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[原创] 湿法脱硫的资料

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本帖最后由 xzm881122 于 2019-11-15 09:52 编辑

1. 石灰石-石膏湿法吸收塔的设计
吸收塔的主要任务是脱除烟气中的SO2,产生可适于销售或抛弃的石膏。烟气通过位于循环浆池上方的入口烟道进入吸收塔。烟气向上穿过吸收区,并经从上喷射下来的浆液滴雾洗涤,浆液中含有悬浮的石膏和用于SO2反应的石灰石。浆液注入到喷淋层的上方,每层喷淋层配置一台循环泵。喷淋层上装有喷嘴,用于洗涤浆液的雾化。
循环浆池位于吸收塔底部,根据足够的时间设计,以保证石灰石的利用和石膏的氧化、结晶的最优化。氧化空气通过在搅拌器前面的空气喷雾器或空气喷枪注入,而搅拌器则是用于吸收塔浆液内固体颗粒的分散。
在吸收塔的顶部装有一个二级除雾器。第一层带走大部分的液滴。第二层则带走一些细小的液滴。为了清洗表面和保持压降,除雾器需经常冲洗,冲洗的水量则由系统用水需求控制。
1.1      吸收塔化学机理
为了水中气态SO2的溶解和水化,PH值是一个重要的影响因素。依照图1,当PH>7.2时,液相中主要以SO32-存在:当2.7<PH<5.4时,液相中主要以HSO32-存在;当PH<2时,液相中主要以SO2(水合)存在。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png
1硫酸的游离形式与Ph值的关系
应用到湿式石灰石FGD,这就意味着液相中实际的PH值不同,反应机理就不同。
亚硫酸氢根(HSO32-)形成石膏的化学机理
在2.7<PH<5.4范围内,SO2形成的离子超过90%都是亚硫酸氢根。亚硫酸氢根离子形成石膏的机理见图2。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
2亚硫酸氢根离子形成石膏
这个反应的一个相应步骤是CaCO3的溶解,在低PH值时,这个过程会加速。如图2所示,亚硫酸根直接氧化成硫酸根。硫酸根再跟钙离子反应成溶解的石膏,溶解的石膏结晶则是最后一个步骤。图2以离子概述的形式显示的反应机理。
亚硫酸根(SO33-)形成石膏的化学机理
在PH>7.2范围内,SO2形成的离子超过90%都是亚硫酸根。但是在PH值为5时,己经有5%的离子是亚硫酸根离子。这就意味着在一个相应的PH值,这个机理就应该重新考虑。亚硫酸根(SO32-)离子形成石膏的机理如图3所示。
图3主要显示了反应机理的离子形式。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg
3亚硫酸氢根离子形成石膏
第一步骤是由高PH值引起的,形成固体亚硫酸钙(CaSO3*1/2H2O)。第二步骤是亚硫酸钙溶解成亚硫酸氢钙Ca(HSO3)2,这个步骤发生在吸收塔浆池并可被低PH值和高反应体积加速。第三步骤是Ca(HSO3)2氧化成石膏。湿式石灰石吸收塔内石膏形成的化学机理在湿式石灰石FGD里,两种机理的发生都是受吸收塔PH值的影响,塔内PH值主要在5.2和6.0之间。当塔内下落浆液的PH值大都低于5.4时,第一种反应(亚硫酸根)机理是主要的反应机理。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg
4湿式石灰石吸收塔内石膏的形成
考虑所有不同的步骤,石灰石吸收塔内化学反应非常复杂。PH值低加速氧化,而PH值高则加速液相中SO2的吸收。因此,湿式石灰石吸收塔的运行是SO2吸收和亚硫酸根氧化之间的权衡。
1.2      总的化学机理
以更全面、更概要的考虑,吸收塔化学机理可描述如下:
烟气中吸收出来的SO2通过化学反应被转移到石膏中。化学吸收作用发生在吸收区。循环浆池促进碳酸钙的溶解,亚硫酸氢根的氧化和石膏结晶。
吸收
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg
在第一个步骤里,SO2被从液相中的烟气吸收出来形成水合硫酸。
石灰石溶解
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
石灰石是以溶解在环浆池中的石灰石浆液形式增加的。
SO2吸收引起的PH值的下降,增加了石灰石的溶解。同时氧化空气的注入增加了石灰石的溶解随着CO2从循环浆液逃逸。
氧化
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
液滴中的一部分亚硫酸氢根己经被原烟气中的O2自然氧化。液滴中的氧溶解是一个很慢的反应,因此自然氧化很受限制,只有大约10%至30%依赖于烟气中的氧含量和吸收塔浆液中氧化催化剂(如Mn)的活性。吸收塔浆池内氧化的主要部分是由氧化空气的注入完成的。
结晶
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.png
最终,形成的硫酸根和钙离子在吸收塔循环浆池内结晶成石膏。依赖于在循环浆池内的停留时间,石膏晶体尺寸在30至50μm之间。
氯化物的化学机理
从烟气里脱除的大多数氯化物和钙离子反应生成氯化钙。这个反应引起液体中过离子的增加并减少了石灰石的溶解。因此氯化物浓度高导致SO2脱除效率低。反应机理如下所示。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.jpg
氟化物的化学机理
氟和钙反应生成氟化钙,氟化钙固体形式沉降下来,并和石膏一起从吸收塔浆液中转移出来。反应机理如下所示。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.jpg
1.3      石灰石
用于石灰石-石膏法脱硫工艺的石灰石至少满足以下要求:
1石灰石品质
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.jpg
粒径分布
关于粒径,石灰石必须达到以下要求:
颗粒尺寸=>90%<44μm
1.4      石膏
适于销售的石膏的详述
在吸收塔浆池里,石膏不停地产生、排出,通过旋流器进行初步脱水。浓缩后的旋流器底流(含有粗糙的石膏颗粒)通过皮带机或离心分离机进行二次脱水。基于不同的情况(运行原料供应,业主递圾掩埋的可能性),会产生不同品质的石膏。
l  垃圾掩埋石膏
l  石膏作为水泥工业的添加剂
l  石膏作为石膏、石膏板生产的原材料,同石膏消费者协调,在一些情况
下,将电厂的石膏加工成石膏煤饼或加强板。
品质取决于以下参数:
l  石灰石品质(惰性物质和镁化物的含量,粒径)
l  进入吸收塔的烟气中的飞灰浓度
l  烟气成分(SO2,HCl,灰尘)
l  艺水水质(氯离子含量)
l  吸收塔塔浆池内的氧化
物理和化学性质:
l  密度    800-1300kg/m3
l  湿度    8-10%
l  平均粒径   50%>32μm(墙板75%>20μm)
l  白度    不大于15%,不小于石灰石白度
l  PH 中性(6-8)
l  毒性    无毒
l  气味    无刺激性气味
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.jpg
图6石膏结晶








