石膏法脱硫系统脱硫

石膏法脱硫系统脱硫（精选11篇）

石膏法脱硫系统脱硫 第1篇

a) 200 MW及以上中大型新建或改造机组;

b) 燃煤含硫量在0.5%~5%及以上;

c) 要求脱硫效率在95%以上;

石灰石-石膏法脱硫中浆液起泡研究 第2篇

石灰石-石膏法脱硫中浆液起泡研究

摘要：在石灰石-石膏法脱硫中,吸收塔浆液溢流是较为常见的`现象,它会对脱硫系统的正常运行造成较大危害,如果不能采取适当的预防和处理办法,甚至会导致诸如增压风机叶片损坏等重大事故.通过分析石灰石-石膏法中吸收塔浆液产生溢流现象的各种原因,提出防止和解决吸收塔浆液溢流的方法,保证脱硫系统的正常运行.作 者：禾志强 田雁冰 沈建军 赵全中 HE Zhi-qiang TIAN Yan-bing SHEN Jian-jun ZHAO Quan-zhong 作者单位：内蒙古电力科学研究院期 刊：电站系统工程 PKU Journal：POWER SYSTEM ENGINEERING年，卷(期)：,24(4)分类号：X773关键词：脱硫 起泡

脱硫石膏相关标准要求及质量控制 第3篇

脱硫石膏是燃煤电厂烟气湿法脱硫形成的工业副产品。我国燃煤电厂的煤炭用量约占全国煤炭产量的三分之一，每年向大气中排放的二氧化硫高达1 200万吨，占我国二氧化硫排放总量的50%，占工业二氧化硫排放量的75%左右，因此燃煤电厂烟气脱硫势在必行。湿式石灰石-石膏法是我国采用的主要烟气脱硫方式，脱硫效率可达90%左右。“十一五”末我国已有3亿千瓦的燃煤电厂采用湿式石灰石-石膏法脱硫，全国每年将产生脱硫石膏5 000万吨以上。脱硫石膏的大量排放，不仅需要大量的资金和土地建造堆放场地，浪费物力财力，而且将造成对环境的二次污染，因此，对烟气脱硫石膏的开发应用迫在眉睫。

湿式石灰石-石膏法脱硫工艺是使用氧化钙或碳酸钙作吸收剂与水配制成浆液，通过对二氧化硫的吸收、中和、氧化结晶等反应，最终形成脱硫石膏二水硫酸钙，因此，当石灰石、石灰纯度较高时，脱硫石膏的纯度一般在90%～95%，有害杂质较少。可见，脱硫石膏与天然石膏具有相同的化学成分，完全可以代替天然石膏。

脱硫石膏在发达国家得到了广泛应用，并较好地解决了运输、干燥、改性、应用等技术难题。德国是烟气脱硫石膏研究开发和利用最发达的国家，目前其脱硫石膏已全部得到了应用，2004年，德国脱硫石膏利用量达到620万吨，主要用于生产建筑石膏、纸面石膏板、建筑构件等，几乎所有的石膏建材企业都部分或全部使用脱硫石膏为原料，每年有150万吨以上的脱硫石膏用于生产粉刷石膏。日本脱硫石膏的利用率也近100%，2000年后，每年应用量超过250万吨，主要用于水泥

缓凝剂和纸面石膏板、纤维石膏板、嵌缝石膏的原料。美国天然石膏资源丰富，曾长期采用堆积与填埋的方式处置脱硫石膏，现在也开始利用脱硫石膏，年利用量已达900万吨，主要是和天然石膏一起用于生产建筑石膏粉。工业发达国家普遍采用Peters公司的闪烧、磨细和煅烧联产工艺，在煅烧过程中完成脱硫石膏颗粒形状、级配的调整。

我国脱硫石膏的生产、研究及应用起步较晚，2009年我国脱硫石膏排放量为4 300万吨，综合利用2 400万吨，利用率为56%。目前许多建材生产企业对脱硫石膏的综合利用已经开始了有益的尝试，也取得了一定效果。重庆珞璜电厂是国内最早生产脱硫石膏的企业，年产脱硫石膏80万吨。重庆电厂年产脱硫石膏20万吨。拉法基、泰和等纸面石膏板企业，利用脱硫石膏在当地建设了年产近4 000万平方米纸面石膏板生产线。

1998年，太原第一热电厂引进年处理6万吨脱硫石膏煅烧生产线，所生产的建筑石膏质量达到国家《建筑石膏》标准。北京国华杰地公司引进德国磨细和煅烧联产技术，建设了年产3万吨脱硫石膏煅烧生产线，同时引进了利用脱硫石膏生产石膏砌块的技术和装备，建成了年产30万立方米石膏砌块生产线。杭州半山发电有限公司生产的脱硫石膏已供应附近中小纸面石膏板厂和石膏空心砌块生产企业使用，脱硫建筑石膏质量稳定，销路很好。

另外，可耐福、北新集团、泰和集团等许多纸面石膏板生产企业充分利用国家的税收优惠政策，在天然石膏中添加30%以上的脱硫石膏作为原料，并逐步实现了100%使用脱硫石膏生产石膏制品。

二、脱硫石膏原料相关标准要求及质量控制近年来，随着国家节能减排力度的不断加强，脱硫石膏的开发应用已迫在眉睫，而制定标准、加强质量控制是工业副产石膏应用的前提。北京建材研究总院2009年承担了起草我国第一部《烟气脱硫石膏》建材行业标准，已经工信部发布，今年7月1日正式实施，规范了脱硫石膏原料的技术要求。《用于水泥中的工业副产石膏》国家标准，对脱硫石膏的生产应用起到了规范和指导作用，有利于其产品及深加工产品的质量控制，将极大推动脱硫石膏的广泛应用。

1.《烟气脱硫石膏》建材行业标准

这个标准规定了烟气脱硫石膏的等级和标记、技术要求、试验方法、检验规则以及运输和贮存的要求。适用于采用湿式石灰石-石膏法对含硫烟气进行脱硫净化处理而产生的以二水硫酸钙为主要成分的烟气脱硫石膏。这个标准对二水硫酸钙进行了分级控制要求，同时对杂质含量、附着水、放射性等也作了规定。

烟气脱硫石膏纯度及杂质含量

对烟气脱硫石膏而言，二水硫酸钙含量是烟气脱硫石膏纯度标志，其纯度的高低主要取决于烟气脱硫原料的品质，如石灰石。如果脱硫石膏的纯度低于90%，石膏中将会含有大量的惰性物质，如硅酸盐等，将会加剧对泵、搅拌器、管路等脱硫系统的腐蚀，细小的惰性物质沉积在吸收塔内，阻滞吸收塔运行，最终导致脱硫效率的急剧下降，甚至将使脱硫失效。因此，标准将二水硫酸钙含量最低定为不小于85%是生产的要求，也是环保的需要，同时脱硫石膏具有较高的纯度也将对其深入应用产生积极影响。

