石灰石为脱硫剂喷雾干燥法烟气脱硫实验研究
烟气脱硫工程用石灰石活性实验
烟气脱硫工程用石灰石活性实验总结报告南京理工大学大气污染控制课题组2008年7月22日南京1任务来源与背景目前在燃煤火电厂应用的各种烟气脱硫技术中，湿法烟气脱硫(WFGD)技术最成熟，已经工业应用了几十年，是烟气脱硫的主流技术。
在WFGD中，石灰石溶解是一个重要的速率控制步骤，对系统的正常运行、脱硫效率和运行费用等起着重要作用。
要挑选合格的石灰石，除考虑其运输费用、石灰石硬度和碳酸钙含量等外，还应根据其反应活性来选择石灰石脱硫剂。
南京理工大学大气污染控制课题组与苏源环保工程股份有限公司合作，对其在烟气脱硫工程使用的1种石灰石样品进行脱硫活性筛选实验。
课题组经过近1个星期的紧张工作，现已完成了合同书要求的各项工作，现把实验结果报告如下。
2 实验2.1 实验装置及方法实验采用酸滴定法测定石灰石溶解速率。
石灰石活性测定实验装置如图1所示。
图1 实验装置示意图(1) 玻璃釜式反应器；(2) 数字式电动搅拌器；(3) pH电极；(4) 数字式pH计；(5) 酸式滴定管；(6) 温度计；(7) 超级恒温水浴用JJ-1型精密增力电动搅拌器（常州国华电器有限公司生产）控制反应转速；用501型超级恒温水浴（上海市实验仪器厂）控制反应温度为50 ℃；溶液的pH值则由意大利HANNA INSTRUMENTS公司生产的酸度计连续测量，每次实验前酸度计用该公司生产的标准缓冲溶液（缓冲溶液pH值分别为7.00、4.01）校准。
2.2石灰石脱硫剂本实验采用苏源环保公司提供的1种石灰石试样，对石灰石试样进行研磨，然后用325目筛过筛，得到试验用石灰石粉料。
采用X 荧光衍射测定石灰石试样的化学成分，结果如表1所列。
样品1 CaCO 3含量为99.29 %，SiO 2含量为0.11 %，属正常。
表1 试验用石灰石的化学成分（%）CaCO 3 MgCO 3 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 MnO TiO 2 烧失量 P 2O 5 K 2O 样品1 99.29 0.8367 0.11 0.07 0.09 0.003 0.006 43.53 0.02 0.00 `Q3 实验结果与讨论3.1石灰石转化率的计算本实验采硫酸溶解石灰石。
石灰石_石膏湿法烟气脱硫系统石灰石活性研究
能源研究与信息第24卷 第1期 Energy Research and Information V ol. 24 No. 1 2008收稿日期：2007-12-03作者简介：孙玉庆(1981-)，男(汉)，硕士研究生，asdfg_1234as@ 。
文章编号: 1008-8857(2008)01-0023-06石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统石灰石活性研究孙玉庆1, 张惠娟2, 高小燕1(1. 内蒙古工业大学 能源与动力工程学院, 呼和浩特 010051;2. 内蒙古电力工程技术研究院, 呼和浩特 010051)摘 要: 石灰石作为湿法脱硫的吸收剂，对烟气脱硫的过程和效果有着重要影响。
对石灰石活性的研究不仅有利于火电厂选择合适的石灰石，而且对于优化工艺参数也具有重要意义。
分别从石灰石的物理性质(CaCO 3的含量、粒径、地质年代)及其所处的运行环境(浆液的PH 值、浆液中所含离子、CO 2浓度、温度、搅拌等)来分析影响石灰石活性的因素，指出了维持石灰石高活性时这些因素的典型设计范围，并根据我国国情提出了开展石灰石活性研究的建议。
关键词: 烟气脱硫; 石灰石活性; 消溶中图分类号: X701.3 文献标识码: A烟气脱硫是降低常规燃煤电厂硫氧化物排放的比较经济且最为有效的主要方法，其中以石灰石/石膏湿法工艺为主流，它具有技术成熟，运行经验丰富，吸收剂来源丰富、价格低廉，脱硫效率高等优点。
随着新排放标准《火电厂大气污染排放标准》(GB13223-2003)和《排污费征收管理条理》的出台必将带来我国石灰石/石膏湿法规模应用的开展。
在石灰石/石膏湿法脱硫系统中，吸收剂是石灰石，它的消溶速度制约着整个系统对二氧化硫的吸收速度，而衡量石灰石消溶性能的一个重要参数就是石灰石的活性。
对石灰石活性的研究不仅有利于设计阶段选择合适的石灰石，而且对于提高系统的性能和可靠性用也具有重要意义。
目前还没有一个为大家普遍认可的石灰石反应活性的定义。
烟气脱硫湿法用石灰石粉标准-概述说明以及解释
烟气脱硫湿法用石灰石粉标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章的开篇，主要介绍文章的主题和背景。
在烟气脱硫湿法中，石灰石粉起着非常重要的作用。
本文旨在探讨石灰石粉在烟气脱硫湿法中的应用以及相关的标准和质量要求。
通过深入了解石灰石粉在烟气脱硫湿法中的作用和要求，可以更好地指导工程实践，并提高脱硫效率和设备运行的稳定性。
从而促进环保产业的发展和经济的可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分应该包括以下内容：文章结构部分应该详细介绍本文的结构和每个部分的内容。
主要介绍引言、正文和结论三个部分，并说明每个部分的主要内容和目的。
同时，可以简要描述一下各部分之间的逻辑关系和联系，以便读者更好地理解整篇文章的内容和结构。
在文章结构部分，可以用一些提纲挈领的语言，简洁明了地介绍本文的组织结构，让读者能够快速了解文章的整体布局和内容安排，为后续的阅读提供一个清晰的指引。
1.3 目的本文的目的旨在探讨石灰石粉在烟气脱硫湿法中的标准化和质量要求。
通过分析石灰石粉在湿法烟气脱硫中的应用，以及现有的标准和质量要求，我们旨在为相关行业提供参考，促进石灰石粉在脱硫工艺中的有效应用。
同时，我们还希望通过这篇文章的撰写和讨论，增进对石灰石粉在环保产业中的重要性的认识，为未来石灰石粉标准的制定和发展提供有益的借鉴。
