石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术概述

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摘要：本文主要对烟气脱硫工艺中的石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术进行介绍。首先介绍其工艺原理，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部浆池鼓入的氧化空气进行反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。

关键词：FGD；石灰石/石膏湿法；烟气系统；吸收系统

中图分类号： P619.26+3 文献标识码： A 文章编号：

1 烟气脱硫工艺概述

烟气脱硫(FGD)是目前燃煤电厂控制 气体排放最有效和应用最广的技术。20世纪60年代后期以来,烟气脱硫技术发展迅速,根据美国电力研究院的统计,大约有200种不同流程的FGD工艺进行了小试或工业性试验,但最终被证实在技术上可行、经济上合理并且在燃煤电厂得到采用的成熟技术仅有十多种。

2. 石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰石/石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最广泛、技术最为成熟的脱除技术，约占全部安装 FGD 容量的 70%。它是以石灰石为脱硫吸收剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，使之与烟气充分接触、混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应，最后生成石膏，从而达到脱除 的目的。

2.1 工艺原理

石灰石粉加水制成重量浓度约为30%的浆液作为脱硫吸收剂，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浆池鼓入的氧化空气进行反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，再经过加热器升温至大于80℃后，由烟囱排入大气。

2.2.1工艺流程

采用价廉易得的石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰经消化处理加水搅拌成吸收浆液。

锅炉的烟气从电除尘器或布袋除尘后（除尘效率大于 97%），经烟气换热器降温后从吸收塔下部进入吸收塔（经过气-气换热器后的烟气温度下降到 100℃左右）。

脱硫净化后的烟气依次经过除雾器除去雾滴然后再经气-气换热器升温后，从烟囱排放到大气空中。

2.2.2主要工艺系统

(1)烟气系统

烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气一气加热器(GGH)等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理。另外，从电除尘器出来的烟气温度高达130―150℃，因此进入FGD前要经过GGH降温器降温，避免烟气温度过高，损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。

(2)吸收系统

吸收系统是 FGD 系统的核心部分，其主要功能是吸收烟气中的，最终的反应产物是石膏（）。同时也可以吸收烟气中的其它污染物质，如飞灰、、、 等。循环浆液通过液柱喷射喷嘴喷射出，与烟气形成了一个强烈的气液混合接触区，在这个接触区内发生化学反应，以石灰石作为吸收剂，脱除其中的，同时生成了主要副产物石膏（）。脱硫后的净烟气经过除雾器后通过吸收塔顶部的出口排出[2]。

(3)浆液制备系统

浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式不同的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备磨机湿磨时用、粉仓干粉制浆时用、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。

(4)石膏脱水系统

石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。水力旋流器作为石膏浆液的一级脱水设备，其利用了离心力加速沉淀分离的原理，浆液流切进入水力旋流器的入口，使其产生环形运动。粗大颗粒富集在水力旋流器的周边，而细小颗粒则富集在中心。已澄清的液体从上部区域溢出，而增稠浆液则在底部流出。真空皮脱水机将已经水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上。

(5)排放系统

排放系统主要由事故浆池、区域浆池及排放管路组成。

(6)热工自控系统

为了保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行，系统装备了完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。

3技术工艺特点

优点：

（1）技术成熟，运行可靠性好。

（2）脱硫效率高，吸收剂利用率高。石灰石―石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95%以上，脱硫后的烟气不但浓度很低，而且烟气含尘量也进一步减少。

（3）适用于大、中、小容量的各类机组，尤其适用于大容量机组。且可多机组配备一套脱硫装置。

（4）对煤种和负荷变化的适应性强。无论是含硫量大于 3%的高硫煤，还是含硫量低于 1%的低硫煤，石灰石/石灰―石膏湿法脱硫工艺都能适应。

（5）吸收剂资源丰富，价格便宜。

（6）脱硫副产物便于综合利用。

（7）由于吸收浆液循环利用，该工艺脱硫吸收剂的利用率很高。

缺点：

（1) 系统复杂、运行维护工作量大。

（2) 水消耗、电消耗较大，存在废水处理问题。

（3) 系统投资较大、运行维护费用高、装置占地面积也相对较大

（4）副产品品质要求高，要求除尘器效率高。

4发展趋势

(1)石灰石/石膏法仍然是当前及今后主要的烟气脱硫技术，对该技术的各方面有关问题已有比较深入的了解，并取得了许多重要的成果。

(2)目前对石灰石/石膏脱硫技术的研究主要侧重于影响因素、吸收塔内部结构的实验分析和一些理论分析计算，以及对吸收机理的理论解释，但对于吸收塔内部的流体力学性能及其与化学反应动力学的关系，以及优化气液接触状态等方面的研究明显不足，这是今后研究的重点和难点。

(3)湿钙法烟气脱硫技术在我国的应用仍主要以引进为主，难于完全国产化，投资大、推广难的现状未能得到根本改变。因此，我们要把吸收塔内部结构、气液流动条件、传质接触面积等问题的研究作为突破口，降低投资和运行成本，使该技术在我国得到广泛应用[3]。

参考文献：

[1] 王鑫，傅德黔，安海蓉. 火电厂二氧化硫排放行为分析[J]. 中国环境监测，2005,21（5）：69~71，62.

[2] 许红，刘尧祥. 燃煤电厂烟气脱硫现状及其工艺[J]. 中国煤炭，2006,32(11):48~50.

[3] 孔火良，金保升，吴慧芳等. 燃煤电厂烟气脱硫主要工艺[J]. 环境技术，2002,(4): 15~20.