由于用于脱硫的石灰石中含有钾、钠、镁等盐类物质，因此在脱硫石膏中不可避免的会含有这些盐类离子。当脱硫石膏用作石膏建材制品时，水溶性的镁离子、钠离子会随着水分的蒸发而迁移至石膏制品，出现“泛霜”现象，钾盐在石膏中含量较低，一般不会造成这类现象，因此需要对镁盐和钠盐的含量做出限定，以保证其深加工产品的质量。

氯离子是以盐酸的形式，通过烟气进入脱硫系统，或以氯离子形式由工艺水带入，在真空皮带脱水环节随水脱除，仅有少部分残留在石膏中，必须通过清水清洗的方法，在脱水皮带中去除氯离子，从而把氯离子控制在较低的浓度。如氯离子含量过高将对石膏制品产生不利影响：石膏原料在应用中对生产设备腐蚀、石膏制品作为建筑材料时出现腐蚀现象；含高浓度氯离子的石膏制品无法完全干燥，纸面石膏板等会因此降低甚至失去强度；水溶性氯离子会在干燥过程中迁移至纸面石膏板表面，导致纸板分离。目前我国脱硫系统在水洗环节存在较大问题，导致烟气脱硫石膏中的氯离子普遍偏高，当氯离子含量大于0.02%时将会严重影响纸面石膏板的面纸与石膏芯材的黏结强度，甚至不黏结，因此标准规定的氯离子含量是必须的。

脱硫石膏的附着水

我国燃煤电厂的脱硫装置大部分采用湿法工艺，脱水环节比较先进，如严格控制设备的脱水性能参数，完全可以将脱硫石膏的附着水控制在12%以内，就可以解决脱硫石膏在运输、使用中出现的堵塞等问题，同时可以降低其深加工产品的生产能耗。脱硫石膏的这一指标与欧洲标准规定一致。

脱硫石膏的放射性

由于烟气中的粉煤灰等物质，使脱硫石膏放射性存在潜在风险，因此两标准均规定放射性核素限量应符合国家《建筑材料放射性核素限量》的标准要求。

2. 《用于水泥中的工业副产石膏》国家标准

脱硫石膏因与天然石膏具有相似的化学成分，且其三氧化硫含量普遍较高，完全可以代替天然石膏用作水泥缓凝剂。这个标准规定了用于水泥中的工业副产石膏质量要求，规定了包括脱硫石膏在内的工业副产石膏对水泥性能的综合影响，目前水泥生产企业及相关检验机构均以该标准作为质量控制与检验的依据。

脱硫石膏排放时大都含有一定的附着水，一般高达10%～15%，有的甚至更高。而现有水泥工业生产的石膏加料系统是以天然石膏为设计基础的 ，湿态的脱硫石膏如直接用于水泥生产易造成石膏库内积料及下料口堵塞，可引起水泥中三氧化硫含量的波动，导致水泥凝结时间急凝或缓凝，直接影响水泥质量。同时附着水较高的副产石膏还污染生产环境，腐蚀设备，致使劳动环境恶劣。

残留于脱硫石膏中的可溶性五氧化二磷、氟、氯离子、氧化钠等杂质，可导致三氧化硫含量控制范围较窄，控制偏高时，水泥凝结时间很长或不凝固，控制偏低时，水泥出现急凝。因此，为了更好利用副产石膏，降低其对水泥性能的不利影响，应采取适当工艺措施，进行必要处理。主要措施有成球如挤压成球、煅烧处理成球等、干燥、中和改性、与天然石膏混掺等方法，应用效果良好。

相当数量水泥企业在水泥磨头加输送皮带的方法把未经处理的副产石膏直接入磨，只要控制好石膏入磨水分并精确计量，加强现场生产控制，同样可以达到应用效果，经济实用。

三、国家《建筑石膏》标准要求及质量控制

建筑石膏又称烧石膏、熟石膏，是天然石膏或工业副产石膏二水硫酸钙经脱水处理制得的，以β半水硫酸钙为主要成分，不预加任何外加剂或添加物的粉状胶凝材料。这是标准《建筑石膏》GB/T 9766-2008中的定义，涵盖了工业副产石膏，适用于天然石膏、烟气脱硫石膏和磷石膏制得的建筑石膏，其他工业副产建筑石膏也可参照执行。

石膏与水泥、石灰并称为三大胶凝材料，石膏及其制品以其节能、质轻、防火性能好、凝结硬化快、装饰效果好、卫生舒适、特有的“呼吸”功能等优点广泛应用于各种建筑工程。建筑石膏的下游产品种类繁多，做粉体胶凝材料的有粉刷石膏、自流平石膏、嵌缝石膏、石膏黏接剂、浇筑石膏混凝土等；石膏制品有石膏砌块、纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心条板、各种石膏装饰天花板、装饰石膏线角等，这些产品都具有石膏建筑材料特有的优越性能，普遍应用于建筑物室内装修工程。要保证这些石膏制品的产品质量，必须对建筑石膏的质量进行规范并严格控制。

1.建筑石膏的组成

国家标准《建筑石膏》要求建筑石膏组成中β半水硫酸钙的含量，不得小于60.0%，保证建筑石膏的基本纯度和质量，这也借鉴了美国标准ASTM C28/C28M-00《石膏灰泥》中规定建筑石膏（烧石膏）的半水硫酸钙含量，不小于66.0%；欧洲标准EN 13279-1《石膏胶结料和石膏灰泥》中规定建筑石膏（石膏胶结料）的硫酸钙含量，不小于50%。建筑石膏的纯度将直接影响凝结时间、强度等性能指标，因此，要求制作建筑石膏的工业副产石膏原料的二水硫酸钙含量要高，同时采取的煅烧脱水工艺还需满足副产石膏自身的特点，确保建筑石膏质量稳定可靠。

2. 物理力学性能

《建筑石膏》规定，建筑石膏的物理力学性能应符合以下要求：无论那个等级的建筑石膏初凝时间≥3分钟，终凝时间≤30分钟。细度为0.2mm方孔筛筛余≤10%。3.0级2小时强度的抗折≥3.0兆帕，抗压≥6.0兆帕；2.0级2小时强度的抗折≥2.0兆帕，抗压≥4.0兆帕；1.6级2小时强度的抗折≥1.6兆帕，抗压≥3.0兆帕。

凝结时间。它的确定充分参考了国外相关标准，如法国标准规定了建筑石膏的初凝和终凝时间，德国标准只规定了建筑石膏的初凝时间，英国标准则未规定凝结时间，有的标准还将建筑石膏分为快凝、正常凝和慢凝三类，并相应规定了它们的初凝和终凝时间。

