石灰石-石膏湿法脱硫化学分析

火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石-石灰－石膏法1. 引言火电厂燃煤引发空气污染问题，其中SO2是一种重要的污染物。

烟气脱硫工程是实现烟气净化的重要环节之一。

石灰石-石灰-石膏法是一种常用的烟气脱硫工艺，本文将介绍该工艺的技术规范。

2. 工程设计2.1 设计原则石灰石-石灰-石膏法的设计应遵循以下原则： - 实施烟气脱硫应考虑经济可行性和技术可实现性。

- 设计要满足环保要求，确保排放的烟气SO2浓度符合国家标准。

- 设计要合理安排设备布置，减少占地面积，以便节约土地资源。

2.2 设备选择石灰石-石灰-石膏法需要选择适当的设备，包括石灰石磨煤机、石膏磨煤机、浆液计量装置、循环泵等。

设备选择应综合考虑性能、稳定性、维护成本等因素。

2.3 工艺流程石灰石-石灰-石膏法的工艺流程一般包括以下步骤： 1. 进料：将石灰石和石膏送入磨煤机进行研磨，形成细粉。

2. 干式除尘：将磨煤机产生的石灰石-石膏混合粉进入电除尘器进行干式除尘，收集大部分粉尘。

3. 湿式脱硫：将磨煤机产生的石灰石-石膏混合粉与烟气接触，进行化学反应，使SO2与石灰石反应生成石膏。

4. 液固分离：将湿法脱硫产生的石膏与废水进行分离，以便石膏的后续处理和废水的回用。

5. 输送与处理：将产生的石膏输送到石膏堆场进行储存或进一步处理，废水经处理后可以回用或排放。

2.4 工程布置考虑到石灰石-石灰-石膏法需要多个设备的配合操作，工程布置务必合理安排设备之间的距离和管道的连接。

同时，要保证设备的运维和维护空间。

3. 运行与维护3.1 操作规范为了保证石灰石-石灰-石膏法的正常运行，应遵循以下操作规范： - 各设备必须按照操作手册进行操作。

- 定期检查设备运行情况，及时处理异常情况。

- 对于生产过程中的重要指标，如石膏产量、废水浓度等，应进行监测记录，以便进行评估与分析。

3.2 维护保养定期维护保养是确保石灰石-石灰-石膏法持续高效运行的关键。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统是烟气脱硫脱水技术中常见的一种方法，对于工业生产中排放的烟气进行净化处理具有重要意义。

系统的运行优化对于提高处理效率、降低能耗、保障环境安全同样至关重要。

本文将对石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化进行探讨，并提出相关建议和解决方案。

一、系统结构与工作原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统主要由烟气脱硫脱水装置、石灰石浆液制备系统、脱水系统、石膏脱水再生系统等部分组成。

其工作原理是将排放的烟气经过脱硫塔，利用石灰石浆液中的Ca(OH)2与SO2反应生成CaSO3、CaSO4等沉淀物，并将烟气中的SO2、NOx 等有害物质吸收、氧化、转化成固体废物，然后通过脱水系统将脱硫脱水产生的石膏脱水，达到排放标准后进行再生利用。

二、系统运行优化1. 设备优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统中的关键设备包括脱硫塔、搅拌器、脱水设备等，对于这些设备的工作状态进行优化是系统运行优化的重要环节。

首先要做好设备的定期维护保养工作，保证设备的正常运行和使用寿命。

其次是对设备进行技术改造和升级，采用先进的技术手段完善设备功能，提高设备的稳定性和耐久性。

还要加强对设备运行数据的监测和分析，及时发现并处理设备运行中的问题，保障系统的平稳运行。

2. 工艺优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统的工艺优化主要包括石灰石浆液制备、脱硫反应、石膏脱水等环节。

在石灰石浆液制备过程中，应注意石灰石粉末与水的比例、搅拌速度、搅拌时间等参数的调整，以保证制备出浆液的浓度和稳定性。

在脱硫反应过程中，应根据烟气中SO2、NOx的含量和流速等参数，调整脱硫塔中浆液的供应量和分布方式，实现对有害物质的高效吸收和转化。

在石膏脱水环节，应根据脱水设备的特性，合理控制脱水速度和温度，提高脱水效率和质量。

3. 能耗优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统的运行中涉及大量的能源消耗，包括水泵、搅拌器、脱水设备等设备的驱动能耗，石灰石浆液制备、脱硫反应、石膏脱水等过程中的能量消耗等。

