省引風機電耗,且吸收塔內部表面無結垢、堵塞問題。
公司參考多年設計FGD系統所獲得的經驗,通過計算機模擬設計,確定了吸收塔內噴淋層和噴嘴的布置、除霧器、煙氣入口和煙氣出口的位置,優化了PH值、L/G、石灰化學當量比、氧化空氣流量、漿液濃度、煙氣流速等性能參數。
噴淋組件之間的距離是根據所噴液滴的有效噴射軌跡及滯留時間而確定的,液滴在此處與煙氣接觸,SO2通過液滴的表面被吸收。
進氣口的布置是精心設計的,以保持朝向吸收塔有足夠的向下傾斜坡度,從而保證煙氣的停留時間和均勻分布。
補給石灰懸浮液進入循環漿液池與石膏漿液混合。循環漿液池中的混合漿液由循環泵循環并配送到噴嘴,產生非常細小的懸浮液滴。每個運行循環泵都連接到其各自的漿液噴淋管組。循環泵的數量和流量根據煙氣量的大小、煙氣中二氧化硫的濃度和石膏的品質要求而確定。
氧化和結晶主要發生在脫硫循環池中,循環池中的pH值由投入石灰劑量控制,大約為5.5~ 6.5之間。漿液池的尺寸保證能提供足夠的漿液停留時間完成亞硫酸鈣向硫酸鈣的氧化和石膏(CaSO4 . 2H2O)的結晶。