实践表明国家标准规定的初凝时间和终凝时间，无论是对天然建筑石膏，还是工业副产建筑石膏都是合适的。石膏建材制品对建筑石膏的凝结时间要求不一，如石膏砌块要求初凝时间在3分钟左右，而粉刷石膏则要求初凝时间越长越好，以减少石膏缓凝剂的用量。研究表明，脱硫建筑石膏凝结时间普遍较快，大多在3分钟左右，有的更短；而磷石膏由于其成分复杂，凝结时间往往较长。因此，建筑石膏生产企业应通过调整煅烧工艺参数，制备具有不同凝结时间的产品，但仍需在3～30分钟的范围要求，以满足不同石膏制品的生产需要。

强度。这是反映建筑石膏胶凝材料性能的重要技术指标之一，国家标准将它分为三级，主要考虑不同的用途，也充分兼顾天然石膏、工业副产石膏的差异。研究表明，由脱硫石膏煅烧制成的建筑石膏强度很高，远超过国标一级的强度要求，但由磷石膏制成的建筑石膏强度普遍偏低，有的甚至达不到国标三级要求，这与磷石膏本身的杂质含量有关。为了加大工业副产石膏在石膏建材方面的应用，充分实现循环经济，保护环境，在确保石膏制品质量及工程应用的前提下将强度分成三级对工业副产石膏的排放企业具有极大的推动作用，也对生产工艺落后、副产石膏质量不稳定的企业提出了新的要求和目标。

3. 限制成分及放射性要求

利用工业副产石膏生产的建筑石膏，必须对其所含的限制成分含量指标加以控制，否则将会影响建筑石膏产品的性能和质量，并对人体健康造成潜在危害。国家标准主要是对工业副产石膏放射性和所含水溶性钾、钠、镁、磷的氧化物和氟含量加以控制。但由于工业副产石膏应用才刚刚起步，相关测定水溶性钾、钠、镁、磷的氧化物和氟含量的方法标准尚未制定发布，目前检测依据的是国标《石膏化学分析方法》，这主要是针对天然石膏制定的，试验表明用该标准测定工业副产石膏限制成分钾、钠、镁等各自的总量，误差较大，而真正对石膏建材制品有害的主要是水溶性杂质含量。因此，《建筑石膏》将限制成分列为供需双方商定指标，可根据石膏制品品种的质量要求加以限制。

工业副产石膏的利用是当前重大而紧迫的问题，众多的种类是制作建筑石膏的巨大资源。但由于其产量、种类、性状极为复杂，特别是由于其中常含有某些有害物质，对建筑石膏的生产和应用产生不利影响。所以在用它生产建筑石膏时，需进行必要的预处理，并对有害物质含量给予限制。从世界范围看，目前尚无工业副产石膏的国际标准，只有地区标准和企业标准，这就为我们制定国内标准带来了困难，缺乏借鉴。从我们所掌握的烟气脱硫石膏欧洲标准和磷石膏澳大利亚博罗公司标准看，每个标准的控制指标都有十几项，像如磷石膏还要控制级配。这样的要求过于苛刻，难以做到，否则将大大增加其应用成本。

《建筑石膏》标准纳入了工业副产建筑石膏的内容，顺应时代要求，十分必要，在理论和实践上也很有意义。标准制定时着重考虑了两个问题：一是工业副产石膏目前主要指烟气脱硫石膏和磷石膏。因为工业副产石膏的种类繁多，情况复杂，涉及面太宽，不易控制。而脱硫石膏和磷石膏产地集中，数量较大，应作为使用重点。二是结合生产应用实际，对建筑石膏应重点控制它的放射性，以及钾、钠、镁、磷的氧化物和氟含量，不致对人体健康和石膏制品的质量产生危害。

（作者单位：河南建筑材料研究设计院有限责任公司）

石膏法脱硫系统脱硫 第4篇

1 湿式石灰-石膏脱硫技术的原理和工艺流程

1.1 脱硫原理

脱硫技术的主要原理就是将有害的SO2气体经过一系列的化学处理, 使其变成无毒无害的物质排放出去。首先就是将进入塔内的SO2气体充分的有水结合, 使其成为H2S O3, 此时再经过氧化反应产生硫酸, 然后就是硫酸与塔内的石灰石产生化学反应, 形成沉淀物硫酸钙, 硫酸钙经过反复的过滤就能过从塔内清除, 这样也就清除了烟气的SO2。在这一系列的反应当中最主要的就是氧化和吸收这两个过程。

脱硫技术的一些重要化学反应式:

SO2+H2O→H2SO3

2H2SO3+O2→2H2SO4

H2SO4+Ca CO3→Ca SO4+H2O+CO2

1.2 工艺流程

湿式石灰-石膏脱硫技术的工艺流程包括烟气系统、吸收系统、吸收剂制备系统、石膏脱水以及储存系统。基本的流程是首先将烟气进行除尘操作, 除过尘的烟气经过热交换和喷淋系统进入到吸收塔内, 吸收塔内的烟气经过一系列的反应净化处理, 最终排放无毒无害的物质到大气中, 同时生成的沉淀物硫酸钙通过混合浆液用泵送入到p H槽中, 适当的调节p H值, 使其形成石灰-石膏制品, 最后经过反复的沉淀、过滤、分离将这些沉淀物彻底的分离开来。

在整个工艺流程中起到关键性作用的设备就是吸收塔。吸收塔作为脱硫系统的核心设备在设计的时候进行了四层的设计, 两个喷淋层和两个过滤层。过滤层的设计和应用主要是根据了空气动力学的原理, 控制烟气在过滤层的速度、流向、方向等等, 从而使烟气在过滤层得到进一步的净化。在过滤层的中的SO2喷淋层喷洒出来的药液进行充分的结合发生化学反应, 此时的SO2已经成为H2SO3, 循环液与石灰行中和, 形成一定的沉淀物泥浆, 通过泥浆的p H值变化来控制加入的石灰的剂量, 使其完全的沉淀下去, 到达底部的悬浮式搅拌器。在搅拌器中主要的反应就是氧化反应, 由于搅拌器的存在充分的保障了塔内氧气的供应, 从而避免因氧气不足而影响脱硫效率的情况的发生。吸收塔在整个工艺流程当中是最主要、最重要的设备, 因此在吸收塔的设计的过程中要严格进行技术的把关, 对于一些重要的过程要反复的实验操作, 同时还要严格确保吸收塔内的表面没有结垢、堵塞的想象。

湿式石灰-石膏脱硫技术的全过程是采用自动控制的, 喷淋的浓度、p H值的检测、调节阀的开关、泵与风机的运行和停止、反应物剂量的添加等等都是通过计算机的自动控制系统来实现的。

2 湿式石灰-石膏脱硫法在实际应用所存在的一些问题

由于湿式石灰-石膏脱硫技术在锅炉烟气脱硫中有着良好的运行效果, 所以现在国内大多数的热电厂都采用此法进行脱硫。该法的具有很高的脱硫率、脱硫剂的使用效率高、实际操作的稳定性好, 最重要的就是成本低、脱硫剂易得等等这些优点都直接的促使湿式石灰-石膏脱硫技术成为最为广泛的应用技术。

