石灰石石膏湿法脱硫效率与喷淋层数之间的关系(理论VS实践)
石灰石对湿法脱硫效率影响的研究

石灰石对湿法脱硫效率影响的研究赵青涛、蒋兟、苏元元摘要:石灰石作为石灰石-石膏湿法脱硫的吸收剂,对烟气脱硫的过程和效率起着最为直接的影响,本文通过对石灰石的成分、粒径、微观结构、操作条件等研究,提出选用优质石灰石以优化脱硫操作,借鉴国内外石灰石活性判别标准,结合生产实际优化系统性能,建立石灰石样品数据库,为实际烟气治理过程中提升石灰石活性以及提高脱硫效率提供依据和指导。
关键词:石灰石、湿法脱硫、活性引言湿法脱硫通常将石灰石破碎磨细成粉状,与水混合搅拌制成吸收浆液,在吸收塔内吸收浆液与烟气充分接触,烟气中的二氧化硫被浆液吸收并经鼓入的空气氧化,最终生成石膏可用于生产建材产品和水泥缓凝剂[1]。
由于石灰石资源丰富、价廉易得,石灰石-石膏法烟气脱硫工艺是当今燃煤锅炉应用最为广泛的湿式烟气脱硫技术[2]。
使用单位在生产运行过程中往往缺乏对石灰石的活性的了解,导致无法调整至最佳的脱硫效率。
1成分钙法脱硫剂中主要有效成分是CaCO3,通常要求脱硫剂内CaCO3的含量应大于90%。
常见的石灰石矿有方解石、白云石、大理石等。
方解石中CaCO3含量较高,相对活性较大,较为适宜。
白云石(MgCO3·CaCO3)中杂质较多,大大降低石灰石的溶解,通常其溶解速度比方解石低3~10倍[3]。
当脱硫剂中MgCO3含量过高时,容易产生大量可溶的MgSO4,减少SO2气相扩散的化学反应推动力,将严重影响脱硫活性。
笔者建议脱硫剂中MgCO3的含量不可超过5%。
脱硫剂中的可溶性铝极易与浆液中的氟离子极易形成AlFx络合物,包覆在石灰石颗粒表面的周围,造成活性的降低,在实际生产运行中会出现即使加入过量的石灰石浆液,pH值依然呈下降趋势的现象,浆液大量起沫,脱硫剂中铝含量越低越好,以保证浆液中的Al3+浓度小于10mg/L。
可溶性铁也具有类似的“包覆”效应,尹连庆[4]认为氧化铁本身具有团聚的现象,少量氧化铁的存在对脱硫影响不大,但其含量高于5%时,对石灰石活性降低明显。
石灰石-石膏湿法脱硫效率分析

石灰石-石膏湿法脱硫效率分析关键词:湿法脱硫脱硫工艺脱硫废水针对脱硫运行中可能造成脱硫效率低的各种原因,提出具体分析和解决办法。
1.脱硫效率低的原因和解决方法1.1吸收剂的pH值脱硫反应的基础是溶液中H+的生成,只有H+的存在才促进了Ca2+的生成,因此,吸收速率主要取决于溶液的pH值。
因此湿式脱硫工艺的应用中控制合适的pH值和保持pH值的稳定是保证脱硫效率的关键。
PH值为6.0时,二氧化硫吸收效果最佳,但此时易发生结垢,堵塞现象。
而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化,石灰石溶解度增加,但二氧化硫的吸收受到抑制,脱硫效率大幅度降低;当pH值为4.5时,二氧化硫的吸收几乎无法进行,且吸收液呈酸性,对设备也有腐蚀。
为此,除热工班组定期校验PH表计外,化验室每周定点化验吸收塔浆液PH值,供运行人员和热工人员作参考。
所以最为合适的PH 值应维持在5.4。
1.2液气比及浆液循环量液气比增大,表明气液接触机率增加,脱硫率增大。
但二氧化硫与浆液液有一个气液平衡,液气比超过一定值后,脱硫率将不再增加。
初始的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触,SO2等气体与石灰石浆液的反应并不完全,需要不断地循环反应,增加浆液的循环量,也就加大了CaCO3与SO2的接触反应机会,从而提高了脱硫效率。
若脱硫吸收塔浆液循环泵出口的部分喷嘴堵塞,喷淋效果就会较差;脱硫系统停运后,就需要通过吸收塔检查孔对吸收塔喷淋层进行喷淋检查,查看喷嘴堵塞情况是否严重;若吸收浆液循环泵内部腐蚀或磨损严重,运行压力不足,均会导致脱硫效率下降。
故每次机组停运检修时,都需安排人员对喷淋层喷嘴进行逐个检查,并根据浆液循环泵运行周期定期更换腐蚀和磨损的部件。
吸收塔浆液循环泵叶轮磨损程度很大,而吸收塔浆液循环泵叶轮的使用寿命为8000小时左右,所以吸收塔浆液循环泵叶轮应定期进行修复。
1.3烟气与吸收剂接触时间烟气自进入吸收塔后,自下而上流动,与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应,接触时间越长,反应进行得越完全。
电厂脱硫培训—石灰石及石膏湿法FGD原理和主要参数

