第一讲烟气脱硫原理及影响因素

第一讲 烟气脱硫原理及影响因素1、脱硫剂的选择脱硫剂的选择遵循下列原则：吸收能力高；选择性好； 挥发性低，无毒，不易燃烧，不发泡，粘度小，比热容小；无腐蚀或腐蚀性小； 来源丰富，容易得到，价格便宜；便于处理及操作时不易产生二次污染。使用最广泛的有石灰（CaO、氢氧化钙（Ca（OH）、碳酸钙（CaCO烟气脱硫常用吸收剂的性能脱硫剂名称性能氧化钙（CaO分子量：56.10白色立方晶体或粉末，露置空气中渐渐吸收二氧化碳而生成碳酸 钙。相对密度3.35，熔点2580E，沸点2850E，易溶于酸，微 溶于水。和水化合生成氢氧化钙。碳酸钙（CaCO分子量：100.09白色晶体或粉末，相对密度2.702.95，溶于酸而放出二氧化碳， 极难溶于水，在CO饱和水中溶解生成碳酸氢钙，加热至825C左 右分解为CaO和CO。氢氧化钙（Ca（OHl）分子量：74.10白色粉末，相对密度2.24，在580E时失水。吸湿性很强，放置 在空气中能吸收CO生成碳酸钙，微溶于水，具有中强碱性，对 皮肤、织物有腐蚀作用。2、石灰石/石膏法化学反应过程主反应 水的离解：H 20 ? H+ + OHSO的吸收：SO 2 (g)? SQ (aq)+ -SO (aq) + H 2O ? H + HSOaHSO ? H+ + SOa2-HSO的氧化HSOa- + ?Q ? H+ + SO42-H+ + SO42- ? HSO-2+ 2 固体 CaCO勺溶解 CaCOs (s)? Ca + COa-2-+ -CO + H ? HCOHCO + H+ ? H2O + CQ (aq)CO(aq) ? CO2 (g) CaSO和 CaSO吉晶 Ca 2+ + SOa2- + ?H2O ? CaSO ?HO (s)Cf + SO42- + 2H 2O ? CaSO 2HO (s)SQ副反应 SO 的吸收 SO 3 (g)? SQ (aq)SO (aq) + H 2O ? H+ + HSO：- +2-HSO ? H + SO4 CaSO吉晶CaCO 3HF的吸收 HF 的吸收HF (g)? HF (aq)_ + HF (aq) ? H + FHCI的吸收HCI 的吸收 HCI (g)? HCI (aq)+ HCI (aq) ? H + Cl CaCI2 的化合Ca2+ + 2CI-? CaCI2 (s) (产生 Cl 积聚)总的反应：CaCO+ SO2 + ?Q+ 2H2O ? CaSQ 2H0 + CCb10064 16 36172444、影响吸收(脱硫效率)的因素PH值影响高PH值的浆液环境有利于SC2的吸收，而低的PH则有助于COT的析出， 二者互相对立。实践表明，当PH>5.8后，脱硫率不会继续升高，反而降低。 原因是随着浆液H+浓度降低，Cf的析出越来越困难，石膏沉淀难以生成。PH值又不能太低，太低会影响SO的吸收，这时因为浆液中H高，影响HSO的解 离，阻碍了 SO吸收。因此，较为理想的 PH值应控制在5.45.6之间。氧化效果的影响氧参和烟气脱硫的化学过程，使 HSO氧化为SO2-，当氧化风机鼓入的空 气使烟气中的氧含量增加时，CaSO2HO的生成速度加快，有助于SO的吸收， 脱硫效率上升。当烟气中氧含量为 6.0%时，若脱硫效率为95%而当烟气中 氧含量增加到7%寸，脱硫效率可达到97% 吸收塔浆液密度的影响当吸收塔浆液密度达到1085kg/m3时，混合浆液中CaCO CaSO 2HO的 浓度已趋于饱和。CaSO2HO固相沉淀太多，在 CaCO表面形成包覆层，阻 止了 CaCO的溶解，从而降低了 SO的吸收。