但是在实际的生产应用的过程中还是存在着一些问题制约着湿式石灰-石膏脱硫法的实际运行和推广使用。主要有两个问题。

(1) 结垢。结垢主要有三种形式:灰垢、石膏垢、硫酸钙与亚硫酸钙晶石垢。其中灰垢是由于烟气中的灰分在喷淋层受到高温的喷淋液的阻力, 与喷淋出的泥浆一起堆积在喷淋口, 长时间的积累而形成的。石膏垢则是由于在吸收塔的硫酸钙饱和度不是很稳定, 当大于正常的饱和浓度时, 就会在塔内各个零件的表面析出石膏垢。在实际的化学反应中硫酸钙的生成往往也伴随着亚硫酸钙的产生, 当塔内浆液中的亚硫酸钙浓度偏高时就会与硫酸钙一同结晶析出。结垢的形成严重的影响着塔内管道的疏通, 甚至出现管道堵塞、磨损、腐蚀的想象, 这些都直接影响着脱硫效率。

(2) 腐蚀。腐蚀现象的产生主要是由两种情况造成, 二氧化硫在经过氧气的氧化作用后生成了三氧化硫, 三氧化硫在塔内与高温的水汽结合形成腐蚀性极强的硫酸雾, 雾滴滴落在管道上而造成管道的腐蚀;在烟气脱硫的一系列化学反应中有硫酸和亚硫酸这两个中间产物, 虽然中间产物很快就会变成其它的物质, 但是处于活化状态的硫酸具有很强的渗透能力, 会迅速的腐蚀塔和塔内管道。腐蚀想象的存在不仅降低的反应物的利用率, 还严重的损坏了吸收塔。

3 改进措施和建议

在湿式石灰-石膏脱硫技术的改进中要根据出现的两个问题进行针对性的改进。

(1) 结垢的改进措施。首先就是要抑制氧化反应的产生, 在这方面可以借助外国的一些先进的技术手段, 可以在塔内加入一些还原性的气体, 这些气体的加入不会影响到脱硫技术的重要的化学反应, 也不会影响到脱硫效率。另外还有就是在亚硫酸钙与硫酸钙同时存在的状态下进行氧化, 氧化的主要作用就是将亚硫酸钙氧化成硫酸钙, 从而保障析出的晶石只有石膏。在进行氧化的过程中要不断的向塔内鼓入空气, 这就需要设置鼓风机, 在泥浆的不同位置鼓入空气, 从而更好的保障氧化的充分性。另外就是还可以适当的增大液气比, 从而降低饱和度, 更好的抑制石膏的结晶。

(2) 腐蚀的改进措施。防腐的主要措施是内衬防腐和采用一些抗腐蚀性的非金属材料或者是合金材料。内衬防腐技术就是使用先进的玻璃鳞片树脂做基体, 这种树脂具有优异的防渗透性和抗腐蚀性, 并且硬度比较高, 不易被高温软化, 价格便宜。内衬防腐技术是湿式脱硫防腐中最有效的技术。除此之外在进行吸收塔的搭建的时候采用一些防腐性能比较好的材料, 例如:非金属和合金材料。

4 结语

湿式石灰-石膏脱硫技术在实际的应用中有着很高的工艺效果, 适用范围广泛, 设备运行稳定, 因此在今后的脱硫技术中要进行广泛的推广使用。

参考文献

[1]张青峡, 李广邦.锅炉湿式除尘脱硫剂生石灰添加方法的改进[J].设备管理与维修, 2009 (6) .

石膏法脱硫系统脱硫 第5篇

石灰石-石膏湿法脱硫系统的经济运行

介绍台山电厂2×600 MW机组石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统实现经济运行的.经验,给出了降低电耗、水耗、石灰石耗量的具体措施.两年多的运行实践表明,机组在额定工况下,在保证脱硫效率达95%的前提下,台山电厂脱硫系统多项运行指标均优于设计值.

作 者：余鹏 高小春 何德明 刘纯军 YU Peng GAO Xiao-chun HE De-ming LIU Chun-jun  作者单位：国华粤电台山发电厂,广东,台山,529228 刊 名：热力发电  PKU英文刊名：THERMAL POWER GENERATION 年，卷(期)： 36(7) 分类号：X701 关键词：湿法烟气脱硫   石灰石-石膏法   鼓泡塔   脱硫效率   台山电厂  

石膏法脱硫系统脱硫 第6篇

【关键词】湿法脱硫；真空皮带脱水机；石膏含水率

石膏脱水系统是湿法烟气脱硫系统中的重要部分，石膏脱水过程即经过石膏旋流器进行初级分离浓缩后的底流浆液经过真空皮带机的给料和配料系统均匀地分布在滤布表面，形成滤饼，与真空盒相通的真空凹槽提供压差推动力，在滤饼上下压差的推动下，水分通过滤布流经真空盒并最终收集在滤液池中，固体颗粒则被截留，最终在皮带机的尾部形成含水量较低的石膏。石膏含水率>10%时，堆积在石膏仓中的石膏中水分会在自身重力作用下从底部淅出，使石膏呈流体状从石膏卸料斗处流出。

石膏含水率主要受石膏的物理特性和脱水系统设备缺陷的影响。石膏的物理特性主要指Ca2SO4·2H2O含量、晶体形状、粒径大小、氯离子和飞灰等杂质的含量。石膏结晶效果越好、粒径越大、氯离子含量越低、飞灰等杂质含量越低，越有利于石膏脱水。运行故障会导致真空度下降，进而导致石膏含水率升高。其原因有真空泵出力不足；真空盒密封水流量低，皮带、滤布跑偏；耐磨带磨损；真空盒损坏；真空盒与输送带之间间隙过大；真空系统泄露。这些因素真空度偏高，出力不足，石膏含水率高。

1.某厂石膏含水率较高的原因

根据该厂的实际运行情况：正常情况下，石膏脱水系统运行，真空泵密封水流量7-14m3/h，皮带机滤饼厚度20-30mm，真空泵电流135A左右，真空度达到-0.04MPa，石膏含水率<10%。但实际运行中，在真空泵密封水和皮带滤饼厚度正常的情况下，真空泵电流只有122A左右，真空度只有-0.28MPa，石膏含水率达到16%，有时甚至更好，石膏仓底部有大量的液态石膏流出。运行中密封水系统、皮带、滤布等均无异常，拆检发现以下设备缺陷。

1.1真空盒破损

真空盒的破损主要集中在两个位置：（1）真空盒与支撑梁头部连接处。该处损坏的原因是由于支撑头部平面密封不严，空气从密封槽与支撑梁头部平面的间隙中漏进真空系统，形成流道，长时间运行会使密封槽和支撑梁头部平面的间隙增大，使支撑梁头部、真空盒和真空槽发生磨损；（2）每段真空盒的连接处由于真空流道从大到小发生突变，气体和水会在此处产生涡流，使真空盒内部发生磨损。