电厂脱硫培训一石灰石/石膏湿法FGD原理和主要参对于一般的湿法脱硫技术喷淋塔而言,吸收液通过喷嘴雾化喷入脱硫塔,分散成细小的液滴并覆盖脱硫塔的整个断面。
这些液滴与塔内烟气逆流接触,发生传质与吸收反应,烟气中的SO2、SOs及HC1、HF被吸收。
S02吸收产物的氧化和中和反应在脱硫塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。
为了维持吸收液恒定的PH值并减少石灰石耗量,石灰石被连续加入脱硫塔,同时脱硫塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和脱硫塔循环泵不停地搅动,以加快石灰石在浆液中的均布和溶解第一节主要运行变量概念1、脱硫塔烟气流速脱硫塔烟气流速是脱硫塔内饱和烟气的平均流速,在标准状态下,它等于饱和烟气的体积流量除以垂直于烟气流向的脱硫塔断面面积。
上述计算中,脱硫塔横断面积不扣除塔内支撑件、喷淋目管和其他内部构件所占有的面积,因此又称为空塔烟气平均流速。
2、液气比液气比表示洗涤单位体积饱和烟气(m3)的浆液体积数(1),即1/G。
3、脱硫塔PH值脱硫塔PH值表示脱硫塔中H'的浓度,是FGD工艺控制的一个重要参数,PH的高低直接影响系统的多项功能。
4、脱硫塔浆液循环停留时间脱硫塔浆液循环停留时间(t)表示脱硫塔浆液全部循环一次的平均的时间,此时间等于脱硫塔中浆液体积(V)除以循环浆液流量(1),即t(min)=60V∕1o5、浆液在脱硫塔中的停留时间浆液在脱硫塔中的停留时间(t)又称为固体物停留时间。
它等于脱硫塔浆液体积(V)除以脱硫塔排出泵流量(B),BPt(h)=V∕Bo固体停留时间也等于脱硫塔中存有固体物的质量(kg)除以固体副产物的产出率(kg∕h)06、吸收剂利用率吸收剂利用率(∏)等于单位时间内从烟气中吸收的SO2摩尔数除以同时间内加入系统的吸收剂中钙的总摩尔数,即n(100%)=已脱除的SO?的摩尔数/加入系统中的Ca的摩尔数X1OO机吸收剂利用率也可以理解为在一定时间内参与脱硫反应的CaC0,的数量占加入系统中的Caeo3总量的百分比。
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率

石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率摘要:目前,脱硫技术广泛应用于大型电厂,而被广泛应用的一项高效脱硫技术是石灰石-石膏湿法脱硫技术。
该技术较为成熟,具有较高的稳定性和较好的效益,但在实际使用过程中,常会出现结垢、堵塞以及腐蚀等技术问题,如果不有效处理存在的问题,则脱硫效果就会大大降低。
本文分析了石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率。
关键词:石灰石-石膏湿法;脱硫技术;脱硫效率;当前时期下世界上使用最多的以及最为广泛地湿式脱硫技术就是石灰石一石膏湿法脱硫技术。
该技术之所以能够被世界广泛地应用。
主要还是在于其工艺较成熟、稳定度较高以及效益较好的原因。
而且对于各种类型的煤都可以进行很好地脱硫,据研究报道。
该技术脱硫效率高这95%以上。
然而,该技术也存在着一定的问题,如结垢、堵塞等方面的问题,这些问题严重影响了该技术的脱硫效率。
一、概述石膏脱水系统主要包括:水力旋流器、石膏浆液缓冲箱、皮带脱水机、气液分离器、真空泵、滤布冲洗泵、滤饼冲洗泵、滤液水箱、石膏仓等设备。
吸收塔内石膏浆液达到一定浓度后,由石膏排出泵排出至石膏浆液旋流站,在旋流站内实现浆液的浓缩分离,旋流站底流自流至石膏浆液缓冲箱,再到真空皮带脱水机,溢流进入滤液水箱。
含水的石膏均匀排放到真空皮带机的滤布上,依靠真空泵的吸力和重力在运转的滤布上形成石膏饼,石膏中的水分沿程被逐渐抽出,脱水石膏由运转的滤布输送到皮带机尾部,在皮带通过卸料滚子时,滤布与石膏滤饼分离,石膏在重力作用下落入石膏仓中,石膏中脱除的水分则进入滤液水箱。
在皮带机尾部,输送完石膏饼的滤布由冲洗水进行清洗,并转回到皮带机入口,开始新的脱水循环工作。
为除去石膏中的可溶性成份(特别是氯离子),在脱水机的中前部设有滤饼冲洗水,不断冲洗石膏饼,使石膏品质满足要求。
从脱水机吸来的空气经气液分离器被排入大气中。
二、石灰石-石膏湿法脱硫技术问题1.结垢以及堵塞。
当石膏最终形成产物的能力>石膏浆液的吸收能力时,石膏瞬间形成晶体,其次,晶体会在不同程度上发生沉淀,而当晶体所形成的沉淀在一定温度影响下,就会达到最高限度,这时,石膏所形成的晶体就会在悬浮液中一直存在的石膏晶体的基础上进一步生长,直到晶体的生长中心形成,其才停止继续生长。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究