2.正文2.1 烟气脱硫湿法概述烟气脱硫湿法是一种常见的工业废气治理技术，主要用于去除燃煤、燃油等燃料燃烧产生的二氧化硫等有害气体。
该技术通过将含有二氧化硫的烟气喷淋至含有碱性溶液（如石灰石粉溶液）中，从而使二氧化硫在溶液中发生化学反应，转化为硫酸或硫化钙等物质，最终达到减少大气污染的目的。
烟气脱硫湿法具有操作简单、效率高、处理效果稳定等优点，因此在工业生产中被广泛应用。
此外，该技术还可以有效降低燃料燃烧过程中产生的二氧化硫对环境和人体健康造成的危害，有着显著的环保和健康保护意义。
在烟气脱硫湿法中，石灰石粉作为常用的脱硫剂，具有吸收二氧化硫效率高、成本低廉等优点。
石灰石-石膏法脱硫原理的探讨
石灰石-石膏法脱硫原理的探讨摘要：随着环境标准提高，石灰石-石膏法、喷雾干燥法、循环流化床烟气脱硫法等必定会广泛应用于煤炭锅炉烟气脱硫中，随着科技进步会有很多其它脱硫工艺应用于工业实践。
石灰石—石膏法脱硫方法经济合理，经全面技术经济比较后优选确定。
关键词：脱硫，烟尘，石膏浆液密度，石膏1.项目概况内蒙古鄂托克前旗某矿业有限公司现有锅炉房中内设2台SZL20-1.25-AII型蒸汽锅炉，锅炉烟气设置水浴加碱脱硫除尘设施，原设计执行的是《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001），锅炉烟气中固体颗粒物、SO2的浓度已不能满足现行的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）的要求，通过烟气治理改造后锅炉大气污染物达到环保新排放标准要求。
根据大多数锅炉使用企业的现场情况，为保证锅炉废气达标排放，我公司拟采用一级旋流板吸收塔石灰-石膏法脱硫的二级除尘脱硫工艺。
对于2台20吨锅炉，现设计两套LCMD-1490除尘器，一套40吨脱硫塔，采用一级袋式除尘器除尘，去除烟尘，保证烟尘排放浓度在50mg/m3以下，使烟气中仅含有二氧化硫和及少量可忽略不计的烟尘，再经过高效的旋流板吸收塔脱硫去除氧化硫，旋流板吸收塔的脱硫效率可达到90%以上，并随板塔级数的增加而增加。
根据国家环保局关于推广湿法脱硫的意见及企业现状，设计采用湿法脱硫工艺。
设脱硫塔1座，圆形结构，直径Ф3.5米，高20米。
塔体采用耐火阻燃型钢制内衬玻璃鳞片制作。
设计选用廉价石灰CaO作脱硫剂。
即石灰经消化后，加水搅拌，制成Ca （OH）2浆液，用水泵送至脱硫塔与烟气接触，吸收烟气中的SO2。
设计钙硫比为1：12。
脱硫工艺系统组成：脱硫工艺由主塔、水气分离装置、脱硫风机、石灰投加系统、烟气连续监测系统、循环水系统及管道组成。
2.工作原理脱硫除尘采用《涡轮导波旋涡微分潜水装置》。
它是我国新一代脱硫除尘一体化高新技术设备。
其除尘率可达99.8，脱硫率95% ～99%。
石灰石湿法烟气脱硫过程的优化分析
石灰石湿法烟气脱硫过程的优化分析湿法烟气脱硫是一个复杂的化学、物理反应过程，包括二氧化硫吸收、石灰石溶解、石膏结晶等几个阶段，反应物、温度、pH、停留时间等条件都影响反应的进行，脱硫化学反应工艺的调整就是对这些反应条件进行优化控制。
1.确保反应原料的品质参与脱硫反应的物质除了原烟气外，还有脱硫荆石灰石和工艺水，它们直接影响反应，或与其它物质协同作用。
脱硫剂石灰石的特性主要体现在颗粒度和反应活性两个方面，一般的石灰石粉细度要求90%以上通过250目，某电厂在磨机投运初期，石灰石粉细度经常达不到这一要求，导致石灰石利用率低，石膏中CaCO3含量经常大于3%，经过对磨机的运行调整，细度得到改善，对浆液pH的调控能力增强。
石膏中CaCO3含量也渐趋正常.石灰石活性是一个容易被忽视的指标，用反应速率来衡量，即pH在5.5的条件下，石灰石转化分数达到80%的时间，时间越短越有利于反应，从近几年的实际测试结果看，当反应速率超过20000s时，石灰石中Ca2+的溶解就会受影响，将导致石灰石利用率下降。
我们通过对石灰石品质的跟踪分析，发现石灰石活性不佳时，通知电厂及时更换石灰石原料，以确保合格的石灰石粉参与脱硫反应。
脱硫工艺水进入吸收塔后被蒸发浓缩.高浓度的无机离子会影响石灰石的溶解和脱硫反应，因此必须对脱硫工艺水质进行严格控制，特别是电导率、COD、SS等指标。
某电厂为了节约水耗，进行废水回收利用，将电厂处理后的生活污水补充至脱硫工艺水池，经过一系列的实验室静态和动态试验，要求处理后生活污水的电导率低于500us/cm.水量小于800m3/d。
另一电厂将处理过的渣水与原水混合作为脱硫工艺水，要求渣水处理系统的出水Ca2+浓度控制在700mg/L以内，Cl-<1200mg/L，浊度<20NTU，这样才不会对吸收塔浆液的成份、pH的自动控制和石青品质产生不良影响。
2.合理控侧桨液pH吸收塔浆液pH控制是石灰石一石膏湿法脱硫反应的核心，它受机组负荷、原烟气SO2浓度、脱硫效率控制值、石灰石品质等条件的影响。
烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定
目次前言1范围2术语和定义3实验目的4实验试剂和原料5实验仪器6实验方法与步骤7结果表示与数据处理前言本标准是根据原国家经济贸易委员会《关于确认1999年度电力行业标准制、修订计划项目的通知》（电力［2000］20号文）的要求制定的。
二氧化硫是燃煤火力发电厂的主要污染物之一，我国大量使用石灰石进行烟气脱硫，石灰石的溶解速率是影响脱硫效果的主要参数，但目前尚无石灰石溶解速率测定的标准方法。
本标准的制定，将统一全国火力发电厂脱硫用石灰石的溶解速率测定方法，为火力发电厂选用合适的石灰石进行二氧化硫污染治理提供技术保障。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业环境保护标准化委员会归口并解释。
本标准起草单位：国家电力公司环境监测总站、东南大学。
本标准主要起草人：朱法华、傅大放、朱林、陆青、钱科。
烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定1范围本标准规定了烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定方法。
本标准适用于烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定。
2术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
2.1石灰石粉反应速率limestone dissolution rate石灰石粉反应速率是指石灰石粉中碳酸盐与酸反应的反应速率。
3实验目的对石灰石粉与酸的反应速率进行测定，测出石灰石粉的反应速率，为烟气湿法脱硫装置使用单位选择石灰石粉原料提供依据。
4实验试剂和原料本标准所用试剂除另有说明外，均为分析纯试剂。
所用的水指蒸馏水或具有同等纯度的去离子水。
0.1mol/L盐酸（HCl）溶液。
0.1mol/L氯化钙（CaCl2）溶液。
本标准所用原料石灰石粉应通过质量检测部门的检测，确定石灰石粉中碳酸钙（CaCO3）和碳酸镁（MgCO3）的质量百分率。
5实验仪器5.1自动滴定仪一台，有恒定pH滴定模式，分辨率0.01pH，滴定控制灵敏度±0.1pH。
5.2玻璃仪器500mL烧杯一个，500mL量筒一支。
5.3水浴锅一台，温度误差±1℃。
石灰石干法脱硫的工作原理
石灰石干法脱硫的工作原理
石灰石干法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术，其工作原理如下：
1. 燃烧过程：在燃烧过程中，燃料中的硫含量会转化为二氧化硫（SO2）等硫化物，这些气体会随着烟气一起排放到大气中。
2. 石灰石喷射：在燃烧后的烟气中，喷射石灰石（CaCO3）粉末或石灰石糊浆，石灰石中的钙氧化物（CaO）和二氧化碳（CO2）会与烟气中的SO2反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。
反应方程式：CaO + SO2 + 1/2O2 →CaSO4
3. 反应过程：石灰石喷射到烟气中后，钙氧化物与二氧化硫发生反应，生成石膏。
这个过程中，石灰石中的钙氧化物会与SO2气体进行化学反应，将SO2转化为固体石膏。
4. 固体分离：石膏会以固体颗粒的形式沉降下来，通过设备进行分离，而净化后的烟气则继续排放到大气中。
通过石灰石干法脱硫，可以有效地将烟气中的二氧化硫去除，减少对环境的污染。
这种方法相对简单、成本较低，因此在工业领域得到广泛应用。
添加剂强化石灰石湿法烟气脱硫实验研究
收稿日期:2005-01-15基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2001AA527010)作者简介:马立波(1981-),男(回族),云南砚山人,硕士研究生.添加剂强化石灰石湿法烟气脱硫实验研究马立波,项光明,赵旭东,姚 强(清华大学热能工程系热能动力工程与热科学重点实验室,北京 100084)摘要:以Na 2S O 4和M gS O 4等无机盐添加剂加入石灰石浆液中,测定了不同浆液中CaCO 3溶解度.结果表明,Na 2S O 4和M gS O 4均能提高CaCO 3溶解度,其中Na 2S O 4的促溶效果更好.通过平流泵定量滴定稀硫酸溶液,测定了不同浆液组成的CaCO 3溶解速度.结果表明,加入0105m ol ΠL 柠檬酸钾可使浆液中生成柠檬酸,从而提高CaCO 3的溶解速度,并增强浆液缓冲能力,其强化效果优于Na 2S O 4和M gS O 4.在配有无机盐添加剂的浆液中通入由N 2和S O 2模拟的含不同ρ(S O 2)的烟气(ρ(S O 2)为2000～3000mg Πm 3),分别研究了S O 2吸收率随着初始pH ,通气时间和浆液成分的变化规律.结果表明,在浆液中加入0105m ol ΠL 的Na 2S O 4或M gS O 4,可以强化CaCO 3溶解和S O 2吸收,同时可以增强浆液的缓冲能力.关键词:湿法烟气脱硫;添加剂;溶解速度;pH中图分类号:X 70113 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2006)01-0039-04Experimental Study on Additive Enhanced Lime stone Wet Flue Ga s De sulfurizationM A Li 2bo ,XI ANG G uang 2ming ,ZH AO Xu 2dong ,Y AO Qiang(K ey Laboratory of Thermal Science and P ower Engineering ,Department of Thermal Engineering ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China )Abstract :The limestone slurry is added with inorganic salt such as Na 2S O 4and MgS O 4,etc.,and the s olubility of CaC O 3in the slurry is measured.The result shows that Na 2S O 4and MgS O 4can both increase the s olubility of CaC O 3,and the effect of Na 2S O 4is better.The sulfuric acid is titrated in the slurry through an advection pump and the diss olution rate of limestone