湿法烟气脱硫

湿法烟气脱硫技术特点主要有：①脱硫效率高，适用于各种煤种；②脱硫剂利用率高；③占用场地大，一次性投资大；④反应物显液态，需进行水处理；⑤设备易腐蚀，结垢及堵塞。可以看出，在资金和场地许可的情况下，采用湿法烟气脱硫是较稳妥的方法。

l 湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂如水或碱性溶液等洗涤烟气以除去S02。湿法是目前在实际运用中应用最广、工艺应用最多的脱硫方法，约占世界上现有烟气脱硫装置的85％。

脱硫反应速率快、效率高、脱硫剂利用率高。但系统存在堵塞以及脱硫后的烟气温度低于酸露点，易产生腐蚀问题。湿法的流程和设备相对比较复杂，费用高。容易产生二次污染，必须对污水进行处理，运行成本也较高。   

目前已经商业化的湿法脱硫工艺包括：

石灰/石灰石－石膏法、钠碱法、双碱法、氨吸收法、氧化镁法、海水脱硫技术。

石灰石(石灰)－石膏法脱硫工艺

1、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，磨细成粉状，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以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏，SO2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；对落人吸收塔浆浆池的CaSO3·1／2H2O和O2、H2O再进行氧化反应，得到脱硫副产品二水石膏。

整个吸收过程主要分为吸收和氧化两个步骤。

吸收过程，在吸收塔内进行：

石灰浆吸收液：Ca(OH)2＋SO2—CaSO3·1/2H2O＋1/2H2O

石灰石浆液吸收液：

CaCO3＋SO2＋1/2H2O—CaSO3·1/2H2O＋CO2

CaSO3·1/2H2O＋SO2＋1/2H2O—Ca(HSO3)2

氧化过程，在氧化塔内进行：

2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O—2CaSO4.2H2O

Ca(HSO3)2＋1/2O2＋2H2O—CaSO4·2H2O＋SO2

2、脱硫系统组成及工艺流程

烟气脱硫（FGD）装置采用高效的石灰石/石膏湿法工艺，整套系统由以下子系统组成：

（1）SO2吸收系统

（2）烟气系统

（3）石灰石浆液制备系统

（4）石膏脱水系统

（5）供水和排放系统

（6）事故浆液系统

（7）电气、控制系统等

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3-4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。同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的吸收剂浆液，用于补充被消耗掉的碳化钙（氧化钙），使吸收浆液保持一定的pH值。反应生成物浆液达到一定密度时排至脱水系统进行脱水。

3、工艺特点

① 技术最成熟，运行稳定，应用最多，技术可靠性好。

② 运行费用低。石灰石（石灰）资源丰富，价格便宜。

③ 石灰较易溶解，石灰乳制备系统较为简单且运行稳定。

④ 脱硫效率达95～98%。

⑤ 对煤种变化、负荷变化的适应性强。

⑥ 产物为石膏，易于过滤，是所用脱硫产物中最易处理的。

4、主要技术参数

（1）脱硫率，石灰石（石灰）-石膏法的脱硫效率一般大于95%。。

（2）液气比。（L/G）

  是指吸收塔内单位时间内吸收溶液的量（升）与烟气量（立方米）的比值（l/m3）。经验值：8－25

  根据含硫量的不同，选取不同的值：

  含硫量 <1.0%       L/G=10-13

  含硫量 1.0-3.0%    L/G=13-20

  含硫量 >3.0%       L/G=20以上

（3）钙硫比。（Ca/S）

是指一个较长的时段内，参与反应的ca与s的摩尔数之比。它反映了吸收剂（石灰石浆液）的利用率。目前湿法的钙硫比通常在1.01-1.03之间。

（4）水滴直径。

吸收剂（石灰石浆液）经喷嘴喷出后呈水雾状，其水滴直径多在2.0-2.5mm之间。水滴的直径与吸收效率成反相关，但提高水滴细度必然要求提高喷嘴前压力从而增加能耗。

（5）吸收区高度。

一般指烟气入口管中心线到喷淋层中心线的距离。吸收区高度一方面决定了烟气与脱硫剂的接触时间，另一方面也决定了接触反应区内水滴的停留时间。这两个时间均与脱硫效率有直接关系。

吸收区高度一般在5－15m之间。

（6）塔内烟气流速。

烟气在塔内的流速一般为2.5-3.8m/s（逆流式脱硫塔），目前许多公司都提高到3.7-4.0m/s，顺流塔可达4m/s。提高流速有利于提高脱硫率，因为一方面通过湍流过程可加强传质，另一方面在逆流塔上可将更多的水滴保持在悬浮状态（流化床效应）。其不利之处是烟气阻力损失会增加，从而使能耗增加。

（7）浆液PH值。

最佳PH值为5.8-6.2，有利于Ca2+的析出。

（8）浆液在池循环周期。

指浆液经喷淋系统循环一周的时间。等于：浆池容积/吸收塔循环泵排量，一般按4－5分钟设计。在液气比确定后可推算出浆池的设计容量。

（9）浆液在池停留时间。

是指与浆池等容量的浆液完全反应的时间。等于：浆池容积/石灰石浆液泵排量。一般在15－25小时之间，时间越长，石灰石利用率越高，石膏纯度越好。缺点是浆池要做大。

（10）吸收塔入口温度。

由锅炉来的原烟气温度在160℃左右。该温度越低对吸收越好，另外温度过高会损坏塔内的非金属设备和防腐层。

（11）烟囱排放温度。

经过脱硫后的烟气温度在48—52℃之间。

（12）新鲜脱硫剂浆液补充量。

由浆池内浆液的PH值来决定。当PH值过低时，增加补充量；PH值过高时，减少补充量。

石灰石-石膏法脱硫的脱硫剂为石灰石，要求石灰石纯度不小于90%，若燃料为低硫煤时，石灰石细度应保证250目90%的过筛率。若燃料为高硫煤时，石灰石细度应保证325目90%的过筛率。

石灰-石膏法脱硫剂为生石灰，要求生石灰的纯度不小于85%。

（13）浆池内石膏的外排量。

（14）氧化风机的风量。

（15）氯离子的含量。

  氯离子对提高提高脱硫效率有利，但对石膏的品质有影响