本文主要讲述了工业石灰石-石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺，认真分析了该工艺的工艺路线（基本原理）、工艺系统、以及影响该工艺的具体因素和脱硫石膏的运用与发展。

①工艺路线（基本原理）：CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2OCa(HSO3)2+1/2O2+H2O=CaSO4·2H2O+SO2②工艺流程方框图如下：③工艺系统：主要分析了吸收剂制备系统、烟气及SO2吸收系统、石膏处理系统、FGD装置用水系统、脱硫废水处理系统、压缩空气系统等系统。

④影响因素：主要分析了吸收塔洗涤浆液的PH、吸收塔内的液气比、烟速和烟气温度、钙硫比、石灰石浆液颗粒细度、石膏过饱和度、浆液停留时间等影响因素。

⑤脱硫石膏的运用与发展：主要介绍了石膏在各方面在一些用途，以及石膏用于制硫酸的思路。

1.1前言二氧化硫是主要大气污染物之一，严重影响环境，威胁人们的生活健康。

削减二氧化硫的排放量，保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。

目前，国内外处理低浓度二氧化硫烟气的方法有许多，如氨法、钙法、钠法、铝法、氧化法、吸附法、催化法及电子束法等。

但由于受到技术可靠性、经济合理性、及行业生产特点等限制，当前比较成熟且广泛运用的方法主要有三种，即氨法、钙法和钠法。

氨法是烟气脱硫方法中较传统的工艺，该法采用液氨或氨水作为吸收剂，吸收效率高、脱硫彻底。

钙法是采用石灰水或石灰乳洗涤含二氧化硫的烟气，技术成熟，生产成本低，但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。

钠法是使用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收含二氧化硫的烟气，具有吸收能力大、吸收速率快、脱硫效率高、设备简单、操作方便等优势，但最大的问题是原料钠碱较贵，生产成本高。

上述工艺普遍存在以下几个共同的问题：①脱硫设备的工程投资较大。

②脱硫过程中的副产物难利用。

③高额的环保运行费用使生产企业不堪重负。

针对传统脱硫方法存在的缺陷，本文阐述了主要钙法在处理低浓度二氧化硫烟气领域的新工艺、新技术，这些新工艺的一个基本出发点是既解决了烟气排放问题，又综合回收了资源，达到以废治废的目的，获得了良好的社会效益和经济效益。

1.2二氧化硫(Sulfurdioxide)简述1.2.1二氧化硫物化性质二氧化硫在常温下是无色气体，具有强烈的刺激性气味，化学式：SO，分2子量：64.06。

二氧化硫的主要物理性质如下：冷凝温度，℃-10.02结晶温度，℃-75.48标准状况下的气体密度，g/L2.9265标准状况下摩尔体积，L/mol21.891气体的平均比热容(0-100℃)，J/（g·K）0.6615液面上的蒸气压(20℃)，kPa330.26蒸发潜热(20℃)，J/g362.54在20℃的温度下，1体积的水可溶解40体积的二氧化硫气体并放出34.4kJ/mol的热量。

随着温度的升高，二氧化硫气体在水中的溶解度降低。

在硫酸溶液中，随着硫酸浓度的提高，二氧化硫的溶解度降低。

压二氧化硫气体容易液化。

为了使二氧化硫气体充分液化，可将干燥的SO2缩到0.405MPa，并进行冷却。

也可以使用在常压下进行低温冷冻的办法使二氧化硫气体液化。

液体二氧化硫对于许多无机化合物和有机化合物都具有良好的溶解能力。

二氧化硫在化学反应中既可作氧化剂，也可以作还原剂。

在催化剂存在下二氧化硫与氧反应，生成三氧化硫，此反应是接触法生产硫酸的基础[7]。

二氧化硫具有酸性氧化物的通性，很容易发生以下反应[8-9]：SO2+H2O=H2SO3SO2+CaO=CaSO3SO2+NaOH=NaHSO3SO2+2NaOH=Na2SO3SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2OSO2+H2O+NH3=NH4HSO3SO2+H2O+2NH3=（NH4）2SO3上述反应是传统氨法、钠法及钙法二氧化硫烟气处理工艺的理论基础。

1.2.2二氧化硫来源及带来的危害二氧化硫是当今人类面临的主要大气污染物之一，其污染源分为两大类：天然污染源和人为污染源。

这两类污染源的特点如表1-1所示。

天然污染源由于量少、面广、易稀释和净化，对环境的危害不大；而人为污染源由于量大、集中、浓度高，对环境造成严重的危害。

表1-1二氧化硫天然污染源和人为污染源特点比较二氧化硫的污染属于低浓度、长期的污染，它的存在对自然生态环境、人类健康、工农业生产、建筑物及材料等方面都造成了一定程度的危害。

空气中不同浓度的二氧化硫对人体的影响列于表1-2中。

它对人体健康的影响主要是通过呼吸道系统进入人体，与呼吸器官作用，引起或加重呼吸器官的疾病，如鼻炎、咽喉炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等。

二氧化硫往往被飘尘吸附，二氧化硫和飘尘的协同效应使其对人体的危害更大。

吸附二氧化硫的飘尘可将二氧化硫带入人体的肺部，使其毒性增加3-4倍。

在光照下，飘尘中的Fe2O3等物质可将二氧化硫转化为三氧化硫，遇水可形成硫酸雾并被飘尘吸附。

此飘尘经呼吸道进入肺部，滞留在肺壁上，可引起肺纤维性病变和肺气肿，硫酸雾的刺激作用比二氧化硫强10倍。

二氧化硫给人类带来最严重的问题是酸雨，这是全球性的问题。

大气中二氧化硫、NO X与氧化性物质O3、H3O3和其他自由基进行化学反应生成硫酸和硝酸，最终形成PH值小于5.6的酸性降雨（即酸雨）返回地面，它们约占酸雨总量的90%以上。