is measured in different slurry.The result shows that the existence of 0105m ol ΠL potassium citrate generates citrate acid in the slurry ,which can increase the diss olution rate of CaC O 3and enhance the bu ffering capacity of the slurry.The simulated flue gas ,mainly consisting of N 2and S O 2with different proportions (mass concentration of S O 2is 2000～3000mg Πm 3),passes through the slurry with inorganic additives.The in fluences of the slurry ’s initial pH ,ventilating time and composition of slurryon the ads orption rate of S O 2are studied.The result shows that the existence of 0105m ol ΠL Na 2S O 4and MgS O 4can en force the diss olution of limestone and the ads orption of S O 2,and can als o enhance the bu ffering capacity of the slurry.K ey w ords :wet FG D ;additive ;diss olution rate ;pH 石灰石因价廉易得而一直作为湿法烟气脱硫(FG D )的主要吸收剂之一.但CaC O 3溶解度小而且液相传质差,直接影响到脱硫率.研究表明,向石灰石Π石灰浆液中添加某些化合物,可以促进石灰石的溶解,提高液相传质系数,促进S O 2的吸收,从而明显提高脱硫率,降低脱硫成本和运行费用[1—2].至今已有几十种添加剂被研究过,同时不同研究者对同一种添加剂应用于不同FG D 装置的结果也不尽相同,而且其作用机理也不完全清楚.早期R ochelle 等[2]以有机酸为添加剂,对脱硫反应气固界面的pH 影响规律进行了理论分析,对不同有机酸添加剂的进一步研究发现,脂肪酸可以增强溶液的缓冲性能.Naohiko Ukawa 等[3—4]采用以稀硫酸滴定含有无机盐的石灰石浆液的方法,对一定pH 下的石灰石溶解过程进行了研究.Frandsen 等[5]在小型湿法脱硫实验台上采用有机酸作为添加剂,研究了添加剂浓度对脱硫率、浆液pH 和脱硫石膏中残留CaC O 3量的影响规律,同时对CaC O 3粒径的影响进行了研究.近年来国内学者吴忠标等[6]以旋流板塔位脱硫设备,系统研究了Na 2S O 4,MgS O 4,腐植酸钠及造纸黑液强化的湿式石灰石脱硫过程,考察了浓度,pH 和液气比等参数对脱硫率的影响,为工业应用提供了参考数据.在已有的研究基础上,笔者主要对Na 2S O 4,MgS O 4强化石灰石脱硫过程进行了实验研究.把气、液、固三相的复杂反应分为气液反应和液固反应来进行研究.在实验过程中详细测定了不同情况下的S O 2吸收率和pH 等随反应时间的变化情况,分析了不同pH 范围时的反应机理.第19卷 第1期环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences V ol.19,N o.1,20061 实验装置和原理111 CaC O 3溶解速度测定将按照设计配比的浆液置于大烧杯中,通过平流泵定量滴定稀硫酸,与浆液反应,通过pH 计和温度计观察浆液pH 变化规律,同时可以改变平流泵的流量,以达到不同的pH 变化规律.浆液中发生如下化学反应:H 2SO 4+CaCO 3→CaSO 4・2H 2O +CO 2(1)反应平衡时:F ・c ・d t =r ・V ・d t +V ・d c ′+c ′・d V (2)式中,F 为稀硫酸滴定速度,L Πh ;c 为用于滴定的稀硫酸浓度,m ol ΠL ;V 为石灰石浆液体积,L ;c ′为浆液中H 2S O 4浓度,m ol ΠL.CaC O 3溶解速度定义为:r =(F ・c )ΠV(3)式中,c 和V 均为常数;F 为使浆液pH 稳定在512时稀H 2S O 4滴定速度.112 S O 2吸收实验装置S O 2气体吸收实验装置如图1所示,模拟烟气由N 2和S O 2组成,气体流量可从2个气体转子流量计读出,按照要求设定的气体体积流量配比得到不同ρ(S O 2)(2000～3000mg Πm 3)的模拟烟气.气体在进入吸收液之前先经过1个普通的气体混合瓶,使其充分混合均匀后以一定ρ(S O 2)进入吸收瓶发生脱硫反应.吸收液可根据实验条件选取不同的浆液和添加剂,经过吸收瓶后的气体通过两级尾气吸收瓶进行吸收.吸收液按照国标配制,为氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液.经过所述的实验流程,S O 2被完全吸收,采用碘量法分别滴定浆液和尾气吸收液,即可得到浆液吸收瓶和尾气吸收瓶所吸收的ρ(S O 2).图1 SO 2吸收率测试装置Fig.1 Schematic diagram of measuring theads orption rate of S O 2 由于气体转子流量计的误差和气体混合不充分的原因,ρ(S O 2)不能根据转子流量计度数进行计算,故应重新定义S O 2吸收率.