石灰石石膏湿法烟气脱硫技术工艺原理及特点.
石灰石石膏湿法脱硫化学反应原理
石灰石石膏湿法脱硫化学反应原理
石灰石石膏湿法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术，其原理主要包括以下几个步骤：
1. 石膏浆液的制备：将石灰石（CaCO3）与水反应生成石灰石浆液，同时加入一定量的氧化剂如空气，将部分CaCO3氧化
成氧化钙（CaO），形成钙离子（Ca2+）和氢氧根离子（OH-）。
2. 脱硫反应：将石膏浆液与含有二氧化硫（SO2）的烟气接触，二氧化硫会与钙离子和氢氧根离子发生反应，生成固态的硫酸钙（CaSO4·2H2O）。
反应方程式如下：
Ca2+ + SO2 + 2H2O → CaSO4·2H2O
3. 生成石膏：反应产生的硫酸钙会以颗粒状悬浮在石膏浆液中，形成石膏。
4. 脱水：通过脱水设备，将石膏浆液中的水分去除，使石膏凝固成固体。
整个过程中，石膏浆液充当了吸收剂的角色，能够吸收并固定烟气中的二氧化硫，从而实现脱硫的目的。
生成的石膏可以作为工业原料或用于土壤改良等方面的应用。
热电厂脱硫的详细介绍
热电厂多是以燃烧煤作为发电的能源，煤中含有硫，燃烧出二氧化硫，会污染空气产生酸雨，所以常用的脱硫方法是石灰石—石膏湿法脱硫。
石灰石被磨碎，制成石灰石浆液，石灰石浆液与烟气中的二氧化硫反应生成石膏，这个过程就脱除了二氧化硫，接下来就为大家详细的讲解一下，希望对大家有所帮助。
1、脱硫原理。
石灰石—石膏湿法脱硫技术是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。
经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量减小，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。
由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率高。
2、技术和经济性。
石灰石—石膏法脱硫工艺流程简单、技术先进又可靠，脱硫效率高以上，是
目前国内外烟气脱硫应用广泛的脱硫工艺。
但是系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。
3、适用范围。
单塔处理脱硫量大，适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，对锅炉的适应性强，一般在大型电厂或大功率锅炉使用。
正如上文所介绍的，使用石灰石—石膏湿法脱硫技术更加适合大型电厂等废弃排放量大的惬意，而且脱硫原料石灰石的价格也很便宜。
浙江钙科机械设备有限公司，于2014年三月注册成立，注册资金4500万元。
本公司与合肥水泥设计院合作，致力于石灰生产工艺研究，以改革目前我国石灰生产工艺为研究目标，为配套企业提供石灰原料。
四种脱硫方法工艺简介
一、石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺一）、工作原理石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。
在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。
二）、反应过程1、吸收SO2+ H2O—>H2SO3SO3+ H2O—>H2SO42、中和CaCO3+ H2SO3—>CaSO3+CO2+ H2OCaCO3+ H2SO4—>CaSO4+CO2+ H2OCaCO3+2HCl—>CaCl2+CO2+ H2OCaCO3+2HF—>CaF2+CO2+ H2O3、氧化2CaSO3+O2—>2 CaSO44、结晶CaSO4+ 2H2O—>CaSO4·2H2O三）、系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。
四）、工艺流程锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>吸收塔—>烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。
系统一般装3-5台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。
当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1-2层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。
吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。
吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。
同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液，用于补充被消耗掉的石灰石，使吸收浆液保持一定的pH值。
石灰石石膏法脱硫
一是增加液气比，并使之高度湍动，同时使液滴的颗粒尽可能的小，以增 大气-液传质面积；
二是在吸收液中加入化学活性物质，比如加入CaCO3。