 

发表于 2019-11-15 09:50:43

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快乐一生_EFGVVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP广西壮族自治区
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怎么看不到图?

 

发表于 2019-11-15 10:49:31

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传不上去  详情 回复 发表于 2019-11-15 10:53

 

 

 

Peterpaul彼得保罗
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xzm881122楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP浙江省
头衔:  【环保工程师】

传不上去

 

发表于 2019-11-15 10:53:52

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快乐一生_EFGVVIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP广西壮族自治区
头衔:  TA暂未设置 

用截图一张一张传呀!

 

发表于 2019-11-15 10:58:39

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乐眼品人生VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山西省
头衔:  TA暂未设置 
希望楼主整一个文件形式传上来

 

发表于 2019-11-16 09:45:04

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瞬間、煙花VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP河北省
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楼主可以编辑成一个PDF文档,上传上来

 

发表于 2019-11-17 15:09:51

点评

会被举报的,上次传了点资料,呗举报了  详情 回复 发表于 2019-11-26 15:46
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qq_大海439439VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP甘肃省
头衔:  TA暂未设置 
能看到图就更加好了!

 

发表于 2019-11-26 15:44:18

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xzm881122楼主 VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP浙江省
头衔:  【环保工程师】
瞬間、煙花 发表于 2019-11-17 15:09
楼主可以编辑成一个PDF文档,上传上来

会被举报的,上次传了点资料,呗举报了

 

发表于 2019-11-26 15:46:50

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