石灰石脱硫剂设备,并且易于控制结垢与堵塞

以下是引用片段：近20年来,我国的烟气脱硫技术的开发、应用及产业化发展迅速,积累了不少工程经验,技术水平不断提高。

与干法或半干法烟气脱硫相比,湿式烟气脱硫工艺具有脱硫率和脱硫剂利用率高、操作稳定可靠、工程经验多等诸多优点,其中的石灰/石灰石湿式湿式脱硫技术因脱硫剂价廉易得,故应用最为广泛并得到不断改进和完善,技术日趋成熟。 石灰脱硫结垢成因及控制措施石灰脱硫结垢成因 湿式烟气脱硫系统可能形成的垢物包括亚硫酸钙半水合物、硫酸钙二水合物(石膏)、碳酸钙或氢氧化钙,除石膏外,其他几种垢物都是酸溶性的,因此通过适当调节浆液pH值可得到有效控制。 因为石灰石浆液在脱硫洗涤过程中pH值较低,亚硫酸钙又可达到很高的过饱和度而不沉淀,所以很少发生碳酸钙和亚硫酸钙结垢。 对石灰法,控制pH值小于9可有效抑制亚硫酸钙半水合物结垢,对添加剂强化过程,浆液pH值多在610～715范围,故一般也不存在氢氧化钙和亚硫酸钙结垢问题。 但石膏结垢受pH值影响很小,通过调节pH值难以防止其形成,故如何控制石膏结垢成为问题的关键。

研究表明,当浆液中亚硫酸盐的氧化率在15%至80%～90%范围时,脱硫除尘器系统易发生石膏结垢。 当氧化率在15%以下时,硫酸钙与亚硫酸钙发生共沉淀,此时对石膏来说操作是在非饱和状态下进行,其结垢现象便不会发生;当氧化率在90%以上时,浆液里有石膏晶体存在,硫酸钙将首先在其晶体上沉淀,从而避免设备表面上的结垢。 石灰脱硫阻止结垢措施 根据以上分析,控制石膏结垢主要从两个方面考虑一是抑制亚硫酸盐的氧化,使硫酸钙在非饱和状态下操作;二是强制氧化,使浆液中有足够的石膏晶体存在。

石灰脱硫抑制氧化 根据研究,二氧化硫水溶液的液相氧化反应主要是微量金属催化作用的结果,若无微量金属存在,则氧化速率可忽略。

因此,采用螯和剂及抗氧化剂将微量金属屏蔽起来或清除链反应自由基,可达到抑制氧化的目的。

关于氧化抑制剂,初期采用的是硫代硫酸钠,Gibson电站以价格便宜的元素硫替代硫代硫酸钠获得了成功。 工业应用已证明,通过向脱硫系统加乳化硫而现场产生硫代硫酸根的办法,可有效地抑制亚硫酸盐的氧化。 一般认为,硫代硫酸盐能“吃掉”亚硫酸盐液相催化氧化反应过程中的自由基,使氧化率降低,从而达到抑制结垢的目的。 为进一步降低成本,美国EPRI等提出以气体脱硫(H2S)过程产生的固体元素硫来替代商品乳化硫。 铁基催化液相氧化还原脱H2S过程产生的元素硫含有少量螯合剂,对抑制氧化是有益的。 试验表明,采用液相氧化还原硫产物做湿式脱硫过程的氧化抑制剂,其抑制氧化等作用与商品乳化硫相当,无副作用。 采用抑制氧化方式控制石膏结垢存在的问题是脱硫固相产物为颗粒较细的亚硫酸钙半水合物,其过滤脱水较困难。 石灰脱硫强制氧化 与抑制氧化相反,强制氧化是尽可能将浆液中的亚硫酸盐氧化,使固相产物以石膏为主。 此法的优点是脱硫产物石膏晶粒比亚硫酸钙半水合物晶粒大,其过滤脱水性能较优。 强制氧化需设置氧化风机向浆液鼓入空气,可在脱硫系统的不同位置进行,较好的选择是在脱硫除尘器的底段进行,这样可使随气体逸出的二氧化硫在脱硫塔中再次被吸收,从而避免因强制氧化带来的污染问题。

石灰脱硫防止结垢其他措施 适当增大液气比、延长循环槽停留时间,可降低硫酸钙的饱和度,有利于抑制石膏结垢。 减少碳酸钙粒径,可提高其利用率,被气流带到除雾器等下游设备管道的量较少,有利于防止因二次吸收造成的结垢。

采用硫酸镁、硫酸钠、己二酸等无机或有机添加剂,可促进石灰/石灰石的溶解,提高脱硫率和石灰/石灰石的利用率,降低浆液中的浓度,故亦有利于抑制石膏结垢。 事实上,使用添加剂,还可改变固体产物的晶型结构,使其更易去除。

另外,应尽量选用结构简单、不易堵塞、操作弹性宽的脱硫设备,从国内外的应用情况看,喷淋塔、旋流板塔等有较好的防堵性能,应优先考虑,而填料塔显然不适宜。

关键词烟气脱硫湿法脱硫干式脱硫1前言我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70％左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。 火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加。 加强环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保证。 所以，加大火电厂SO2的控制力度显得非常紧迫和必要。 SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被认为是控制SO2最行之有效的途径。 2各种烟气脱硫技术的开发与应用2.1湿法烟气脱硫技术所谓湿法烟气脱硫，特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。 由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高，如用石灰做脱硫剂时，当Ca／S=1时，即可达到90的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。 但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初投资大，运行费用也较高。

2.1.1石灰石/石灰抛弃法以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂，在吸收塔内对SO2烟气喷淋洗涤，使烟气中的SO2反应生成CaCO3和CaSO4，这个反应关键是Ca2 的形成。 石灰石系统Ca2 的产生与H 的浓度和CaCO3的存在有关；而在石灰系统中，Ca2 的生产与CaO的存在有关。

氧化钙

石灰石系统的操作PH值为5.8—6.2，而石灰系统的PH值约为8（美国国家环保局）。 石灰石／石灰抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备装置、吸收塔和脱硫后废弃物处理装置组成。 对于石灰石／石灰抛弃法，结垢与堵塞是问题，主要原因在于：溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积：氢氧化钙或碳酸钙沉积或结晶析出；反应产物亚硫酸钙或硫酸钙的结晶析出等。 所以吸收洗涤塔应具有持液量大、气液间相对速度高、气液接触面大、内部构件少、阻力小等特点。 洗涤塔主要有固定填充式、转盘式、湍流塔、文丘里洗涤塔和道尔型洗涤塔等，它们各有优缺点，脱硫效率高的往往操作的可靠性最差。

脱硫后固体废弃物的处理也是石灰石／石灰抛弃法的一个很大的问题，目前主要有回填法和不渗透地存储法，都需要占用很大的土地面积。 由于以上的缺点，石灰石／石灰抛弃法已被石灰石／石膏法所取代。 2.1.2石灰石/石膏法该技术与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏），脱硫的副产品为石膏。 同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90的脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。