1.2 BUTA密封失效

BUTA密封位于真空盒与密封槽之间，为软质橡胶带，放在真空盒与密封槽连接螺丝的两边，共4条，类似于垫片，起密封作用。BUTA密封由于长期被压缩，内部弹性失去，加之长期受到酸性液体腐蚀，使其没有了弹力，密封的作用失效。由于BUTA密封没有了弹力，使密封槽和真空盒之间的间隙增大，加上密封槽和真空盒的连接螺丝没有继续打紧，使真空从该密封处漏入真空系统，使系统内真空度增大。

1.3密封槽磨损

密封槽位于皮带与真空盒之间，底部有槽孔，用于安装螺丝悬吊真空盒，顶部有一条深3mm的槽，用于行走耐磨带，由于密封槽相对静止，运行中耐磨带上表面由于受到皮带的摩擦力而随皮带行走，下表面与密封槽摩擦、滑动，皮带运行时耐磨带上下表面都会有密封水，在密封槽和皮带之间起润滑和密封的作用。因此，密封槽的缺陷只要是因为摩擦引起的，主要是滑到底部与耐磨带的摩擦磨损（1mm）以及滑道边沿磨损。

由于耐磨带与皮带之间的间隙在2mm，当密封槽滑道磨损量1mm时，耐磨带与皮带的间隙可达到3mm，导致真空泄露，系统真空度增大，脱水效果下降。

2.石膏含水率偏高的处理措施

2.1材料准备

针对以上因素，处理时需要更换密封槽、BUTA密封盒真空槽。鉴于真空皮带脱水机真空盒磨损严重，并经过调研，决定从材质方面予以适当改进，采用不锈钢316L，厚度4mm，耐磨损、耐腐蚀。由于设备厂家没有进行过相应的改造，因此本次改造严格按照原有真空盒进行加工，加工过程中应注意以下几个方面：

（1）原有的真空盒分8段共8米长，当每段的长度不一致，且为了加工和安装方便，整个真空盒分3段加工，每段长度可随意选择，以长度相差不大为宜，既避免了因段数过多添加的垫片过多易导致真空泄漏，也减少了真空盒连接处挡板的个数和安装时螺丝的使用量。分3段加工，考虑到真空盒与支撑梁头部之间和真空盒之间的4个垫片的厚度，真空盒总长控制在7980mm左右，余量用垫片调整。

（2）真空盒上表面两排螺丝孔宽度必须与密封槽螺丝宽度保持一致，且螺丝孔两边的平面宽度必须满足BUTA密封的位置，否则会因为BUTA密封不严导致真空从螺丝孔处泄漏。

（3）真空盒两端螺丝连接面板必须与支撑梁头部螺丝孔保持一致，且真空盒高度必须与支撑梁头部上表面保持水平，避免安装时密封槽、支撑梁头部和真空盒3者之间形成三角形，导致真空泄露。

（4）真空盒上的PVC增强软管应个滤液管连接处的位置对应，避免发生错位现象。

2.2设备安装

密封系统安装可根据如下顺序进行：将螺丝插入密封槽螺丝孔，并将密封槽就位放在支撑梁头部之上，可用几条槽钢或钢管将其悬吊在真空皮带机两端横梁上；将真空盒连接好并固定在支撑梁的两端；在真空盒上表面螺丝孔两端贴BUTA密封；将密封槽上的螺丝逐个插入真空盒，打紧；利用气动支撑装置将整个密封盒提升至皮带下方，并控制间隙；最后安装真空盒与滤液管之间的PVC增强软管。安装过程中应注意一下几个方面。

（1）BUTA密封沿真空盒延伸方向贴好后，需在支撑梁头部的上表面打折密封横截面，使整个BUTA密封呈闭环形状，避免真空从支撑梁上表面与密封槽之间泄露。

（2）当真空盒与支撑梁头部水平面不在同一平面时，可通过端部连接螺丝予以调整，即将头部的螺丝孔扩长呈圆柱形槽，然后上下调整真空盒的位置。螺丝孔扩大时应注意防护，避免皮带烧坏。

（3）真空盒安装后由于只有两边固定，中间呈吊桥状，可用槽钢等进行支撑，方便调整耐磨带与皮带之间的间隙。如果真空盒呈扭曲状，可在盒两侧分别添加适当厚度的垫片，避免耐磨带与皮带的间隙有的位置过大，有的过小，最终使每段间隙在2mm左右。

3.石膏脱水系统设备运行调试

设备安装结束后，检查各部件和密封水管等连接情况，先对设备空载试验，发现皮带、滤布、托辊、密封水和耐磨带运行情况良好，随后启动真空泵进行正常脱水，当滤布铺满石膏时，真空泵电流137A左右，真空度降到-0.52MPa，其它各项参数运行良好。通过对石膏含水率进行化验分析，含水率在9.8%左右。

4.结束语

通过本次改造，彻底解决了我厂真空皮带脱水机石膏含水率偏高的弊端。本次改造真空盒采用不锈钢316L代替PVC，该材质既能防止真空盒受到酸性腐蚀，也有效解决了真空盒内因气水涡流引起的内壁磨损，与采购原厂产品相比，大大节约了经济成本。改造效果良好。

【参考文献】

[1]张军梅，李临临.湿法脱硫石膏脱水系统设备配置及优化[J].电力环境保护，2009，25（3）：11-14.

浅谈石灰石-石膏法烟气脱硫技术 第7篇

1 工艺流程

1.1 设备组成

石灰石—石膏法的装置可以分为: (1) 石灰仓、湿式球磨机、浆液泵及测量装置等构成的石灰石制备系统。 (2) 由洗涤装置, 除雾器和氧化工序等组成的吸收塔。 (3) 烟气换热器、膏路挡板门、风机及烟囱等构成的烟气加热排放系统。 (4) 石膏系统、石膏旋流器、真空皮带脱水系统等组成的石膏脱水装置。 (5) 废水旋流器, 废水旋流泵等组成的废水处理及排放系统。该法由于采用石灰石或石灰浆作吸收剂, 易在设备内造成结垢和堵塞, 因此在选择和使用吸收设备时, 应充分考虑这个问题。一般选用气液间相对气速高、塔内持液量大、内部构件少、阻力降小的设备, 但每一种设备都会有自己的优劣。常用的吸收塔可选用填料塔、筛板塔、喷雾塔、文丘里洗涤器等, 这些设备可以参考相应的化工设备。在氧化塔装置中, 为了加快氧化速度, 作为氧化剂的空气进入塔内后必须被分散成细微的气泡, 以增大气液接触面积。若采用多孔板等分散气体, 易被堵塞。因此在日本采用了回转圆筒式雾化器, 采用转速为500～1000r/min的圆筒, 空气被导入圆筒内形成薄膜, 并与液体摩擦被撕裂形成微细的气泡, 以增加接触面积。

