1、石灰法脫硫機理

石灰法脫硫是一個典型的化學(xué)吸收過程，包括如下步驟：

SO₂+H₂O →H₂SO₃

H₂SO₃ →H⁺+HSO₃^-

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ → Ca²⁺+2OH^-

Ca²⁺+HSO₃^-+1/2H₂O →CaSO₃·1/2H₂O+H⁺

SO₃^2-+1/2 O₂ →SO₄^2-

HSO₃^-+1/2 O₂ →SO₄^2-+H⁺

Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O →CaSO₄·2H₂O

H⁺+OH^- →H₂O

2、工藝流程介紹

由于煙氣中的二氧化硫含量非常高，系統(tǒng)運行壓力非常大，因此整套脫硫系統(tǒng)分為兩大階段，一是吸收段，由一級脫硫塔、二級脫硫塔、三級脫硫塔、制漿池、漿液泵、泥漿泵、脫硫石膏脫水裝置、工藝水箱、工藝水泵組成，配套相關(guān)管線、閥門及儀表。二是除霧除塵段，由凈化塔、排煙筒等組成，配套相關(guān)管線、閥門及儀表，具有較強的除霧和除塵的能力。

煙氣通過引風(fēng)機引入一、二級脫硫塔內(nèi)，在脫硫的同時對煙氣進行降溫。每層噴淋都由獨立的供液管道連接，每個供液管道上均由泥漿專用閥門控制，隨時可以將各層噴淋層啟停，并配有壓力表，隨時監(jiān)控噴淋層的工作狀態(tài)。在三脫硫塔內(nèi)，經(jīng)過漿液噴淋層進一步脫硫后，此時煙氣中的二氧化硫含量將達到設(shè)計的排放濃度，進入凈化塔。凈化塔由旋流板式除霧器、沖洗層組成，經(jīng)過凈化之后達標(biāo)的煙氣經(jīng)由煙囪排出。整套脫硫裝置主要是將煙氣的工藝距離增加，使得煙氣經(jīng)過多級的脫硫處理后，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。在運行過程中，可以根據(jù)煙氣的實際情況，調(diào)整漿液噴淋層的工作層數(shù)，這樣能夠有效地節(jié)約運行成本，同時還能延長噴淋層的使用壽命。

3、工藝原理

當(dāng)吸收劑通過噴嘴霧化噴入煙氣時，吸收液分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴在與煙氣逆流接觸時SO2被吸收。這樣，SO2在吸收區(qū)被吸收，吸收劑的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的儲液區(qū)完成并***終形成石膏。

為了維持吸收劑恒定的pH值并減少石灰耗量，吸收塔內(nèi)的吸收劑被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地攪動。

收塔中的SO2的脫除原理如下：

煙氣中的SO2與漿液中氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣：

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+SO2+H2O → CaSO3·?H2O+?H2O+CO2                            (1)

通過煙氣中的氧氣和亞硫酸氫根的中間過渡反應(yīng)，部分的亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化成石膏：

CaSO3 · ?H2O + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2 + ?H2O                (2)
Ca(HSO3) 2 +?O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O                (3)

吸收塔漿液池中剩余的亞硫酸鈣通過由氧化風(fēng)機鼓入的空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸鈣。在該反應(yīng)過程中直接的氧化是次要的，而主要是通過亞硫酸氫根與氧氣的反應(yīng)完成：

Ca(HSO3) 2 +?O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O               (4)

當(dāng)然，也有其他的反應(yīng)，如：三氧化硫，氯化氫和氫氟酸與碳酸鈣的反應(yīng)，反應(yīng)生成石膏和氯化鈣和/或氟化鈣化合物：

CaCO3 + SO3 + 2H2O → CaSO4·2H2O+CO2                                 (5)
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2                                       (6)
CaCO3 + 2HF → CaF2+H2O+CO2                                              (7)

吸收塔漿液池中的pH值通過加入石灰石漿液來控制，在吸收塔漿液池中的反應(yīng)需足夠長的時間以使石膏能產(chǎn)生良好的石膏結(jié)晶（CaSO4·2H2O）。

氧化風(fēng)機用以向吸收塔漿池提供足夠的氧氣，以便于石膏的形成。氧化空氣通過噴管分布到吸收塔漿液池中。

4、脫硫性能技術(shù)指標(biāo)

1、設(shè)計應(yīng)能滿足煙氣量80%-120%的范圍（二氧化硫總量不變）內(nèi)變化時各種工況下仍可正常運行且保證脫硫效率和排放指標(biāo)；

2、脫硫塔出口煙氣SO2≤100 mg/m3；

3、脫硫塔入口煙氣含塵量≤50mg/m3時，出口含塵量：≤30mg/m3；

4、自動控制

（1）脫硫系統(tǒng)采用DCS自動控制系統(tǒng)；

5、脫硫設(shè)備主體與生產(chǎn)設(shè)備主體內(nèi)部采用耐酸堿、耐高溫、耐磨損的材料制作；主體壽命≥10年；

6、石膏滿足煙氣脫硫石膏JC/T2074-2011 標(biāo)準(zhǔn)中三級石膏的技術(shù)要求。

（1）含水率：≤12%；

（2）二水硫酸鈣（干基）：≥85%。

（3）二水亞硫酸鈣（干基）：≤1%。

5、工藝系統(tǒng)組成

脫硫系統(tǒng)主要包括煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、事故排放系統(tǒng)、電氣控制儀表系統(tǒng)等。

 6、工程業(yè)績

葫蘆島興達冶煉廠  25000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統(tǒng)

嵩縣金元有色金屬材料加工有限公司  20000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統(tǒng)

洛陽龍泉電力有限公司  2*660MW發(fā)電機組石灰石膏法脫硫技改

高密光大鐵合金有限公司  26000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統(tǒng)

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