基本工藝過程
在石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝中,俘獲二氧化硫(SO2)的基本工藝過程:煙氣進(jìn)入吸收塔后,與吸收劑漿液接觸、進(jìn)行物理、化學(xué)反應(yīng),最后產(chǎn)生固化二氧化硫的石膏副產(chǎn)品?;竟に囘^程為:
(1)氣態(tài)SO2與吸收漿液混合、溶解
(2)SO2進(jìn)行反應(yīng)生成亞硫根
(3)亞硫根氧化生成硫酸根
(4)硫酸根與吸收劑反應(yīng)生成硫酸鹽
(5)硫酸鹽從吸收劑中分離
用石灰石作吸收劑時(shí),SO2在吸收塔中轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)簡(jiǎn)式式如下:
CaCO3+SO2→CaSO3+CO2
CaCO3+2SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2
在此,含CaCO3的漿液被稱為洗滌懸浮液,它從吸收塔的上部噴入到煙氣中。在吸收塔中SO2被吸收,生成Ca(HSO3)2 ,并落入吸收塔漿池中。當(dāng)pH值基本上在5和6之間時(shí), SO2去除率。因此,為了確保持續(xù)高效地俘獲二氧化硫(SO2)必須采取措施將PH值控制在5和6之間;為了確保要將PH值控制在5和6之間和促使反應(yīng)向有利于生成2H++SO2-2的方向發(fā)展,持續(xù)高效地俘獲二氧化硫(SO2),必須采取措施至少?gòu)纳厦娣匠淌街腥サ粢豁?xiàng)反應(yīng)產(chǎn)物物、消耗氫離子H+,以保持ph值和反應(yīng)物濃度梯度。為達(dá)到這個(gè)目的,在濕法脫硫技術(shù)研究過程中采用:通過加入氧氣使硫酸氫氧化生成硫酸根,降低SO32-,通過加入吸收劑CaCO3消耗氫離子H+,維持PH值在5-6之間,同時(shí)使硫酸根與吸收劑反應(yīng)生成硫酸鈣,降低了溶液中硫酸根濃度。 通過鼓入的空氣使亞硫酸氫鈣在吸收塔漿池中氧化成石膏。
Ca(HSO3)2+O2+ CaCO3+3 H2O ←→2CaSO4.2H2O+CO2
石膏結(jié)晶是最終工藝階段,對(duì)于整個(gè)工業(yè)過程是非常重要的,對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。為生產(chǎn)可用的產(chǎn)品必須對(duì)石膏的結(jié)晶過程進(jìn)行有效的控制,使石膏結(jié)晶能夠生成大量易于分離和脫水的石膏顆粒。影響石膏的結(jié)晶的參數(shù)主要是溶液的相對(duì)過飽和度,晶體的增長(zhǎng)還受到晶體生長(zhǎng)的時(shí)間,機(jī)械力、PH值變化等的影響。攪拌懸浮液可以使晶粒大小的分布向顆粒較小的方向轉(zhuǎn)移。達(dá)到一定的相對(duì)過飽和度時(shí),晶種生長(zhǎng)速率突然迅速加快,因此產(chǎn)生許多新顆粒(均勻晶種)。通過PH值的變化來改變的氧化速率有可能直接影響石膏的相對(duì)過飽和度。由于漿液循環(huán)使用,漿液中除石灰石外,還有大量的石膏。當(dāng)石膏達(dá)到一定的過飽和度時(shí)(約130%)抽出一部分漿液送往石膏處理站,制成工業(yè)石膏。剩余漿液與新漿液混合循環(huán),使加入的吸收劑充分被利用,并確保晶體的增長(zhǎng)。石膏晶體的增長(zhǎng)是最終產(chǎn)品處理比較簡(jiǎn)單的先決條件。 同時(shí)從吸收塔漿池中抽出相當(dāng)量的反應(yīng)物并送到石膏處理站。這批物料流的組分和吸收塔漿池中懸浮液相同,但是為了使其與懸浮液區(qū)別開,稱為石膏漿液。在殘余水分小于10%重量的干石膏作為副產(chǎn)品從最后的工藝流程階段排出。除了SO2外, Cl、F以很高的效率從煙氣中排出。除氯化物、佛化物外,一系列的不溶性組分例如氧化鐵,氧化鋁和硅酸鹽隨一級(jí)脫水中產(chǎn)生的稀釋流有相當(dāng)一部分作為廢水排放,以保證那些不需要的雜質(zhì)在吸收漿液中的濃度保持在正常范圍內(nèi)。
綜上所述,脫硫效率控制主要是通過以下手段控制的:
1、控制吸收塔漿液的PH值(通過新石灰石漿液的加入)
2、增加煙氣在吸收塔內(nèi)部的停留時(shí)間(增開循環(huán)漿泵)
3、控制石膏晶體
3.2.3爐內(nèi)噴鈣
碳酸鈣通過計(jì)量通過壓縮空氣加壓噴入鍋爐燃燒室內(nèi),通過高溫分解石灰石為生石灰,與煙氣中二氧化硫反應(yīng),起到初步脫硫效果。鈣硫比:2.5左右達(dá)到脫硫效果(40%左右脫硫效率)。
爐內(nèi)噴鈣脫硫反應(yīng):
CaCO3→CaO+CO2(850℃)
CaO+SO2→CaSO3