石灰石-石膏湿法烟气脱硫影响脱硫效率的因素及最佳解决办法探究摘要:烟气脱硫是现代环保工程中关键的一环,而石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术。
本论文旨在探究影响石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的因素,并提出最佳解决办法。
通过研究和分析不同因素对脱硫效率的影响,可以为湿法烟气脱硫工程的设计和优化提供理论依据。
关键词:石灰石;烟气脱硫;设备改进引言:随着工业化进程的加快和能源消耗的增加,大量的烟气排放给环境带来了严重的污染问题。
其中,烟气中的二氧化硫(SO2)是主要的污染物之一,它不仅对大气环境造成危害,还对人体健康产生不良影响。
为了减少和控制烟气中的SO2排放,烟气脱硫技术成为了重要的环保措施之一。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫技术,其具有成本低、脱硫效率高等优点,被广泛应用于工业领域。
然而,脱硫效率受到多种因素的影响,如石灰石特性、石膏特性、烟气特性等,因此深入研究这些因素对脱硫效率的影响,寻找最佳解决办法,对于提高脱硫工艺的效率和环保效果具有重要意义。
1、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺概述1.1石灰石-石膏湿法烟气脱硫原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫是一种常用的脱硫工艺,其原理基于石灰石和石膏之间的化学反应。
主要步骤如下:一是烟气吸收。
烟气经过预处理后,进入脱硫塔,在塔内与喷射的石灰石石浆接触,烟气中的SO2被吸收到石灰石石浆中形成硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)。
二是氧化反应。
硫酸钙在脱硫塔中被氧化为石膏(CaSO4·2H2O),氧化反应主要由氧化剂催化进行。
三是分离。
石膏颗粒在脱硫塔中与石灰石石浆一起被排出,通过分离装置将石膏颗粒从石灰石石浆中分离出来,形成脱硫石膏。
四是石膏处理。
脱硫石膏进一步处理,经过脱水、干燥等工艺,得到可回收的石膏产品。
1.2工艺流程石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的基本流程如下:一是烟气预处理。
烟气经过除尘装置进行粉尘和颗粒物的去除,确保脱硫系统的稳定运行。
石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨

石灰石-石膏湿法脱硫技术问题及脱硫效率探讨石灰石-石膏湿法脱硫系统在我国火力发电厂得到广泛应用。
近年来,随着国家环保要求的不断提高,烟气污染物是否达标将直接影响到电厂的经济效益,各发电企业越来越重视烟气脱硫设备设施建设。
但是,石灰石-石膏湿法脱硫系统在运行过程中不可避免地出现各种问题,导致脱硫效率下降,严重时直接导致机组降负荷运行,造成巨大经济损失。
湿法脱硫;脱硫效率;运行分析;运行调整引言石灰石一石膏湿法脱硫是目前世界上应用最广泛的一种湿法脱硫技术。
这种技术在世界范围内得到广泛应用。
主要原因是工艺成熟,稳定性好,效益好。
根据研究报告,对各种类型的煤都有良好的脱硫效果。
该工艺脱硫效率高达95%以上。
但该工艺存在结垢、堵塞等问题,严重影响脱硫效率。
1 石灰石浆液品质及PH值对脱硫效率的影响除液气比外,石灰石浆液的质量也是影响脱硫效率的重要因素。
石灰石浆液是石灰-石膏湿法脱硫工艺中的吸收剂,其含碳量直接影响脱硫过程中吸收剂的利用率。
CaCO3含量越高,吸收剂利用率越高。
除CaCO3含量外,石灰石粉还含有杂质,这些杂质可与F-反应生成复杂的化合物,如Al和Mg。
复杂化合物的浓度会抑制石灰石的溶解速度,从而降低石灰石浆液的反应性,影响吸附剂的利用率。
另外,石灰石粉粒径越大,吸收液与烟气的接触面积越小,接触时间越短,脱硫效率越低。
粒径越小,吸收液与烟气的接触面积越大,物理化学反应时间越充分,分离效率越高。
因此,应尽可能减小石灰石的粒径。
但是研磨石灰石也会产生成本。
一般石灰石粉的粒度要达到325目筛标准的90%以上。