由Henry定律可知，由于活性反应物的加入，使得SO2的自由分子在 液相中的浓度比用纯水吸收时大为降低，从而使SO2的平衡分压大大降 低。这样，在总压P一定的情况下，会大大提高溶解的推动力，使吸收 速率加快。
和亚硫酸氢根离子； 而pH值为5以下时，只存在亚
硫酸氢根离子。 当pH值继续下降到4.5以下时， 随着pH值的降低，SO2水化物 的比例逐渐增大，与物理溶解 SO2建立平衡。 在本工艺中，吸收液的pH值基 本上在5~6之间，所以进入水 中的SO2主要以亚硫酸氢根离 子HSO3－的形式存在。
10 9 8 7 pH 6 5 4 3 2 1 0
2
酸氢根离子HSO3-在pH值为4.5时氧 化速率最大。但实际运行中，浆液的
pH值在5.4~5.8之间，在此条件下，
1
0 3.3 3.7 4 4.5 5
HSO3-离子很不容易被氧化，为此，
pH值
6 6.8
工艺上采取向循环槽中鼓入空气的方法，使HSO3-强制氧化成SO42-，以 保证反应按下式进行
HSO3-+1/2O2
以形成大颗粒的石膏晶种。
可以采用相对饱和度RS来表示石膏的饱和程度， RS=C/ C*，
式中 C—溶液中石膏的实际浓度，C=[Ca2+][SO42-]； C*—工艺条件下石膏的饱和浓度，即石膏的溶度积常数Ksp。
当处于平衡状态时，RS=1；当RS＜1时，固体趋于溶解；RS ＞1时，固体趋于结晶。
石灰石-石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺
本文主要讲述了工业石灰石-石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺，认真分析了该工艺的工艺路线（基本原理）、工艺系统、以及影响该工艺的具体因素和脱硫石膏的运用与发展。
①工艺路线（基本原理）：CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2OCa(HSO3)2+1/2O2+H2O=CaSO4·2H2O+SO2②工艺流程方框图如下：③工艺系统：主要分析了吸收剂制备系统、烟气及SO2吸收系统、石膏处理系统、FGD装置用水系统、脱硫废水处理系统、压缩空气系统等系统。
④影响因素：主要分析了吸收塔洗涤浆液的PH、吸收塔内的液气比、烟速和烟气温度、钙硫比、石灰石浆液颗粒细度、石膏过饱和度、浆液停留时间等影响因素。
⑤脱硫石膏的运用与发展：主要介绍了石膏在各方面在一些用途，以及石膏用于制硫酸的思路。
1.1前言二氧化硫是主要大气污染物之一，严重影响环境，威胁人们的生活健康。
削减二氧化硫的排放量，保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。
目前，国内外处理低浓度二氧化硫烟气的方法有许多，如氨法、钙法、钠法、铝法、氧化法、吸附法、催化法及电子束法等。
但由于受到技术可靠性、经济合理性、及行业生产特点等限制，当前比较成熟且广泛运用的方法主要有三种，即氨法、钙法和钠法。
氨法是烟气脱硫方法中较传统的工艺，该法采用液氨或氨水作为吸收剂，吸收效率高、脱硫彻底。
钙法是采用石灰水或石灰乳洗涤含二氧化硫的烟气，技术成熟，生产成本低，但吸收速率慢、吸收能力小、装置运行周期短。
钠法是使用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收含二氧化硫的烟气，具有吸收能力大、吸收速率快、脱硫效率高、设备简单、操作方便等优势，但最大的问题是原料钠碱较贵，生产成本高。
石灰石石膏湿法脱硫原理
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石（石灰）－石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种，是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。
是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。
它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。
在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。
脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后排入烟囱。
脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。
由于吸收浆液循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。
最初这一技术是为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配套的，但近几年来，这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了应用.根据美国EPRI统计，目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种，但真正实现工业应用的仅10多种。
已经投运或正在计划建设的脱硫系统中，湿法烟气脱硫技术占80%左右。