1.2 吸收剂

石灰石是目前烟气脱硫技术中最常用的吸收剂, 它在许多国家都有丰富的储藏量, 因此价格便宜。在我国的储藏量更是丰富, 并且矿石品位较高, CaCO3含量一般大于93%。在选择石灰石作为吸收剂时必须考虑石灰石的纯度和活性, 其脱硫反应活性主要取决于石灰石粉的粒度和颗粒比表面积。一般要求石灰石粉90%能通过325#目筛 (44μm) 或250#目筛 (63μm) , 并且CaCO3含量大于90%。

1.3 反应原理

石灰石-石膏法的整个反应大致可以分为吸收和氧化两个过程, 首先将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合, 吸收二氧化硫, 生成亚硫酸钙, 然后再与从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙, 硫酸钙达到一定饱和度后, 结晶形成石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水, 使其含水量小于10%, 然后用输送机送至石膏贮仓堆放, 脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴, 再经过换热器加热升温后, 由烟囱排入大气。

1.4 反应方程式

石灰石—石膏法的化学反应比较复杂, 主要可以分为以下几个反应, 吸收塔内的主要化学反应为:

1.5 工艺流程图

石灰石-石膏法烟气脱硫的工艺流程见图1。

从图1可以看出, 烟气进入冷却塔降温后, 进入吸收塔, 在塔内与喷出的石灰石浆液反应去除了SO2, 随后经换热器后排放。而脱硫产物经调节槽调节后进入氧化塔与空气反应, 将CaSO3氧化成CaSO4, 逐渐结晶析出。形成石膏后进入分离器脱水, 已达到综合利用标准。

2 技术参数

影响石灰石-石膏法烟气脱硫效率的因素很多, 而且相互关联, 相互制约。

2.1 液气比

液气比是指流经吸收塔单位体积的烟气量, 液气比决定了酸性气体吸收所需要的吸收表面。在其他参数不变的情况下, 提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度, 使液气接触面积增大, 脱硫效率也将增大。据美国电力研究院FGDPRISM程序优化计算, 液气比以6.57 L/m3为宜。实际上, 提高液气比将使浆液循环泵的流量增大, 设备的投资和运行能耗增加;同时高液气比还会使吸收塔内阻力增大, 增加风机能耗。因此应在保证脱硫效率的前提下尽量降低液气比。目前常用的方法为加入镁盐、钠盐或己二酸的Ca CO3浆液作为吸收剂。这样既可弥补吸收剂活性较弱的缺点, 适当减低液气比, 还可以提高脱硫效率。

2.2 浆液的PH值

浆液的PH值是石灰石石膏脱硫的重要运行参数。一方面PH影响SO2的吸收过程, PH值越高, 传质系数越大, SO2吸收速度就越快, 但系统设备结垢严重;PH值低, 吸收速度就下降, 当PH值下降到4时, 几乎不能吸收SO2了。另一方面PH值还影响石灰石、CaSO4·2H2O和CaSO3·1/2H2O的溶解度。随着PH值的上升, Ca CO3的溶解度明显下降, 而C a S O4的溶解度则变化不大。因此, 随着SO2的吸收, 浆液的PH值降低, 溶液中CaCO3的量增加, 并在石灰石粒子表面形成一层液膜, 而液膜内部Ca CO3的溶解又使PH值上升, 溶解度的变化使液膜中的CaSO3析出并沉积在石灰石粒子表面, 形成一层外壳, 使粒子表面钝化。钝化的外壳阻碍了CaCO3的继续溶解, 抑制了吸收反应的进行。在石灰石系统中, Ca2+的产生与H+浓度和CaCO3的浓度都有关, 而在石灰系统中, Ca2+的产生只与氧化钙的存在有关。因此, 石灰石系统运行时PH值比石灰系统低。所以, 选择合适的PH值是保证系统良好运行的关键因素之一。一般情况下, 吸收塔中石灰石浆液最佳PH值选择在5.5～6.2为宜, 石灰浆液最佳PH值选择在8为宜。

2.3 钙硫比

钙硫比是指注入的吸收剂与吸收的SO2的摩尔质量比, 它反应单位时间内吸收剂原料的供给量。在保持液气比不变的情况下, C a/S增大, 吸收剂的量相应增大, 会使浆液PH值上升, 进而加快中和反应速率, 使SO2吸收量增加, 提高脱硫效率。但由于吸收剂 (Ca CO3) 的溶解度较低, 其供给量的增加将导致浆液浓度提高, 引起吸收剂过饱和凝聚, 最终使反应表面积减小, 影响脱硫效率。实践证明, 吸收塔的浆液浓度在20%～30%, Ca/S在102～1.05之间为宜。

2.4 烟气流速

在其他参数不变的情况下, 提高塔内烟气流速可提高气液两相的湍动, 降低烟气与液滴间的膜厚度, 提高传质效果;另外, 喷淋液滴的下降速度将相对降低, 使单位体积内持液量增大, 同时传质面积增大。但气速增加, 会使气液接触时间缩短, 导致脱硫效率下降。实际上, 烟气流速的增加会使吸收塔尺寸变小, 对降低造价有益。但是, 烟气流速的增加将对吸收塔内除雾器的性能提出更高要求, 同时还会使吸收塔内的压力损失增大, 运行能耗增加。就目前的技术水平, 将吸收塔内烟气流速控制在3.5～4.5 m/s较合理。

2.5 浆液浓度和颗粒粒度

脱硫效率随着浆液浓度的增加而增加, 但增加幅度越来越小。因为当浆液浓度较小时, 反应受气相阻力和液相阻力同时控制。随着浆液浓度的增加, 液相阻力减小, 总反应速率加快。当浆液浓度较大时, 溶解阻力较小, 反应受气相阻力控制, 总吸收速率增加不快。因此浆液浓度应选择合适, 过高的浆液浓度易产生堵塞、磨损和结垢, 过低的浆液浓度又会影响脱硫效率。实践表明, 浆液浓度一般应控制在10%～15%左右。

吸收塔中浆液粒度越小, 比表面积就越大, 有效的反应面积就越大, 有利于石灰石的利用率和脱硫效率。但过小的粒度对磨机性能的要求就越高, 能耗和成本也就相应增加。一般石灰石的粒度应控制在200～300目之间。