表1-2空气中不同体积分数的二氧化硫对人体的影响1.2.3相关标准由于二氧化硫是一种有毒有害气体，也是大气主要污染源之一，因此国家严格规定了生产企业二氧化硫废气排放限值，并制定了相关标准。

表1-3为1997年1月1日前设立的污染源应当执行的标准，表1-2为1997年1月1日后设立的污染源应当执行的标准。

表1-3现有污染源大气污染物（二氧化硫）排放限值另外，国家还专门针对工业炉窑制定了二氧化硫气体排放标准，见表1-4。

表1-4国家标准GB9078-19961.3石灰石简述1.3.1石灰石物化性质石灰石：白色粉末，无臭、无味，分子式：CaCO3(Calciumcarbonate)，分子量：100.09密度：2.93g∕cm3，熔点：825°C，俗名：石灰石、方解石、大理石、白垩、霰石、汉白玉，溶解性：几乎不溶于水，在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。

露置空气中无反应，不溶于醇,遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。

高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳。

表1-5附表石灰石的一般工业要求(%)1.3.1石灰石的来源及用途石灰石是用途极广的宝贵资源，以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。

在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料。

优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。

其中，熔剂用灰岩是冶金工业中不可缺少的，可用于炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石；炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质，辉石是做陶瓷的原料。

硅灰石有较高的白度、良好的介电性能和较高的耐热性能，广泛地应用于陶瓷、化工、冶金、建筑、机械、电子、造纸、汽车、农业等。

如硅灰石可用于高质量油漆、涂料的填充料，优质的超细硅灰石粉可替代价格昂贵的钛白粉用于颜料工业。

石灰与烧碱制成的碱石灰，用作二氧化碳的吸收剂。

生石灰用作干燥剂和消毒剂。

农业上，用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。

土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。

用石灰浆刷树干，可保护树木。

随着科学技术的不断进步和纳米技术的发展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。

1.4石膏简述1.4.1石膏物化性质石膏是应用广泛的一种非金属矿物。

它的主要成份是硫酸钙，按其中含结晶水的多少又分为石膏和无水石膏两种。

石膏又称二水石膏，也有称之为软石膏、水石膏的，它是含有两份结晶水的硫酸钙(CaSO3·2H20)也常含有各种杂质和游离水。

1.4.2石膏的来源及用途来源：除天然石膏外，还存在有化工废渣石膏，是化工厂的废弃物，常见的有磷石膏、盐石膏、氟石膏、乳石膏、黄石膏、苏打石膏等。

用途：建筑石膏：多用于建筑模灰，粉刷，砌筑砂浆及各种石膏制品。

模型石膏：杂质少，色白，主要用于陶瓷的制培工艺，少量用于装饰浮雕。

高强度石膏：主要用于要求较高的模灰工程，装饰制品和石膏板。

另外掺入放水剂还可以制成高强度放水石膏；加入有机材料如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，也可配成无收缩的粘结剂。

粉刷石膏：配以适量的缓凝剂，保水剂等化学外加剂而制成的摸灰用胶结材料。

石膏品种虽多，但在建筑方面应用最多的是建筑石膏。

纸面石膏板的主要用途以半水石膏和面纸为主要原料，掺加适量纤维，胶粘剂、促凝剂、经料浆配制、成型、切割、烘干而成的轻质薄板。

具有高强、隔声、防火、收缩率小、加工性能良好等特点。

纸面石膏板可用于居室内隔墙、墙体覆面板，既是罩面层，又是装饰层。

因不耐水，故不宜用于厨房和浴厕。

其容重为800～950公斤/立方米。

其抗弯强度、抗拉强度、隔热性、隔音性、导热性、粘结性均应符合国家标准。

一般规格为2400毫米×900毫米×9毫米、3000毫米×1200毫米×12毫米、4000毫米×1200毫米×15毫米。

1.4.3石膏制硫酸说明随着高浓度磷肥的发展，利用石膏，尤其是磷石膏制取硫酸已引入人们的重视。

与用硫铁矿制硫酸比较，用石膏制取硫酸在综合建设投资和生产成本方面都有优越性，目前已建有多套装置，其中最大规模已达22KT，并掌握了盐石膏、磷石膏和天然石膏生产硫酸，并联产水泥的技术。

在焦碳的还原作用下，硫酸钙于900～1200℃下分解反应分两步进行：CaSO4+2C=CaS+2CO23CaSO4+CaS=4CaO+4SO2总反应为：2CaSO4+C=4CaO+CO2生成的CaO再与配料中的SIO2、ALO3、FEO3等形成水泥熟料。

水泥熟料与一定数量的混合材、缓凝剂等配合，经过研磨制成水泥。

石膏还原产生的二氧化硫气体，送入接触法硫酸生产装置制成硫酸。

1.5国内外烟气脱硫技术综述1.5.1国外烟气脱硫技术发展和应用现状为解决二氧化硫对大气的污染，1860年以来，在水中或浆液中除去502的试验在世界上就已进行川。

1930年，世界上最早的商业化烟气脱硫(FlueGasDesuifurization，简称FGD)系统在英国的巴德鲁期·斯万斯电厂，然后在沸鲁巴母发电厂开始了运行。

在巴德鲁期发电厂使用碱性的太晤士河河水作为吸收剂，而斯万斯·沸鲁巴母发电厂则使用浆液滞留槽(反应槽)的石灰浆液作为吸收剂。