H2 SO3 被离解为 H + 及 HSO3 - 离子. 其中 :一部分 HSO3 - 被烟气中的 O2 氧化成 H2 SO4 ,再和浆液中 的 CaCO3 反应生成 CaSO4 ·2H2O (即石膏 ) ;另一 部分 HSO3 - 在 吸 收 塔 贮 槽 中 被 空 气 氧 化 成 H2 SO4 ,再和原料中的 CaCO3 中和 ,形成 CaSO4 · 2H2 O. 由此可见 ,湿式石灰石 2石膏法脱除烟气中 SO2 主要有两大过程 : 一是吸收 ,二是氧化 [ 2 ]. 其 主要反应为
Techn ique and Ana lysis of D esulfur iza tion of W et L im estone2gypsum
WANG Fu2yong
( Fu jian E lectric V oca tiona l and Techn ica l College, Q uanzhou 362000, Ch ina)
王富勇 :湿式石灰石 2石膏法脱硫技术及分析
135
酸 (如己二酸 ) 、表面活性剂等. 另外 ,为防止喷雾嘴和除雾器结垢 ,在采用简
单构件的同时 ,应加强过滤与清洗. 2. 2. 2 防止磨损
为了防止磨损 ,必须做到如下几点. (1)设计时设备采用耐磨材料 ,并加内衬 (如 泵采用衬胶技术 )或涂敷耐磨损材料 ; 磨损严重 部位 (如管道的弯头 、三通以及变径管等 ) ,可采 取特殊防护措施 ,其备件应采用防磨材料制造 ,以 便维修和更换. (2)运行时采用合理的流速 (金属磨损与流 速的 3～3. 5次方成正比关系 ) ;并控制流体中的 固体颗粒含量 (撞击次数越多磨损越多 ) ,如对进 入吸收塔前的烟气进行高效除尘 (静电除尘 ) ;还 要加强运行监控 ,以减少进入泵内的空气量 ,调整 好吸入侧护板与叶轮之间的间隙 ,以减少气蚀磨 损. ( 3 )检修时应加强对磨损严重部位的检测和 修复. 2. 2. 3 防止腐蚀 防止腐蚀的措施主要有以下几条. (1)优化设计 根据流体的组成 、温度和浓 度等使用耐腐材料 ,并考虑防腐内衬的施工. 如重 庆珞璜电厂二期脱硫系统热交换器采用 ND 钢 , 并设计成光管式 ,减小壁厚 ,加大肋片厚度 ,增加 肋片间距 ;吸收塔采用内衬玻璃鳞片树脂技术 ,不 但基本解决了低腐问题 ,减少了维护费用 ,而且提 高了运行的可靠性 [4]. 又如连州电厂采用不锈 钢 、氯丁基橡胶 、玻璃鳞片涂层和玻璃钢等防腐材 料 ,有效地解决了腐蚀问题 [ 3 ] . (2)加强运行监测和维护 如 pH 值范围的 监测 ,因为控制 pH 值对脱硫效率和防止氧化皮 有重大作用 ,但不适当地降低 pH 值也会导致加 速腐蚀. 因此 ,运行时要及时清理沉积物和氧化 皮 ,否则会增加点蚀和缝隙腐蚀. 2. 2. 4 生成物的利用和处理 石灰石 2石膏法脱硫的主要附产物是二水石 膏 (CaSO4 ·2H2O ) ,其纯度一般在 90%以上 ,日 本 、法国的利用率都在 90%以上. 通常可采用以 下 3种方法利用二水石膏. ( 1 )将石膏仓中的粉状二水石膏直接卖给用 户 (主要是建材部门 ) ,加工成石膏制品 ; (2) 将粉 状二 水石 膏加 工 成 半 成 品 (如 粒
(3)液气比要适当 注意选用适当的液汽 比 ,设计合适的循环液量 、吸收塔液室容量 ,以控 制石膏的饱和度 ,并确保石膏晶种的生成.
(4)选择合理的工艺 如在吸收塔入口烟道 增加冲洗水喷嘴 ,定期冲洗结尘 ,以减少结垢.
在日本 CT2121工艺中 ,气体分散方法使表观 气流流速可达数千 m3 / (m2 ·h) ,形成的汽泡层 使气液界面加大 ; JBR 内反应区由于空气鼓泡与 机械搅拌 ,使空气与液体充分混合 ,再加上有悬浮 的石膏晶种和足够的停留时间 ,可使石膏晶粒长 至需要的大小 [ 3 ] ,从而大大减轻了结垢和堵塞.
收稿日期 : 2005 - 03 - 08
王富勇 :湿式石灰石 2石膏法脱硫技术及分析
133
1 脱硫原理及工艺流程
该法使用石灰石作为吸收剂 ,副产品是脱硫 石膏 ,具有价廉 、技术成熟 、运行稳定可靠 、脱硫效 率高 (大于等于 95% ) 、Ca / S比低 ( 1. 03～1. 05) 、 适用于任何煤种 、脱硫副产品可用率高等优点. 目 前 200 MW 及以上容量机组大多选择湿式石灰石
第 21卷第 2期 2005年 6月
上海电力学院学报
Jou rna l of Shangha i U n ive rsity of E lec tric Powe r
文章编号 : 1006 - 4729 (2005) 02 - 0132 - 05
Vol. 21, No. 2 June 2005
2. 2 改进措施
2. 2. 1 防止结垢和堵塞 在吸收塔的结构设计方面应尽量做到以下几
点. (1)型式合适 目前用于湿法烟气脱硫系统
的典型吸收塔有喷淋塔 、填料塔 、多孔板塔 、液柱
塔等 ,使用最为广泛的是喷淋洗涤塔 (塔内无复 杂的结构部件 ).