在上述这些参数中, 液气比和浆液的PH值是影响最大的两个因素, 对脱硫效率起主要影响。

石灰石-石膏法烟气脱硫的副产品是石膏, 为了减少固体废物产生, 实现资源综合利用, 使其具有商业价值, 就必须使脱硫石膏达到工业生产的标准。商业上对脱硫石膏提出的要求是:颗粒度在100μm左右, 含水率<1 0%, 纯度高。所以必须使脱硫生成的石膏容易脱水, 且其颗粒不能过细。但是, 在脱硫石膏生成的过程中, 如果工艺条件控制不好, 往往会生成层状尤其是针状晶体, 并进一步向块状、毡状结构发展, 使得所生成的石膏极难脱水。细微颗粒石膏还存在少量的亚硫酸钙、氯化钙和氟化钙等杂质, 影响石膏纯度。因此, 应严格控制石膏的结晶条件, 使之生成粗颗粒和菱形结构的石膏晶体, 达到综合利用标准, 形成可持续发展。

摘要：烟气脱硫技术 (Flue gas desulfurization简称FGD) 是用于燃料燃烧后烟气治理的单项技术。其方法很多, 而其中的石灰石-石膏法是目前应用最广的燃烧后脱硫方法。本文根据笔者的多年经验和相关资料就该方法的工艺流程和影响因素进行详细论述。

关键词：石灰石-石膏法,工艺流程,影响因素

参考文献

[1]胡满银, 刘松涛, 刘炳伟等.湿式脱硫装置脱硫效率的回归分析[J].中国电力.2004, 37 (7) :71-73.

[2]郝吉明, 王书肖, 陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制手册[M].北京:化学工业出版社.2002.394-404.

湿式石灰石—石膏法脱硫技术及分析 第8篇

1 湿式石灰石-石膏法脱硫技术中存在的问题

1.1 脱硫过程中设备易出现磨损现象

在湿式石灰石- 石膏法脱硫技术应用的过程中, 由于烟气和石灰石浆液中含有相应的固体颗粒, 因此流速较高, 当烟气和石灰石浆液经过脱硫设备和脱硫管道时, 会对相应管道部位产生切削和冲击, 从而致使脱硫设备容易出现磨损的现象, 尤其是当烟气和石灰石浆液中含有剥落的结垢块时, 脱硫设备所产生的磨损现象将会更加严重, 脱硫设备的磨损将会在一定程度上使设备的运行不够稳定, 从而降低脱硫效率[1]。

1.2 脱硫过程中设备易出现腐蚀现象

脱硫过程中设备容易出现的腐蚀主要发生在设备中的热交换器、脱烟道以及吸收塔等部位。在使用脱硫设备进行脱硫的过程中, 吸收塔的进口处对烟气的温度有一定的要求, 而为满足其要求, 在烟气流经热交换器时其温度可能会降至酸露点, 烟气中的硫酸蒸汽会因此而凝结, 并依附于受热层面, 从而产生相应的低温腐蚀, 同时会因受热层面所粘连的烟土致使堵塞情况加重, 使脱硫设备的腐蚀程度加深, 由此将会直接影响脱硫系统的效率。

1.3 脱硫过程中易出现结垢和沉积现象

脱硫过程中的结垢主要分为灰垢、石膏垢和混合结晶垢, 脱硫过程中所产生的相应结垢和沉积现象, 将会使脱硫设备的烟气管道造成堵塞现象, 同时使设备的磨损、腐蚀等程度加深, 由此致使二氧化硫等烟气的流通面积减小, 中和的能力降低, 流速增大的同时, 烟气与浆液的接触几率急剧下降, 从而导致脱硫的效率大大降低[2]。

2 改善湿式石灰石-石膏法脱硫技术问题的措施

2.1 脱硫设备应使用耐磨材料并在运行中保持流速

在设计脱硫设备过程中, 应使用耐磨性较强的材料, 并在材料中加入相应的泵采用衬胶技术, 对于易产生磨损并相对严重的部位, 应采取特殊的保护措施, 例如设备的零件应采用防磨材料制造, 并对其进行及时检查和维修;另外在脱硫设备运行过程中, 要通过对烟气和石灰石浆液中相应固体颗粒的合理分配, 使流速能够科学的运行, 从而有效改善脱硫设备的磨损情况, 提高脱硫设备的脱硫效率[3]。

2.2 加强对脱硫设备的优化和维护

加强对脱硫设备的优化和维护过程中, 一方面要对相应的脱硫设备进行优化设计, 根据烟气和石灰石浆液的组成以及浓度等使用耐腐蚀程度较强的材料, 例如设备中的吸收塔可以采用内衬玻璃鳞片树脂技术, 不仅能够有效解决设备腐蚀问题, 同时也能够有效减少设备维护的成本, 提高脱硫设备运行的可靠率;另一方面要加强对脱硫设备的运行监测和维护, 尤其是加强对设备酸碱度范围的监测, 对其进行及时检查、维护和清理, 能够有效提高脱硫设备的脱硫效率。

2.3 脱硫过程中防止结垢和沉积应遵循相应条件

在脱硫过程中, 为防止出现积垢和沉积的现象, 应遵循以下几点条件。首先是所使用的脱硫设备结构不能够太过复杂, 通常情况下脱硫设备采用无浆液停止的吸收塔结构, 塔内设置上百个陶瓷构造的喷嘴, 由此能够有效实现烟气与脱硫浆液的接触, 从而提高脱硫效率;其次运行过程中的液气比要适当, 应设计合适的循环液量和吸收塔内的液气容量, 控制石膏饱和度的同时, 保证石膏晶种的生成。最后在设备运行过程中要提高除烟器的效率, 强和除尘除烟的效果, 提高脱硫效率。

3 结语

使用湿式石灰石- 石膏法脱硫技术能够有效将烟气中的二氧化硫物质进行脱除, 以改善当前环境压力和酸雨问题, 对于资源的可持续发展具有重要意义。本文主要从脱硫过程中设备容易出现磨损现象、设备容易出现腐蚀现象以及脱硫过程中容易出现结垢和沉积现象等对湿式石灰石- 石膏法脱硫技术中存在的问题进行分析, 同时从脱硫设备应使用耐磨材料并在运行中保持流速、加强对脱硫设备的优化和维护以及遵循脱硫过程中防止结垢和沉积的条件等对改善湿式- 石灰石- 石膏法脱硫技术问题的措施进行研究, 并具有实际参考价值。

摘要：对于湿式石灰石-石膏法脱硫技术及分析的研究, 其主要目的在于了解湿式石灰石-石膏法脱硫技术的相应原理, 同时分析该技术在使用过程中的需要注意的问题, 为日后提高湿式石灰石-石膏法脱硫技术的应用水平提供宝贵的建议。湿式石灰石-石膏法脱硫技术是目前我国最主要的脱硫技术, 该工艺能够有效将硫氧化物进行脱出, 同时能够去除有害物质诸如氮氧化物和重金属汞等。本篇文章主要对湿式石灰石-石膏法脱硫技术中存在的问题进行分析, 同时对相应的改善措施进行研究。

关键词：脱硫技术,磨损现象,腐蚀现象

参考文献

[1]陈刚.湿式石灰石 (石灰) -石膏法脱硫工艺吸收塔干湿界面结垢分析及其处理方法[J].湖州师范学院学报, 2013, 03 (S1) :26-29.