设在吸收瓶中被浆液吸收的ρ(S O 2)为c 1,尾气吸收瓶中吸收的ρ(S O 2)为c 2,则S O 2吸收率可定义为:R S O 2=[c 1Π(c 1+c 2)]×100%2 结果与讨论211 添加剂对CaC O 3溶解度的影响要研究添加剂对CaC O 3溶解速度的影响,需先研究添加剂对CaC O 3溶解度的影响.方法是用E DT A 络合滴定溶液中的Ca2+,以钙红为指示剂,当溶液颜色由玫瑰红变成蓝色时,就已经达到滴定终点.按照该实验方法分别对无添加剂的和有不同添加剂的CaC O 3饱和溶液进行了Ca 2+滴定,滴定结果如图2所示.其中,添加剂为不同浓度Na 2S O 4和MgS O 4.图2 不同添加剂对碳酸钙溶解度的影响Fig.2 The in fluence of different additives onthe limestone ’s s olubility 由图2可知:①加入0110m ol ΠL Na 2S O 4时,CaC O 3的溶解度提高了3倍多,但加入0115m ol ΠL Na 2S O 4时,钙离子浓度反而下降,可见添加剂多了不一定能促进CaC O 3的溶解;②MgS O 4在0110和0120m ol ΠL 时对CaC O 3溶解度的影响相差不大.由此可见,不同添加剂对CaC O 3溶解度的影响不同,而Na 2S O 4比MgS O 4更有利于CaC O 3溶解;此外,相同添加剂在不同浓度下的影响也不同.但与饱和CaC O 3溶液相比,加入添加剂的溶解度都有一定提高,说明加入添加剂之后可以促进CaC O 3的溶解.212 添加剂对CaC O 3溶解速度的影响分别取不同无机盐添加剂(Na 2S O 4,MgS O 4,NaCl 和柠檬酸钾),保证添加剂在溶液中的阴离子浓度相同,均为0105m ol ΠL ,浆液成分为410g CaC O 3,5g CaS O 4,通过改变稀硫酸的滴定速度,使得浆液pH 控制在512左右.图3为加入不同无机盐添加剂后,浆液pH 随时间的变化规律.根据CaC O 3溶解速度的定义,由上述数据可以分04环 境 科 学 研 究第19卷别计算不同情况下CaC O 3的溶解速度,结果如表1所示.图3 不同添加剂存在时浆液pH 随时间的变化Fig.3 The changes of pH on different additives表1 C aCO 3溶解速度测定T able 1 The diss olution rate of CaC O 3measurement 项目无添加剂添加剂Na 2S O 4M gS O 4NaCl 柠檬酸钾r0.0570.099750.08550.071250.1568 由表1可知,添加剂可以提高CaC O 3在浆液中的溶解速度,但不同添加剂对溶解速度的影响也不相同,原因在于添加剂在浆液中的作用机理不同.初步分析发现:以Na 2S O 4和MgS O 4为添加剂,其影响机理主要来自双硫酸根离子的作用;以柠檬酸钾为添加剂,因为有柠檬酸的生成,使溶液pH 缓冲能力加强,有利于CaC O 3的溶解.从相对溶解速度的比较可以看出,加入柠檬酸钾可以明显提高CaC O 3的溶解速度,并且浆液缓冲能力增强.213 添加剂强化S O 2吸收2.3.1 初始pH 和通气时间的影响由图4可知,清液初始pH 对S O2吸收率的影响不大.在无添加剂时,浆液pH 主要受S O 2的影响,改变浆液初始pH 不能明显提高脱硫率.图5为通气时间对S O 2吸收率的影响.从图5可知,通气5min 时,S O 2吸收率已经达到95%,此时S O 2基本上都被清液吸收,可见鼓泡带来的脱硫率是很理想的,但是这与实际工程相差较大;通气15min 后,清液中的S O 2基本已经饱和,继续通入气体,S O 2的吸收率降低较快.2.3.2 添加剂的影响研究了不同CaC O 3质量和添加剂质量对S O2吸收率的影响,结果如图6,7所示.从图6可知,CaC O 3质量对S O 2吸收率的影响较大,质量相差011g ,但是吸收率却相差几个百分点.当m (CaC O 3)为0125g 时,S O 2图4 初始pH 对SO 2吸收率的影响Fig.4 The in fluence of initial pH onads orption rate of S O 2图5 通气时间对SO 2吸收率的影响Fig.5 The in fluence of ventilation timeon ads orption rate of S O 2图6 C aCO 3质量对SO 2吸收率的影响Fig.6 The in fluence of CaC O 3on ads orptionrate of S O 2图7 添加剂质量对SO 2吸收率的影响Fig.7 The in fluence of additive on ads orptionrate of S O 2吸收率为79%,可以在此时考虑加入添加剂,以研究添加剂对S O 2吸收率的影响.图7为不同Na 2S O 4和MgS O 4的添加量对S O 2吸收率影响.从图7可知,Na 2S O 4和MgS O 4的添加量对浆液的吸收能力均有强化效果.Na 2S O 4添加量的影响是有阶段性的.14第1期马立波等:添加剂强化石灰石湿法烟气脱硫实验研究m(Na2S O4)在118g左右时,强化效果开始趋于稳定,S O2吸收率稳定在92%左右,说明此时Na2S O4的强化作用已经完全发挥,继续加入Na2S O4,强化效果不是很明显.与Na2S O4相似,MgS O4强化效果也是慢慢趋于稳定.所不同的是此时m(MgS O4)为214g.将Na2S O4和MgS O4的质量分别换算为摩尔浓度,可以发现当c(S O42-)为0105m olΠL时,S O2吸收率趋于稳定,可见添加剂中真正起作用的是S O42-的影响,S O42-的存在是S O2吸收率提高的根本原因.由于添加剂在浆液中也在发生一系列复杂的反应,所以浆液中pH必将受到影响.为了研究添加剂强化石灰石脱硫的机理,选定Na2S O4和MgS O4的浓度均在最佳值,即0105m olΠL,用pH计测定浆液pH,可得到在不同情况下的pH随时间的变化曲线,如图8所示.