在湿法烟气脱硫技术中，石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术，其优点是：1、技术成熟，脱硫效率高，可达95%以上。
2、原料来源广泛、易取得、价格优惠3、大型化技术成熟，容量可大可小，应用范围广4、系统运行稳定，变负荷运行特性优良5、副产品可充分利用，是良好的建筑材料6、只有少量的废物排放，并且可实现无废物排放7、技术进步快。
石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道，主要有：工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。
基本工艺过程在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中，俘获二氧化硫（SO2）的基本工艺过程：烟气进入吸收塔后，与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应，最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。
基本工艺过程为：（1）气态SO2与吸收浆液混合、溶解（2）SO2进行反应生成亚硫根（3）亚硫根氧化生成硫酸根（4）硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐（5）硫酸盐从吸收剂中分离用石灰石作吸收剂时，SO2在吸收塔中转化，其反应简式式如下：CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2在此，含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液，它从吸收塔的上部喷入到烟气中。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术是已经开发和推广的烟气脱硫技术中的主流技术，占国内外安装烟气脱硫装置总容量的85%以上。
特点是商业应用时间长，工艺技术成熟，配套设备完善，工作稳定，操作简单，脱硫效率可达到95%以上，可靠性高达95%以上。
吸收剂为石灰石粉，资源丰富，价格低廉，使用安全；副产品为脱硫石膏，可用作水泥添加剂、农业土壤调节剂，或进一步清洗、均化、除杂后，生产建筑用石膏板等。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术广泛应用于火电厂、冶金、各种工业锅炉、窑炉、水泥工业、玻璃工业、化工工业、有色冶炼等行业大型燃烧设备烟气中SO2的排放控制。
一、工艺流程石灰石——石膏湿法烟气脱硫装置主要由烟气系统、石灰石浆液制备系统、烟气吸收及氧化系统、石膏脱水系统、烟气排放连续监测系统（CEMS）以及自动控制系统和公用工程系统等组成。
工艺流程如图示。
一定浓度的石灰石浆液连续从吸收塔顶部喷入，与经过增加风机增压后进入吸收塔的烟气发生接触。
在烟气被冷却洗涤的过程中，烟气中的SO2被浆液中的碳酸钙吸收生成亚硫酸钙而成为净化烟气，净化后的烟气经除雾器除去烟气中的小雾滴，从吸收塔上部排出，进入大气。
向吸收塔底部的溶液中鼓入空气，溶液中的亚硫酸钙被氧化成为硫酸钙结晶物——石膏。
吸收塔底部的溶液是石灰石、石膏组成的浆状混合物，其部分被强制在塔内循环，部分作为产物排出而成为脱水石膏。
二、工艺原理石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统中主要的化学反应包括：1. SO2的吸收2.与石灰石的反应3.氧化反应4.CaSO4晶体生成总的反应方程式为：SO2(g)+ CaCO3（s）+2H2O(l)+1/2O2（g）→CaSO4·2H2O(s)+CO2(g)三、脱硫系统的主要设备1.烟气系统烟气系统由进口烟气挡板门、旁路烟气挡板门、钢制烟道、脱硫增压风机等组成。
原烟气经烟道、烟气进口挡板门进入增压风机，经增压风机升压后进入吸收塔。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理及特点
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理及特点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺原理及特点一、工艺原理该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混合，磨细成粉壮，制成吸收浆液（当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆）。
在吸收塔内，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3(碳酸钙)以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏，二氧化硫被脱除。
吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。
脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后进入烟囱排向大气。
