濕法煙氣脫硫技術(shù)概述

隨著人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)以及環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，燃煤電站中的大氣排放問題越來越受到人們的關(guān)注，煤炭是我國的主要能源，在中國目前的一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭約占70％，而且在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生改變。由于煤炭消耗量較大，燃燒效率不高，煤燃燒所產(chǎn)生的主要污染物SO2、NOx和煙塵排放量隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快也日益增多。的燃煤和煤中較高的含硫量必然導(dǎo)致SO：的排放。

大氣污染嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境、危害人體的呼吸系統(tǒng)、加大了癌癥的發(fā)病率，甚至影響人類基因造成遺傳疾病。如何有效地消減二氧化硫的排放量，控制二氧化硫?qū)Υ髿馕廴?，保護(hù)大氣環(huán)境質(zhì)量是目前及未來相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)環(huán)境保護(hù)的重要課題之一。目前世界上煙氣脫硫工藝大數(shù)百種之多，在這些脫硫工藝中。石灰石／石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)成熟，具有吸收劑資源豐富、價(jià)格低廉、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前控制酸雨和二氧化硫污染有效地手段＿1j。濕法煙氣脫硫技術(shù)工藝已有幾十年的發(fā)展歷史，技術(shù)上日趨成熟、完善，傳統(tǒng)濕法工藝中的堵塞、結(jié)垢問題得到了很大的改善。

一、FGD系統(tǒng)的吸收原理及工藝流程

石灰石／石膏濕法煙氣脫硫采用低廉易得的石灰石或石灰做脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液于煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓人的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。具體反應(yīng)過程由以下五步實(shí)現(xiàn)：（1）溶質(zhì)二氧化硫由氣相主體擴(kuò)散到氣液兩相界面氣相的一側(cè)；（2）二氧化硫在相界面上的溶解，并轉(zhuǎn)入液相；（3）二氧化硫電離，同時(shí)剩余的二氧化硫由液相界面擴(kuò)散到液相主體；（4）石灰石的溶解、電離于擴(kuò)散；（5）反應(yīng)產(chǎn)物向液相主體的擴(kuò)散劑反應(yīng)產(chǎn)物沉淀的生成。5個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的，脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器出去攜帶的細(xì)小液滴，經(jīng)煙囪排人大氣，脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收利用。剩余漿液于新加入的石灰石漿液一起循環(huán)，這樣可以使加人的吸收劑充分利用，并確保石膏晶體的增長。石膏晶體的正常增長時(shí)終產(chǎn)品處理比較簡單的先決條件。新鮮的吸收劑石灰石漿液根據(jù)PH值和分離二氧化硫量按一定比例直接加入吸收塔＿2J?；竟に嚵鞒讨饕ㄖ品?、漿液制備、預(yù)吸收、吸收塔、氧化、煙氣換熱、石膏脫水等子系統(tǒng)以及其他輔助系統(tǒng)。由除塵器出來的煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)增壓后，進(jìn)入換熱器，與來自吸收塔的凈煙氣進(jìn)行熱交換，一方面將含有較高的二氧化硫濃度的高溫?zé)煔饨禍?，以利于石灰石漿液吸收二氧化硫，另一方面，將來自吸收塔的凈煙氣加熱，以利于煙氣抬升和污染物的運(yùn)輸擴(kuò)散。降溫后的煙氣進(jìn)入吸收塔，由制漿系統(tǒng)制成滿足工藝需要的石灰石漿液于煙氣中的二氧化硫發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。凈化后的煙氣再經(jīng)換熱器排除脫硫裝置。由于亞硫酸鈣不穩(wěn)定，需要進(jìn)一步經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化成穩(wěn)定度惡硫酸鈣，硫酸鈣結(jié)晶生成石膏。石膏漿液經(jīng)石膏脫水制成石膏產(chǎn)品。

二、FED脫硫效率的影響因素

1．吸收液的pH值

吸收液的pH值是影響FED系統(tǒng)脫硫效率的重要因素，它對(duì)系統(tǒng)的影響是非常復(fù)雜的，當(dāng)時(shí)吸收液的PH增高時(shí)，溶液中的氧化鈣濃度相應(yīng)的增大，吸收也中的氫氧化鈣離解成氫氧根離子會(huì)不斷的于二氧化硫水合后離解出的氫離子發(fā)生中和反應(yīng)生成水分子，促使反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，所以只要吸收液的ph值足夠高，溶液中存在的氫氧根離子，就能得到高的二氧化硫吸收率，吸收液的PH與此吸收反應(yīng)式的進(jìn)行程度關(guān)系密切，所以吸收液的PH值直接影響系統(tǒng)的終脫硫效率。

2．液氣比

液氣比（L／G）是指與流經(jīng)吸收塔單位體積煙氣量相對(duì)應(yīng)的漿液噴淋量。他決定酸性氣體吸收所需要的吸收表面。在其他參數(shù)恒定的情況下提高液氣比相當(dāng)于增大了吸收塔內(nèi)的噴淋密度使液氣間的接觸面積增大，傳質(zhì)單元數(shù)將隨之增大，脫硫效率也將增大。要提高吸收塔的脫硫效率，提高液氣比是一個(gè)重要的技術(shù)手段。在實(shí)際工作過程中，允許小的液氣比由吸收劑漿液特性，控制結(jié)垢和堵塞決定。理論分析的液氣比不適用于所有的吸收塔的工程設(shè)計(jì)，但可根據(jù)以下原則考慮：對(duì)于噴淋塔，氣液接觸面積與液氣比成正比，因此液氣比與脫硫效率有直接的正比關(guān)系，而與二氧化硫濃度無關(guān)。

3．煙氣流速和溫度

在其他參數(shù)恒定的情況下，提高塔內(nèi)煙氣流速可提高氣液兩相的湍動(dòng)，降低煙氣和液滴間的膜厚度，提高傳質(zhì)效果。從節(jié)能的觀點(diǎn)來說，空塔流速盡量偏大。另外，噴淋液滴大的下降速度將相對(duì)降低，使單位體積內(nèi)持液量增大，增打了傳質(zhì)面積，增加了脫硫效率。但氣速增加，由會(huì)使氣液接觸時(shí)間縮短，脫硫效率可能下降，這樣要求增加塔高。實(shí)際中煙氣流速提高還影響除霧效果。目前，將吸收塔內(nèi)煙氣流速控制在2．6--3．5m／s較合理，典型值為3m／sJ。

4．鈣硫比的影響

在保持液氣比不變的情況下，鈣硫比增大，注入吸收塔的吸收劑的量相應(yīng)增大，引起漿液PH值上升，可增大中和反應(yīng)的速率，增加反應(yīng)的表面積，使二氧化硫吸收量增加，提高脫硫效率。但是，由于石灰石的溶解度較低，其供給量的增加將導(dǎo)致漿液濃度的提高，會(huì)引起石灰石的過度飽和凝聚，終使反應(yīng)的表面積減小，脫硫效率降低。鈣硫比一般控制在1．O2—1．O5之間l4J。

三、結(jié)束語

石灰石一石膏法脫硫技術(shù)成熟，石灰石來源豐富，脫硫效率商，可減少二氧化硫的排放量，是目前電廠煙氣治理的一種較完善的治理技術(shù)。在今后我們要努力做好系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。