在石灰石-石膏湿法脱硫过程中,石灰石浆液与烟气中的SO2发生化学反应的充分程度决定了脱硫效率。
当pH值达到一定程度时,脱硫效率会下降,说明pH值越高越好。
主要原因是pH值过高会阻碍钙的沉淀,从而抑制石膏的生成,从而降低脱硫效率。
一般pH值大于5.8,脱硫效率会下降。
此时石灰石利用率降低,石膏生产过程受阻,石膏质量下降。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫优化研究与实践

层 上部 “ 屋脊式 ” 二 级 除雾 器 , 除 出烟 气 携 带 的 液
滴, 通 过净 烟气 挡 板 经 烟 囱后 排 人 大 气 中。除 雾 器 管 道 和叶 片 均 采 用 纯 聚丙 烯 及 云 母 聚 丙 烯 材 料 制 成, 耐温性强 , 可长时间耐 8 O ℃ 高 温 。胜 利 发 电 厂
机 组 和 湿 法 脱 硫 系统 的 安 全 可 靠 性 及 经 济 运 行 水 平 , 确保 s O 排 放 满足 环 保 要 求 。
关键词 : 石灰 石一 石 膏 湿 法 脱 硫 ; 优化 ; 改进 ; 安 全; 经 济
Ab s t r a c t : Ba s e d o n t h e p r i n c i p l e s a n d p r o c e s s e s o f l i me s t o n e we t F GD, t h e l i me s t o n e — g y p s u m we t F GD o p t i - mi z a t i o n s c h e me o f Sh e n g L i p o we r p l a n t a r e e x p l o r e d . Co mb i n e d wi t h t h e a c t u a l o p e r a t i n g c o n d i t i o n s o f t h e
中图分类号 : X 7 0 1 . 3
文献标识码 : B
文章编号 : 1 6 7 4— 8 0 6 9 ( 2 0 1 3 ) O 3— 0 2 5— 0 3
一
、
1 概 况
胜 利发 电厂一期 2 X 2 2 0MW 机 组 、 二期 2× 3 0 0 MW 机组 , 锅炉 尾 气 处 理 全 部 采 用 石 灰 石一 石 膏 湿 法 烟气脱 硫 工 艺 , 吸收塔为逆流式 喷淋塔 , F G D装
石灰石—石膏湿法脱硫反应原理及效率的影响因素分析

石灰石—石膏湿法脱硫反应原理及效率的影响因素分析摘要:本文通过对我公司石灰石-石膏湿法脱硫运行分析,发现影响石灰石-石膏湿法脱硫效率的部分原因,通过此平台,与相关人员进行学习讨论。
关键词:石灰石—石膏湿法脱硫;原理;影响因素石灰石-石膏湿法脱硫技术的发展已逐渐成熟。
石灰石-石膏湿法脱硫技术主要是运用石灰石浆液作为吸收剂,与烟气中的SO2进行一系列的化学反应,达到净化气体,保护环境的目的。
1.反应原理。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺的主要反应场所是吸收塔。
在此工艺中,送入吸收塔的吸收剂-石灰石浆液与烟气接触混合,烟气中的SO2与吸收剂浆液中的CaCO3以及鼓入的空气中的O2发生化学反应,生成CaSO4•2H2O即石膏;脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴,烟气再热器加热升温后,经烟囱排入大气。
1.1吸收反应的机理。
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下:SO2+H2O→H2SO3(溶解);H2SO3→H++HSO3-(电离)吸收反应是传质和吸收的过程,水吸收SO2属于中等溶解度的气体组分的吸收,根据双膜理论,传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制。
1.2 氧化反应的机理。
部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其他的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:HSO3-+1/2O2→HSO4-;HSO4-→H++HSO42-氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应使液相连续、气相离散。