图8 添加剂对浆液pH的影响Fig.8 The in fluence of additive on the slurry’s pH 由图8可知,浆液在加入MgS O4和Na2S O4后,pH变化速度减慢,并且终点pH升高.可见Na2S O4和MgS O4的引入增强了浆液的pH缓冲能力,更有利于S O2的吸收,从吸收率的测定充分证明了这个事实.3 结论a.在石灰石浆液中加入添加剂确能提高CaC O3 的溶解速度,其中以柠檬酸钾的缓冲效果最好.加入柠檬酸钾后,溶液的缓冲能力明显加强,有利于CaC O3与酸的反应,从而加快反应速度.b.浆液初始pH对S O2吸收率的影响较小,通气时间的影响较大.研究发现,通气15min后,浆液中S O2已经饱和.c.添加剂的引入能明显提高S O2的吸收率,但是添加剂的浓度不宜过高.研究发现,c(Na2S O4)和c(MgS O4)在0105m olΠL左右时,强化效果最佳,S O2吸收率趋于稳定,此时若再继续加入Na2S O4或MgS O4, S O2吸收率变化不明显.d.对Na2S O4和MgS O4强化脱硫的机理分析发现,主要还是来自于S O42-的影响,在S O42-浓度相同时,Na2S O4和MgS O4强化效果类似,对S O2吸收率的影响效果相同.参考文献:[1] Henzel D S,Laseke B A.Handbook for flue gas desulfurizationscrubbing with limestone[M].Park Ridge,New Jersey:N oyes DataC orporation,1982.[2] R ochelle G ary T,K ing CJuds on.The effect of additives on mass trans ferin CaCO3or CaO slurry of S O2from waste gases[J].Ind Eng Chem Fundam,1977,16(1):67—75.[3] Naohiko Ukawa,T oru T akashina.E ffect of salts on limestone diss olutionrate in wet limestone flue gas desulfurization[J].Environ Progr,1993, 12(4):294—299.[4] Naohiko Ukawa,T oru T akashina.E ffect of particle size distribution onlimestone diss olution in wet FG D process applications[J].EnvironProgr,1993,12(3):238—242.[5] Frandsen Jan B W,K iil S oren.Optimisation of a wet FG D pilot plantusing fine limestone and organic acids[J].Chemical Engineering Science,2001,56(10):3275—3287.[6] 吴忠标,谭天恩.石灰Π石灰石湿法脱硫中添加剂的研究[J].中国环境科学,1995,15(6):438—442. Wu Zhongbiao,T an T ianen.S tudies on additive of wet FG D with lime limestone[J].China Environmental Science,1995,15(6):438—442.(责任编辑:孙彩萍)24环 境 科 学 研 究第19卷。
我国烧结烟气脱硫现状及脱硝技术研究
我国烧结烟气脱硫现状及脱硝技术研究随着全世界经济的快速发展，环境问题已经成为了我们人类所面临的最严峻的问题之一。
而其中大气环境又是人类赖以生存的最基本的要素之一，如今人们还是主要利用煤、石油和天然气等能源作为燃料，它们的燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化合物和烟尘颗粒物等，而其中SO2和NOx又是主要的大气污染物，对大气环境造成了严重的污染。
大气污染造成的自然灾害也在我们的身边频繁發生，酸雨泛滥、气候异常、光化学烟雾等严重影响了我们的生活、健康，可以预见，如果随着大气环境的不断恶化，最终会导致地球生态环境和平衡遭到严重破坏，人类以及动植物的生存将会面临严重威胁。
标签：烟气烧结；脱硫技术；脱硝技术一、烟气脱硫脱硝技术现状目前，人们为了减少二氧化硫排放到大气中去，主要采用的控制方法是燃烧一些低硫燃料、对燃料进行前期脱硫、燃料燃烧过程脱硫以及末端尾气处理。
燃烧前脱硫主要是利用一些特定的方法对煤等燃料进行净化，以去除原来燃料中的硫分、灰分等杂质。
燃烧过程中脱硫主要是指当煤等燃料在炉内燃烧时，同时向炉内恰当的位置喷入脱硫剂（常用的有石灰石、熟石灰、生石灰等），脱硫剂在炉内较高温度下受热分解成CaO和MgO等，然后与燃烧过程中产生的SO2和SO3发生反应，生成硫酸盐和亚硫酸盐，最后以灰渣的形式排出，从而达到脱硫的目的。
而目前世界上应用比较成熟的技术主要是燃烧后脱硫，即烟气脱硫技术。
其中，又以一些湿法、干法以及其他典型的方法应用最为广泛。
二、烟气脱硫技术（一）湿法烟气脱硫技术（1）石灰石/石灰法石灰石/石灰法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中二氧化硫的方法。
石灰石/石灰法开发比较早，工艺成熟，吸收剂价格便宜而且容易得到，应用比较广泛。
其主要工艺参数为：浆液pH在5.6-7.5之间，浆液固体含量：1.0%-15%，液气比：大于5.3L/m3钙硫比为1.05-1.1之间，碳酸钙粒度90%通过325目，纯度大于90%脱硫率大于90%。
烟气脱硫性能实验指导书
二、实验原理