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。

石灰石—石膏湿法烟气脱硫一、简介排放量的目标,我国将持续开展节能降耗,为保护环境,实现我国政府控制SO2研究推广高效减污燃烧装置,开发清洁能源,推行区域集中供热和热电联供,改变目前煤炭利用效率低的现状。

同时,我国将扩大原煤洗选比例,开发高硫煤洗选脱硫技术和装备,研究微波脱硫和磁分离脱硫技术和装备以及生物脱硫技术,进一数量。

步研究煤炭液化和气化技术,降低进入烟气中的SO2近年来，我国电力工业部门在烟气脱硫技术引进工作方面加大了力度，对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的脱硫工艺都有成功运行工程，主要有湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。

下面重点介绍一下石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫二、国内外对于石灰石—石膏湿法脱硫国内外的现状据全球统计,80%的脱硫装置采用石灰石(石灰)—石膏湿法,10%采用喷雾干燥法(半干法),10%采用其它方法。

湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,吸收剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。

目前单机容量在200MW以上的火电机组容量占火电总装机容量的55%。

高参数、大容量火电机组是当前和今后相当长时间内火电发展的方的关键,而湿法向,因此,大机组脱硫是火电厂脱硫的工作重点,是控制火电厂SO2脱硫工艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺,所以,应重点发展湿法脱硫技术。

龙源电力集团,引进德国斯坦米勒公司湿法脱硫技术,成立了具备总承包能力的工程公司,希望形成每年2000MW烟气脱硫装置的能力,即为一例。

烟气循环流化床脱硫工艺脱硫效率高,建设投资较省,占地面积较少,在能满足高品位石灰供应和妥善处理脱硫灰的条件下,具有较好的发展前景,尤其是适用于中小机组和老机组的脱硫改造。

喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、海水脱硫、电子束脱硫等脱硫工艺在国内已有示范项目,可结合当地实际情况论证,合理选用。

对于海水脱硫法,在有条件的沿海电厂应用是很好的,此法无任何添加剂和副产品,系统简单,运行可靠,脱硫效率高,投资运行费用较低,漳州后石电厂2台600MW,深圳西部电厂1台300MW已运行,运行状况良好,值得借鉴前世界上烟气脱硫工艺方法较多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理位置、副产品的利用等因素。

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。

1 吸收塔(石膏)浆液分析对于湿法脱硫而言，脱硫反应存在最佳反应pH 值。

同时为防止系统结垢，应控制浆液pH 和密度在指定范围。

氯离子含量是浆液吸收倍率的反应，同时也是防止系统腐蚀的重要控制指标。

1.1 pH打开pH 测定仪预热半小时，用标准缓冲液进行定位，清洗电极后测定浆液pH ，记录pH 值和浆液温度。

1.2 密度洗净并恒重比重瓶，带塞称量。

用新煮沸并冷却至20℃的蒸馏水注满比重瓶，不得带入气泡，装好后立即浸入20±0.1℃的恒温水浴中，20min 后取出，用滤纸除去溢出毛细管的水，擦干后立即称量。

将比重瓶里的水倒出，洗净、干燥、称量。

以试样代替水测试。

021ρρ⨯=m m 式中：ρ－密度，g/cm 3ρ0－在20℃时蒸馏水的密度，g/cm 3m 1－充满比重瓶所需试样的质量，gm 2－充满比重瓶所需水的质量，g1.3 亚硫酸根含量在250ml 三角烧瓶中加入1ml0.1mol/LI 2标准溶液和约10ml 去离子水，吸取10ml 浆液，加入其中。

滴加1＋1的硫酸，混合均匀，在暗处静置5分钟。

再加入100ml 去离子水，用0.1N 硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液为淡黄色，加入2ml 淀粉溶液，再继续滴定至蓝色消失。

()3221112100080V C V C V X ⨯⨯⨯⨯-⨯= 式中：X 1－浆液中亚硫酸根含量，mg/LV 1－碘标准溶液加入量，mlC 1－碘标准溶液浓度，mol/LV 2－硫代硫酸钠标准溶液耗量，mlC 2－硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/LV 3－吸取浆液体积，ml1.4 碳酸根含量取10ml 浆液，加入1ml30％的双氧水，2分钟后加入10ml1.0mol/LHCl 标准溶液和20ml 去离子水，在50～70℃放置约5min 。