水吸收O2属于难溶解度的气体组分的吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的控制。
1.3中和反应的机理。
吸收剂浆液被引入吸收塔内中和H+,使吸收塔保持一定PH值。
中和后的浆液在塔内再循环。
中和反应如下:Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4•2H2O+ CO2↑;2H++CO32-→H2O+CO2↑中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石灰石较难溶,因此本环节的关键是增加石灰石的溶解度,反应生成的石膏应尽快结晶,以降低石膏过饱和度。
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王连军
脱硫吸收塔构造 脱离效率计算理论依据 脱硫吸收塔设计思路
脱硫吸收塔构造
石灰石 贮仓 石灰石 破碎 湿式球 磨机 喷淋层 吸收塔
脱硫系统
净烟气
除雾器 旋流器 吸 收 区 石膏 氧化区 真空压滤 脱硫废水
浆液回用
磨机浆 液箱
旋流器 石灰石 浆液箱
原烟气
氧化风 机 石灰石 浆液泵
中和区
浆液循 环泵
石膏排 出泵
图1 石灰石-石膏法工艺流程
脱硫吸收塔构造
理论计算
理论计算
理论计算
理论计算
个人观点 实现传质单元的条件是:(1)足够的洗涤液—液气比 (2)合理的洗涤方式—接触面积、接触时间
双膜理论及其公式转化为实际工程设计,需要考虑 以下内容
SO2 去除效率计算
L/G = f ( Number x Flowrate Circulation Pumps )液气比选循环泵流量
LS G B
Y1 Y 2 X * X 2 min
根据吸收塔吸收传质模型及气液平衡数据计算出 液气比(L/G)。 美国能源部编制的FGD-PRISM程序的优化计算 ,L/G以15L/m3 为宜,此时,SO2的去除效率已 接近 100%。 L/G超过15.5L/m3 后,脱硫效率的提高非常缓慢 ,而提高L/G将使浆液循环泵的流量增大,增加 循环泵的设备费用,同时还会提高吸收塔的压降 ,加大风机的功率及设备费用。 循环浆液量为液气比乘以烟气量(体积)
SO2 去除率的计算
SO2 = 1 - e
k = La Gb Fc Hd Re (pH, d, )
-k
R = pH1.47 df -g
L: G: F: H: 循环浆液量 烟气流量 吸收塔截面积 反应区高度 pH: d: : : pH 值 液滴直径 化学剂量比 石灰石粒径
1. 物料衡算:
G B Y 1 Y LS X 1 X
LS LS 操作线方程: Y X Y1 X1 GS G S
操作线与平衡线的关系:操作线必须处于平衡线之上; 操作线与平衡线之间的距离反映了吸收推动力的大小 ;操作线与平衡线不能相交或相切。 2. 最佳液气比的确定:
(1)烟气流速 在保证除雾器对烟气中所携带水滴的去除效率及吸 收系统压降允许的条件下,适当提高烟气流速,可 加剧烟气和浆液液滴之间的湍流强度,从而增加两 者之间的接触面积。同时,较高的烟气流速还可持 托下落的液滴,延长其在吸收区的停留时间,从而 提高脱硫效率。 另外,较高的烟气流速还可适当减少吸收塔和塔内 件的几何尺寸,提高吸收塔的性价比。在吸收塔中 ,烟气流速通常为3~4.5m/s。许多工程实践表明 ,3.6m/s≤烟气流速(110%过负荷)≤4.2m/s是 性价比较高的流速区域。
经过软件计算(或为实际测定,然后反映在软 件中):一般设置为3~6层,与前文所说的 NTU吸收单元基本相同。
tResidence = f ( Number of spray levels, vGas )
SO2 = f ( L/G , AExchange, tResidence , pAbsorber )
AExchange = f ( dDroplets ) dDroplets = Байду номын сангаас ( pNozzle ) pAbsorber = f ( vGas, Absorber )
(2)喷淋层设计 吸收塔喷淋层的设计,应使喷淋层的布置达到所要 求的喷淋浆液的覆盖率,使吸收浆液与烟气充分接 触,以保证在适当的L/G条件下能可靠地实现所要 求的脱硫效率,且在吸收塔的内表面不产生结垢。 一个喷淋层由带连接支管的浆液母管和喷嘴组成。 浆液循环一般采用单元制设计,每个喷淋层配一台 吸收塔再循环泵,从而保证吸收塔内所要求的浆液 喷淋覆盖率。