在喷射鼓泡脱硫反应器中，液体猛烈地和由气体喷雾装置分散到液体里的
部分烟气混合起来，气泡受到液体的作用而破碎。在大面积气液界面层里，有
效发生二氧化硫清除作用。由于反应充分，能保证脱硫效率。
由于 SO2 在水中的溶解度不高，常采用化学吸收方法，对含 SO2 的气体进 行净化。SO2 的脱除方法较多，常用的有钙法、钠法、氨法。
效率 风速
SO2 入口浓度 风压
SO2 出口浓度 效率
风量
工况 2-2
风速
SO2 入口浓度 风压
SO2 出口浓度 效率
பைடு நூலகம்
风量 SO2 入口浓度
风压
工况 2-3
风速 SO2 出口浓度
效率
六、实验注意事项
1、洗涤器加水时切忌使水位高过鼓气泵的水封管最高标高； 2、SO2 气瓶阀门一定要在主风机已运行的状态下才打开； 3、洗涤器采用钙盐吸收剂或进行除尘脱硫一体化试验后，切记及时用清水 冲洗。
7、在 SO2 气瓶和风机均关闭的情况下调节喷射鼓泡管浸没深度后进行不同 浸没深度吸收试验，也可调节风量进行不同气体喷射速度的吸收洗涤效果试验， 也可通过调节吸收液的组分和浓度进行实验；（吸收实验时，为保证吸收液的均 匀，一般需开启鼓气搅拌泵）；
8、实验结束后，先关闭 SO2 气瓶主阀，待压力表指数回零后关闭减压阀； 9、在完全关闭 SO2 气瓶 5min 后，依次关闭主风机、鼓气泵的电源； 10、每天试验结束后，打开洗涤器底部的排水阀排空洗涤器，并通过手孔 用清水冲洗干净； 11、关闭控制箱主电源；
12、检查设备状况，没有问题后离开。
五、实验数据记录
环境温度
风量 SO2 入口浓度
风压
风量 SO2 入口浓度
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图 2 化学计量比对脱硫率的影响 Fig. 3 Ef fects of st oichiom etic rat io on SO 2 absorpt ion
由图 2 可以看出, 随着化学计量比的升高, 脱 硫率会相应增加, 且在低 SR 时, 效率曲线上升较 快。这主要是因为在低 SR 时, 整个过程主要由液 固膜控制, 而当 SR 增加到一定程度, 则逐渐转变 为气液膜之间的质量传递速率控制整个过程, 这时 通过增加吸收剂浓度, 提高传质推动力, 虽然仍能 加快液固相之间的传递速率, 但已不能对脱硫率起 决定性影响。
图 5 雾化状况对脱硫率的影响 Fig. 5 Ef fects of spray condition on S O2 absorpt ion
对于 本实验中 采用的雾 化构件 气流式 喷 嘴, 在其他条件一定的情况下, 提高雾化介质的压 力和流量, 意味着雾滴滴径的减小, 即雾化质量的 提高。
参考文献:
在喷雾干燥法锅炉烟气脱硫中, 雾化状况是一 个重要的操作条件, 为了研究 其对脱硫效果 的影 响, 本 实 验 中 测 试 了 SO2 入 口 质 量 浓 度 800 mg/ m3、绝热饱和温差为 24 时, 两种雾化状 况下的 SO2 脱除率与 SR 的关系。雾化条件 见表 2, 实验结果如图 5 所示。
1 实验流程与装置 1. 1 实验流程
实验流程如 图 1 所示。整个系统 采用负压 运 行。烟气用空 气加 SO2 气体模拟, 由电加热 器加 热。按实验方案配制的一定配比石灰石浆液, 充分 浆化后, 送入干燥塔。经塔顶特制的二流式喷嘴雾 化后的浆液, 在喷雾干燥塔内与由气体分布板充分
均布的高温烟气接触, 完成传质与传热过程后, 经 旋风分离器及布袋除尘器后, 与气体分离, 洁净气 体由引风机经风道排出。旁路供水系统, 可使烟气 出口的干湿球温度计达到规定差值, 旁路供水量可 通过流量计测量。
3 结论 从上述实验结果及分析中可以知道, 在化学计
量比、绝热饱和温差、SO2 入口质量浓度、雾化状 况 4 个操作参数中, 化学计量比与绝热饱和温差对 脱硫效果有决定性影响, 正确选择这两个条件的参 量, 可以使系统性能得到极大优化。较好的雾化状 况对提高系统脱硫率有一定帮助, 而 SO2 入口质 量浓度除在处理高硫燃煤烟气时, 一般不考虑其影 响。
[ 4] N annen L W, W est R F , Kreith F. Removal of SO2 from sulfur coal combustion g ases by limesto ne scrubbing
表2 雾 化 条 件 列 表 T ab. 2 Spray Condition
压缩空气压力 p 1 / M Pa 喷嘴内空气压力 p 2/ M Pa 压缩空气流量 Q / ( m3% h- 1)
条件 1
0. 4 0. 19 3. 5
条件 2
0. 24 0. 14 2. 5
由图 5 可 以 看出, 随 着 雾 化介 质 压力 由 0. 24 M Pa提 高到 0. 4 M Pa, 脱 硫率 也随 之上 升。 平均 来看, 后者 比前 者的脱 硫率 高出 4% 5% 。 主要原因是雾化质量的提高, 意味着气液两相接触 表面的增大, 这会增大 SO 2 由气相向 液相扩散的 扩散通量, 从而提高脱硫率。但并不是雾化介质的 压力越高, 所得到的雾滴越细小, 系统的性能就越 好。一方面雾滴滴径的减小会缩短干燥时间, 这对 SO2 吸收不利; 另一方面, 较高的雾化介质压力意 味着系统动力消耗的增加及对雾化构件提出更高的 要求。因此在实际应用 中需要综合考 虑多方面因 素, 条件允许情况下, 在一定范围内可以尽量提高 雾化状况。
[ 1] 汪波. 烟 气 脱硫 技 术的 经 济 比较 [ J] . 化 工环 保, 1997, 17 ( 1) : 36 38.
[ 2] 郝吉 明, 马广 大. 大 气污染 控制 工程 [ M ] . 北京: 高等教育出版社, 1989. 12.
[ 3] 管菊根. 喷雾干 燥烟 气脱 硫工 艺 [ J] . 电力 环境 保 护, 1999, 15 ( 3) : 59 62.