当浆液密度太低，说明浆液中 CaSO2HO的含量较低，CaCO含量相对较高，这样排出泵排出的浆液中CaCO上升，影响石膏品质。因此，石膏浆液密度宜控制在10751116kg/m3之间。烟尘的影响烟气中的烟尘通过吸收塔捕集后留在浆液中，一部分通过废水排出，另 一部分参和循环。烟尘在一定程度上阻碍了SO和脱硫剂的接触，降低了 CeT的溶解速度，同时烟尘中的Hg Mg Cc、Zn等离子会抑制CaT和HSO的反应， 造成脱硫效率下降，影响石膏品质。因此，FGD入口烟尘浓度应控制在100mg/Nm300 mg/Nm 之间。烟温的影响进入吸收塔烟温越低，吸收液面上的 SQ的平衡分压越低，有利于 SO的 吸收，形成HSO越快。在其它条件不变的情况下，每降低 1C烟温，脱硫效 率将提高约1%石灰石浆液质量影响石灰石浆液的加入量是根据吸收塔的 PH值、烟气量和烟气中SO含量来 调节的。设计要求石灰石中CaO含量51.5%,浆液中石灰石的质量分数为30%石灰石颗粒大小会影响其溶解，进而影响脱硫效率。太大不易溶解，太 小会增加磨机电耗。因此，石灰石质量宜控制在44um左右。氯离子的影响浆液系统中C含量过高，其和 皿6+和CaT结合成水溶盐增加，这样的浆 液会使SO溶解放慢，从而影响SO的吸收。另一方面，C过高会加快设备、 管道、阀门的腐蚀。因此，从系统中排出一定量的废水以降低C浓度是必不可少的。液气比的影响液气比决定酸性气体吸收所需要的吸收表面，提高液气比相当于增大了 吸收塔内的喷淋密度，使气液面的接触面积增大，脱硫效率也将增大。要提 高脱硫效率，提高液气比是一个很重要的手段。在烟气含硫量、烟气流量一 定时，液气比可根据CFX计算机模拟平台模拟出一个较佳值。烟气流速的影响提高塔内烟气流速可提高气液两相的湍动，降低烟气和液滴间的膜厚度， 提高传质效果。另外，喷淋液滴的下降速度将相对降低，使单位体积内持液 量增大，增大了传质面积，增加了脱硫效率。但气速增加，又会使气液接触 时间缩短，脱硫效率可能下降。实践表明，气速在2.443.66m/s之间逐渐增大时，随着气速增大，脱硫效率增加；当气速3.66m/s时，脱硫效率几乎 和气速变化无关。一般将吸收塔内烟气流速控制在3.54.5m/s范围内。5、GGH勺作用GGH在烟气脱硫中的作用GGH勺作用是将原烟气中热量传递给脱硫后的净烟气。即由引风机来的温度为131 C139C的原烟气在 GGH原烟气侧将温度降到90C101 C进入吸 收塔，从吸收塔流出温度为 45C50C净烟气通过GGH勺净烟气侧升温至约 81 C流经净烟道后排入烟囱。该过程的完成，GGH在其发挥了三个方面的作用： 降低了烟气对吸收塔的热冲击，减少了吸收塔的蒸发量GGH的使用，使得进入吸收塔的原烟气温度下降38C左右，这对于使用非金属材料作为吸收塔防腐内衬而言，烟温下降，对耐温能力有限的玻璃鳞 片或橡胶衬层起到了较好的保护作用。和此同时，对广西来宾电厂来说，由 于GGH勺设置，使得进塔烟温下降，降低了水份的蒸发，水耗下降。 排烟温度升高增强了烟气的扩散能力由于GGH使得湿法脱硫后的净烟气温度上升 34C左右，排入烟囱的 烟气密度降低，烟气和空气的密度差增大，烟气抬升能力增强。烟气的有效 抬升，增大了烟气中水蒸气、二氧化碳和氮氧化物的扩散空间，减轻了烟气 对地面污染。 降低了烟羽的可见度，避免了液滴洒落发电厂排放的烟气的可见度主要受飞灰颗粒物、液滴和酸雾影响。由于 GG啲换热作用，出塔的饱和烟气通过升温后，回到了水蒸汽不饱和状态，透 明度上升，从烟囱排出的烟气可见度降低，烟囱出口上方出现白烟的情况大 大改善。由于烟气的扩散能力增强，带来液滴洒落的情况大为减轻。