滴加2滴酚酞指示剂，用1.0NNaOH 标准溶液滴定至溶液由无色刚好变为红色终点。

()3221121000100V C V C V X ⨯⨯⨯⨯-⨯= 式中：X －浆液中碳酸盐含量，mg/mlV 1－HCl 标准溶液加入量，mlC 1－HCl 标准溶液浓度，mol/LV 2－NaOH 标准溶液加入量，mlC 2－NaOH 标准溶液浓度，mol/LV 3－吸取浆液体积，ml1.5 氯离子含量取100ml 试样至于250ml 锥形瓶中，调整pH 至酚酞指示剂红色刚好消失，加入1ml 铬酸钾指示剂，用硝酸银标准溶液滴定至橙色，记录硝酸银标准溶液的耗量a 。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理一、概述：脱硫过程就是吸收，吸附，催化氧化和催化还原，石灰石浆液洗涤含SO烟气，产生化学反应分离出脱硫副产物，化学吸收速率较快与扩散速率有关，2又与化学反应速度有关，在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系，既服从于相平衡（液气比L/G，烟气和石灰石浆液的比），又服从于化学平衡（钙硫比Ca/S，二氧化硫与炭酸钙的化学反应）。

1、气相：烟气压力，烟气浊度，烟气中的二氧化硫含量，烟尘含量，烟气中的氧含量，烟气温度，烟气总量2、液相：石灰石粉粒度，炭酸钙含量，黏土含量，与水的排比密度，－，它们与溶解了的CaCO和SOHSO的反应3、气液界面处：参加反应的主要是323是瞬间进行的。

二、脱硫系统整个化学反应的过程简述：1、 SO在气流中的扩散，22、扩散通过气膜3、 SO被水吸收，由气态转入溶液态，生成水化合物24、 SO水化合物和离子在液膜中扩散25、石灰石的颗粒表面溶解，由固相转入液相6、中和（SO水化合物与溶解的石灰石粉发生反应）27、氧化反应8、结晶分离，沉淀析出石膏，三、烟气的成份：火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧化硫，使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。

四、二氧化硫的物理、化学性质：①. 二氧化硫SO的物理、化学性质：无色有刺激性气味的有毒气体。

密度比2空气大，易液化（沸点-10℃），易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫，成弱酸性。

SO为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性、2还原性、氧化性、漂白性。

还原性更为突出，在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性，液体SO无色透明，是良好的制冷剂和溶剂，还可作防腐剂和消毒剂及还原2剂。

②. 三氧化硫SO的物理、化学性质：由二氧化硫SO催化氧化而得，无色易挥23发晶体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。

SO为酸性氧化物，SO极易溶于水，溶于33水生成硫酸HSO,同时放出大量的热，42③. 硫酸HSO的物理、化学性质：二元强酸，纯硫酸为无色油状液体，凝固点423,浓硫酸溶于水会放出大量的热，密度为1.84g/cm具有10.4℃，沸点338℃，为强氧化性（是强氧化剂）和吸水性，具有很强的腐蚀性和破坏性，五、石灰石湿－石膏法脱硫化学反应的主要动力过程：1、气相SO被液相吸收的反应：SO经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫22－＋，当PHH 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO值较高时，和氢离子酸HSO3232－，要使SO吸收不断进行下去，必须中和HSO二级电离才会生成较高浓度的SO233＋＋当，即降低吸收剂的酸度，碱性吸收剂的作用就是中和氢离子电离产生的HH 吸收液中的吸收剂反应完后，如果不添加新的吸收剂或添加量不足，吸收液的酸度迅速提高，PH值迅速下降，当SO溶解达到饱和后，SO的吸收就告停止，脱22硫效率迅速下降2、吸收剂溶解和中和反应：固体CaCO 的溶解和进入液相中的CaCO的分解，33＋浓度（PH固体石灰石的溶解速度，反应活性以及液相中的H值）影响中和反应2+2+的形CaCa的氧化反应，以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。

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。

一、旁路挡板门的控制原理概述一、烟气脱硫挡板风门的结构简述1．烟气脱硫挡板风门——风门框架和截面的主体部分和叶片均按设计用不同材质、规格的钢板制造。

石灰/石灰石－石膏法脱硫石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。

副产品石膏可抛弃也可以回收利用。

(1)反应原理用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。

1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下。

石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3.1/2H2O石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3.1/2H2O+CO2CaSO3.1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。

2CaSO3.1/2Hz0+O2+3 H2O一2CaSO4.2H20②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。

2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O一CaSO4·H2O+SO2传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。

将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。

石灰浆液在吸收so:后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。

现代石灰/石灰石一石膏法工艺流程主要有原料运输系统、石灰石浆液制备系统、烟气脱硫系统、石膏制备系统和污水处理系统。

①原料运输系统烟气脱硫所需的石灰石粉(粒度为250目，筛余量为5%)，采用自卸封罐车运输，并卸人石灰石料仓。