内径 d /mm
50 0
表 1 实验装置的主要尺寸
T ab. 1 M ain size of ex perimental setup
有效高度 分布板孔径 分布板开孔率
H /mm
d k/ mm
/%
30 00
4
10
2. 2 绝热饱和温差对脱硫率的影响 绝热饱和温差值主要用来表征出塔气体的相对
湿度, 其对脱硫率的影响见图 3。
虽然绝热饱和温差的降低有利于提高脱硫率, 但另一方面, 如果绝热饱和温差过低会造成气体在 喷雾干燥塔后的除尘器内水气凝结, 严重影响设备 操作。因 此 在 工程 实 践 中建 议 绝热 饱 和 温差 取 10 20 。 2. 3 SO2 入口质量浓度对脱硫率的影响
实验中, 测试了 SR = 2. 0 , 绝热饱和温差为 20 时, 入口 SO 2 质量浓度对 脱硫率的影响, 其 结果见 图 4。可 以看 出, 入口 质 量浓 度升 高 时, SO2 吸收率略有下降, 主要原因在于: # SO2 质量 浓度增加, 虽然扩大了气液间传质推动力, 使效率 基本维持不变, 但由于吸收剂溶解速率的限制, 使 得雾滴中 Ca2+ 质量浓度相对下降, 造成脱硫率略 有降低。 ∃ SO 2 质量浓度的降低, 有利于氧化反 应的进行[ 4] , 在一定程度上有助于 SO2 的吸收。
第 31 卷 第 4 期 2003 年 8 月
化学工程 CHEM ICA L ENG IN EERIN G ( CHI NA)
V ol. 31 No. 4 Aug . 2003
石灰石为脱硫剂喷雾干燥法烟气脱硫实验研究
王凤东, 张卫江
( 天津大学 化学工程研究所, 天津 300072)
y
摘要: 喷雾 干燥法烟气脱硫技术是控制二氧化硫排放的重要手段之一。但由 于其对所 选用的吸收 剂 生石 灰的纯度及 活
图 1 喷雾干燥法烟气脱硫实验流程示意图 Fig. 1 Sch emat ic diagram of experimental set up
1. 2 主要实验装置与仪器 ( 1) 喷雾干燥塔 主体实验装置喷雾干燥塔由钢板卷制, 外敷保
温层, 为使气体在塔内分布均匀, 上部设置了气体 分布板, 其主要特性尺寸及结构特征见表 1。实验 中液体导入方式为轴向顺流喷射。安装要保证两轴
性要求严格, 致使该技术运行成本较高, 限制了其在工 业中的应 用范围。文中 主要研究了 以廉价的 石灰石
为吸收剂, 进行烟气脱硫时主要操作参数, 如化学计量 比等对脱 硫效率的影 响, 并对操作 参数影响 脱硫效
率的机理进行了详细的分析, 给出了优化操作条件。
关键词: 喷雾干燥; 烟气脱硫; 石灰石
烟气脱硫技术一般分为湿法、干法、半干法三 大类。喷雾干燥法烟气脱硫技术属于半干法烟气脱 硫技术范畴, 以其占地面积小, 运行费用低廉, 不 产生腐蚀, 排出的烟气不需要再热, 又有相对较高 脱硫效率而被 认为具有广阔 的前景[ 1] 。典型 的喷 雾干燥法脱硫[ 2] 所 用的吸收剂一 般为生石灰, 美 国规定[ 3] 石灰中有效 CaO 质量分数 不小于 90% , 石灰颗粒直径为 6 9 mm, 对反应活性规定, 25g 生石灰加入 25 水 100 g, 要求在 3 min 内 升温 40 。用石灰作吸收剂虽然脱硫效果好, 但其造 价较高, 一般用户难以承受。本文以廉价易得的石 灰石作为脱硫剂对其脱硫效果进行了实验研究。
中图分类号: T Q 028. 1
文献标识 码: A
文章编号: 1005 9954 ( 2003) 04 0061 03
我国近年来大气污染严重, 据国家环保局统 计, 1997 年, 我国的 SO2 排放量达 2346 万 t , 超 过美国及欧洲国家, 成为世界 SO2 排放第一大国。 1998 年开始由于国家政策倾斜及环境问题 越来越 受到人们的重视, 排放量开始下降, 但大幅度控制 SO2 排放仍迫在眉睫。目前, 控制 SO 2 排放的最有 效途径是 FGD 技术, 即烟气脱硫。
图 3 绝热饱和温差对脱硫率的影响
Fig. 3 Ef fects of t on S O2 absorpt ion
由图 3 可以看 出, 在给定 的实 验条 件 SR = 2. 0、SO2 入口质量浓度 800 mg/ m3 时, 随着绝热 饱和温差的增高会导致脱硫率降低。尤其在较低温 差时, 其对脱硫率的影响十分显著, 平均来看, 温 差每升高 1 会使脱硫率降低 2% 。这说明维持塔 内一定的湿气氛对于提高脱硫率十分有利, 其主要 原因有: # 气体 中的 SO2 与吸收剂中 CaCO3 之间 的反应主要发生在恒速干燥阶段, 恒速干燥时间的 延长有利于吸收反应进行得更彻底, 而塔内湿度的 增高会降低干燥所需的传质传热推动力 t , 从而 延长干燥时间, 提高脱硫率。 ∃ 在本实验中, 绝 热饱和温差的调节是通过改变供水量来实现的, 为 降低绝热饱和温差需增加供水量, 这使得气液两相 接触面积增大, 提高了脱硫率, 曲线随着温度差的 增高下降趋势逐渐变缓, 说明了当温差超过一定程 度时, 已不再对 SO2 的吸收构成影响。
y 作者简介: 王凤东 ( 1975 ) , 男, 硕士, 主要从事工艺尾气、锅炉烟道气治理及高效规 整填料塔 等技术研 究开发工 作, 电话: ( 022 ) 27401180, 13820830631。