石灰石_石膏湿法烟气脱硫工艺原理

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。

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。

烟气系统
增压密封系统是在转子周围原烟气与净烟气分界处及扇形板内部 送入压头高于原烟气和净烟气的气体，将原烟气和净烟气充分隔 离开，从而隔断了原烟气向净烟气的直接泄漏。 另外，为了防止GGH内部烟气漏出腐蚀外部重要设备，系统还布置 了空气密封系统，抽取外界空气增压后送到传动装置、导向轴承 等处，作气封使用。
烟气系统
烟气系统保护停止 FGD系统失电； FGD入口烟气温度达到160℃； FGD入口烟气压力超限； 锅炉MFT； 除尘器故障； 增压风机故障停运； 增压风机运行时，只有一台吸收塔浆液循环泵运行； 吸收塔排气门打开 锅炉投油
烟气系统
三、气-气换热器（GGH） 从锅炉尾部除尘器出来的温度较高的烟气（称原烟气）进入GGH， 将热量传递给转动的转子内的换热元件，装有换热元件的转子连 续地转动，将热量传递给来自脱硫吸收塔的温度较低的烟气（净 烟气），使净烟气温度升高。湿法脱硫装置中，设有GGH的，一般 吸收塔入口烟气温度90-100℃左右，吸收塔出口烟气温度50 ℃左 右，经过GGH后的再热烟气温度80 ℃以上。
烟气系统
GGH的清洗系统，从脱硫塔中或原烟气中带来的石膏浆液或烟尘， 遇到潮湿的转子，会在传热元件表面大量沉积，导致换热性能下 降和烟气阻力的升高，从而降低换热效率，增加增压风机的功率 损耗。为此，在GGH的上下部位配备两台伸缩式吹灰器，平时用压 缩空气或蒸汽吹扫，严重堵塞时用高压水清洗，停机时用大流量 低压水进行彻底清洗。GGH的吹扫，在线压缩空气吹扫压力在 0.5MPa左右，蒸汽压力一般在1MPa以上，在线高压水冲洗压力在 9-11MPa左右，应定期按时冲洗。
SO2吸收系统
SO2吸收系统需要控制的参数： 吸收塔内烟气流速。吸收塔设计烟气流速一般为3.5-4.1m/s，可 通过烟气量进行计算，烟气流速过高会缩短烟气在吸收塔内的停 留时间，降低脱硫效率。 吸收塔PH值。比较理想的控制范围为5.2-5.8，PH值过大，会造成 没来得及反应的石灰石随石膏浆液排出吸收塔，造成浪费。应保 证吸收塔PH计的正常运行，偏差较大时及时校准。