烟气从吸收塔下侧进入，与吸收浆液逆流接触，在塔内CaCO3与SO2、H2O进行反应，生成CaSO3·1/2H2O和CO2↑；对落入吸收塔浆浆池的CaSO3·1/2H2O和O2、H2O再进行氧气反应，得到脱流副产品二水石膏。
化学反应方程式：2CaCO3+H2O+2SO2====2CaSO3·1/2H2O+2CO22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O====2CaSO4·2H2O二、FGD烟气系统的原理从锅炉引风机后烟道引出的烟气，通过增压风机升压，烟气换热器（GGH）降温后，进入吸收塔，在吸收塔内与雾状石灰石浆液逆流接触，将烟气脱硫净化，经除雾期除去水雾后，又经GGH升温至大于75摄氏度，再进入净烟道经烟囱排放。
脱硫系统在引风机出口与烟囱之间的烟道上设置旁路挡板门，当FGD装置运行时，烟道旁路挡板门关闭，FGD装置进出口挡板门打开，烟气通过增压风机的吸力作用引入FGD系统。
在FGD装置故障和停运时，旁路挡板门打开，FGD装置进出口挡板门关闭，烟气由旁路挡板经烟道直接进入烟囱，排向大气，从而保证锅炉机组的安全稳定运行。
FGD装置的原烟气挡板、净烟气挡板及旁路挡板一般采用双百叶挡板并设置密封空气系统。
旁路挡板具有快开功能，快开时间要小于10s，挡板的调整时间在正常情况下为75s，在事故情况下约为3~10s。
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一、脱硫装置的构成
• （一）、石灰石浆液制备系统 • 1、石灰石储仓 2、湿式球磨机3、石灰石浆液
罐4、浆液泵
脱硫装置石灰石储仓
湿式球磨机
浆液泵
一、脱硫装置的构成
• （二）、 SO2 吸收系统 • 1、吸收塔2、石灰石浆液循环泵、氧化风机3、
除雾器
吸收塔
1.3吸收塔设备图
循环管 循环泵
烟气脱硫脱硝技术
§1-2石灰石石膏湿法烟气脱硫技术工艺原理及特点课型新授课 Nhomakorabea课时
2
教学目标
知识目标：能了解燃煤电厂脱硫装置的构成。 技能目标：熟练掌握石灰石---石膏湿法烟气脱硫技术工艺过程的描述。
德育目标：对电厂中脱硫的化学反应机理进行分析。
教学重点
1、脱硫系统的八个子系统。 2、石灰石---石膏湿法烟气脱硫技术工艺过程
作业情况 完成良好
典型的工 程全景
典型工艺流程
石灰石—石膏湿法FGD 系统图
一、脱硫装置的构成
• 脱硫系统的8个子系统： • （一）、石灰石浆液制备系统 • （二）、 SO2 吸收系统 • （三）、烟气系统（含烟气加热装置） • （四）、石膏脱水及储存系统 • （五）、废水处理系统 • （六）、公用系统 • （七）、事故浆液排放系统 • （八）、电气与检测控制系统
• 脱硫后的洁净烟气通过除雾器除去雾滴经烟囱排放，脱 硫渣石膏可以综合利用。
石膏浆液泵
废水旋流器
真空皮带脱水机
（五）、废水处理系统
• 烟气与石灰石浆液在吸收塔中反应生成的石膏 浆液含水率很高，必须经过真空皮带脱水机脱 水，脱硫石膏才可以回收利用，这个过程会产 生一定的废水，是脱硫废水的主要组成部分
• 1、氢氧化钙设备 • 2、加药设备 • 3、澄清池 • 4、絮凝剂加药设备 • 5、过滤水箱 • 6、絮凝箱 • 7、沉降箱
净烟气出 口
除雾器
喷淋层
烟气进口
浆液
搅拌器
石灰石浆液循环泵、氧化风机
除雾器
• （三）、烟气系统（含烟气加热装置）
• 1、烟道挡板 2、烟气换热器 3、增压（脱 硫）风机
烟道挡板
烟气换热器
• （四）、石膏脱水及储存系统
• 1、石膏浆液排出泵2、石膏浆液箱3、石膏浆液 泵4、废水旋流器5、真空皮带脱水机6、石膏储 仓
• （六）、公用系统 • 所谓的公用系统,就是指多台设备(或系统)共同
使用的部分。
• 1、工艺水箱 • 2、工艺水泵 • 3、工业水箱 • 4、工业水泵 • 5、冷却水泵 • 6、空气压缩机
工艺水系统图片
• （七）、事故浆液排放系统
• 事故浆液系统是脱硫系统在事故情况下，脱硫 吸收塔需要将浆液放尽进行处理时，浆液存放 的事故槽(或叫罐)以及进入事故槽和事故后返 回吸收塔的设备。
• 1、事故浆液储罐 • 2、地坑 • 3、搅拌器 • 4、浆液泵
搅拌器
• （八）、电气与检测控制系统
二、石灰石湿法烟气脱硫工艺过程的描述
• 该工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细 成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。
• 在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧 化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反 应吸收脱除二氧化硫，最终产物为石膏。
教学难点 火电厂烟气脱硫的工艺特点。
教学方法
讲授、分析、比较
教学媒体 授课时间
16高热一：2.22 3.4节
黑板、粉笔、多媒体
教材分析
本课题主要是通过研究燃煤电厂脱硫装置，给出石灰石---石 膏湿法烟气脱硫技术工艺过程
教后记
结合电厂实际情况进行讲解，熟练讲解实际电厂中脱硫装置的 构成。
布置作业
P14 1-6 1-9