(2)结构简单 内部结构不能复杂 ,一般采 用无浆液停滞的塔结构. 如重庆珞璜电厂就选用 中空的液柱塔 ,塔内设置上百个陶瓷喷嘴. 喷嘴喷 出约 6 m 高的液柱 ,烟气与脱硫浆液逆流接触 ,从 而使塔内结垢大大减少 [ 4 ].
Abstract: There are m any ways of flue gas desulfurization in power p lants. A t p resent wet lim estone2gyp sum in the wet desulfurization is one of the most popular methods in the world because of its low cost in materials, easy access, less investm ent, low operation cost and w ide app lication. This paper offers suggestions on how to consummate the technique of wet limestone2gyp sum further. Key words: wet; desulfurizing technique; limestone2gyp sum m ethod; fouling; resultant
- 石膏法脱硫工艺 , 如重庆珞璜电厂的 2 ×360 MW 机组 、重庆电厂的 2 ×300 MW 机组 、扬州电 厂 1 ×200 MW 机组 、京能热电厂 1 ×200 MW 机 组等.
北京一热 2 ×410 t/ h炉采用湿式石灰石 - 石 膏法 脱 硫 工 艺 , 其 排 放 出 的 SO2 只 有 5 ～ 8 mg /m3 ,远低于国标 400 mg /m3.
在运行操作方面 ,要做到以下几点. (1)提高除尘器的效率和可靠性 ,强化除尘 效果 ,严格控制烟气带入的尘量. (2)为加快亚硫酸钙的氧化速度 ,压缩空气 最好以极细小的气泡送入 ,一般宜采用回转式雾 化器将压缩空气送入氧化塔底. 在保证强制氧化 的空气 量 方 面 , 应 控 制 好 氧 化 风 机 的 台 数 , 使 CaSO3氧化成 CaSO4 的量增加. ( 3 )控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和 (过饱和度小于等于 140% ) ,以保持一定的晶种 , 使石膏晶体的生长有较大优势. (4)控制吸收液中水分蒸发速度和蒸发量 , 防止过饱和. (5)控制溶液的 pH 值 ,防止发生剧变. 如能 将浆液的 pH 值控制在 4. 5 左右 ,则亚硫酸钙氧 化成硫酸钙的环境最佳 ,可保证亚硫酸钙的氧化 率. ( 6 )根据锅炉的负荷即烟气排放量的多少作 跟踪调节控制. (7)依据运行经验控制启停循环泵的台数 , 并尽可能使脱硫系统连续稳定运行 ,以减少系统 启停的次数. (8)通过加添加剂的方法 ,增加 HSO3 - 的活 度 ,降低 Ca2 +的浓度 ,使系统在未饱和状态下运 行 ,防止硫酸钙结垢 ,如添加氯化钙 、氧化镁 、有机
亚硫酸钙的混合浆液用泵送入 pH 调节槽 ,加酸 将 pH 值调至 4. 5左右 ,然后送入氧化塔 ,由加入 的约 5 kg / cm2 的压缩空气进行强制氧化 ,生成的 石膏浆液经增稠浓缩 、离心分离和皮带脱水后形 成石膏制品.
吸收剂的制备是将石灰石磨制成石灰石粉 ,
134
上 海 电 力 学 院 学 报 2005年
湿式石灰石 2石膏法脱硫技术及分析
王富勇
(福建电力职业技术学院 ,福建 泉州 362000)
摘 要 : 火力发电厂烟气脱硫方法之一的湿式石灰石 2石膏法脱硫法 ,其主要优点是 :原料价廉易得 ;投资及 运行费用较低 ;技术应用广且成熟. 并提出了进一步完善湿式石灰石 - 石膏法脱硫技术的建议.
关键词 : 湿式 ;脱硫技术 ;石灰石 2石膏法 ;结垢 ;生成物 中图分类号 : X701. 3 文献标识码 : A
1. 1 脱硫原理
1. 2 工艺流程
石灰石 2石膏法脱硫的基本原理是 :进入吸收 塔烟 气 中 的 SO2 被 吸 收 而 成 为 H2 SO3. 此 时 ,
湿式石灰石 2石膏法的脱硫工艺流程如图 1 所示.
图 1 湿式石灰石 2石膏法的工艺流程
此工艺流程主要包括烟气系统 、吸收系统 、吸 收剂制备系统 、石膏脱水及储存系统等. 基本工艺 流程为 :除尘后的烟气经热交换及喷淋冷却后进 入吸收塔内 ,与吸收剂浆液逆流接触 ,脱除所含的 SO2 ,净化后的烟气从吸收塔排出 ,通过除雾和再 热升压 ,最终从烟囱排入大气. 吸收塔内生成的含
酸雨污染每年给我国造成的损失超过 1 100 亿元人民币 ,占国内生产总值的 2% ～3%. 按照 目前控制污染的方式和力度 ,预计到 2020 年 ,我 国 SO2 排放量将达到 2. 8 ×107 t左右 ,超过大气 环境容量约 1. 6 ×107 t,将对生态环境和人体健