[2]韦超明.广西田东电厂氨-硫酸铵法与石灰石-石膏法烟气脱硫技术比较[J].企业科技与发展, 2011, 05 (20) :42-44.

石膏法脱硫系统脱硫 第9篇

1 石灰石-石膏法脱硫技术特点

石灰石-石膏法脱硫技术已有几十年的运行经验, 是目前世界技术上成熟、实用业绩最多、运行状况较稳定的脱硫工艺。

石灰石-石膏法脱硫是把石灰石磨成粉后与水混合, 职称石灰石浆液, 不断补充道吸收塔内。烟气在吸收塔内向上流动北乡下流动的循环浆液以逆流方式洗涤, 循环浆液则通过循环泵向上输送到喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中, 气体和液体得以充分接触, 一边脱除SO2、SO3、HCl和HF, 同时生成的Ca SO4在吸收塔底部与鼓入的氧化空气发生化学反应, 最终生成石膏。吸收塔底部的石膏浆液先在水力激流器中脱水支含固量余额40%, 然后经带式真空过滤机过滤, 得到含水量小于10%的石膏。脱硫后的经验起经两级除雾器去除水分, 通过烟道进入烟囱排向大气。

石灰石-石膏法脱硫工艺系统主要包括:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统等, 脱硫效率高达95%, 吸收器利用率90%, 钙硫比低, 脱硫塔阻力约2000k Pa, 脱硫副产品为石膏。在不同的烟气负荷及SO2浓度下均可保持较高的脱硫效率和较好的系统稳定性。

2 氨法脱硫技术特点

氨法脱硫工艺是将原烟气引入脱硫塔中, 与循环吸收溶液逆流接触反应生成亚硫酸铵;脱硫后的净烟气经二级除雾器去除雾滴, 由烟囱排向大气。;亚硫酸铵在塔底被氧化成硫胺, 35%的硫胺溶液由料液取出泵从脱硫塔打入母液箱, 在进入设置有抽真空系统的政法结晶器, 料液在70℃左右达到沸点, 比正常蒸发下降了40℃, 大大降低了蒸汽用量;蒸发洁净器出口为含固量30%的硫酸铵料浆, 经离心机进一步分离后进入干燥剂糟熘, 得到含水率3%的硫酸铵产品。

氨法脱硫工艺主要包括:烟气系统、吸收氧化系统、脱水系统等, 脱硫效率高达99%, 并可同时脱除20%左右的NOx, 吸收剂利用率100%, 脱硫塔阻力仅约1k Pa, 脱硫副产品为硫酸铵。

3 综合分析

3.1 技术分析

(1) 石灰石—石膏法占地面积相对较大, 几乎是氨法的两倍; (2) 脱硫塔阻力大, 几乎是氨法的两倍; (3) 石灰石—石膏法浆液循环量大, 耗电量较高; (4) 氨法脱硫效率高, 且可脱除部分NOx; (5) 氨法脱硫技术存在问题是爱出烟气中的按生成亚硫酸铵、硫酸铵和氯化铵等难以除去的气溶胶, 造成氨损失和烟雾排放;硫胺结晶过程能耗大, 对加热器材质要求较高;设备国产化程度较石灰石—石膏法较低。

3.2 经济分析

石灰石—石膏法所用脱硫剂石灰石价格低廉, 二氨法脱硫技术吸收剂氨的费用较高, 占运行成本的比重较大。随着工艺和设备国产化程度的不断提高, 石灰石—石膏法造价已大幅降低, 其运行费用主要集中在点好上, 因此进一步降低电耗是石灰石—石膏法工艺技改的关键。氨法脱硫技术的副产品硫酸铵售价在800~1000元/吨, 销售收入可以抵消大部分脱硫成本, 时期发电成本低于石灰石—石膏法, 可以预测当烟气中SO2含量更高时, 氨法脱硫项目有可能实现盈利。

3.3 安全性分析

3.3.1 脱硫剂的安全性

石灰石法烟气脱硫所使用的脱硫剂为石灰石, 石灰石物化性质稳定, 直接接触对人体无危害。加工时有扬尘, 会刺激眼睛、呼吸系统和皮肤, 应佩戴防尘口罩予以防护。石灰石不属于易燃、易爆、易中毒物品, 便于运输、加工和贮存, 使用安全可靠。

氨属于危险化学品, 有强烈的刺激气味, 易燃、易爆、有毒、有腐蚀, 极易溶于水, 对皮肤粘膜有刺激和腐蚀作用, 高浓度的氨可引起化学性咽喉炎、肺炎等, 吸入后可引起反射性呼吸停止、心脏停搏、直接接触时可致皮肤冻伤。氨通常储存在密闭容器和管道内, 即使在使用过程中, 也必须处于完好密闭状态, 应采取有效的安全措施予以防范。

3.3.2 产品的安全性

石灰石-石膏法烟气脱硫的产品是脱硫石膏, 脱硫石膏对人体无直接危害, 也不存在火灾、爆炸和中毒危险, 多用于建筑行业, 也用作工业材料, 但总体消耗量有限。火电、钢铁和冶炼企业均运出厂外, 填沟筑路, 覆土造田;或租地存放, 堆积如山, 存在溃坝、塌方的危险, 应予以防范。

硫酸铵为工业产品, 广泛应用于农业生产, 不属于危险化学品, 无燃烧、爆炸、有毒等风险, 使用安全、可靠、无不良影响。

3.3.3 工艺的安全性

与氨法烟气脱硫工艺相比, 石灰石-石膏法不涉及易燃、易爆、有毒等危险作业, 发生一般以上事故的可能性小, 无特种工种, 无危险工序, 风险系数低, 安全优势大, 尤其是非化工从业人员对“氨”的人事不足, 认为其安全风险大, 事故几率高。因此, 火电、钢铁和冶炼行业基本上不采用氨法而采用石灰石-石膏法脱硫技术。

3.3.4 环保性分析

(1) 脱硫剂的环保性

石灰石属于天然原材料, 只需采取简易的通风、防尘措施, 对环境污染和健康危害小。

氨泄漏存在污染作业环境和大气环境的风险, 可能危害人体健康和伤害动植物。氨水泄漏应及时用酸中和处理。

(2) 产品的环保性

脱硫石膏是工业废渣, 其回收利用已成为世界性难题, 大多数情况下只能作为工业垃圾予以废弃和存放, 且随时存在污染环境的可能;而硫酸铵是化学肥料, 广泛应用于农业生产, 使硫资源得到再生利用。显然, 硫酸铵的环保优势大大高于脱硫石膏。

(3) 工艺的环保性

氨法烟气脱硫工艺较石灰石-石膏法脱硫工艺具备以下优势:一是大气污染小, 无CO2排放, SO2排放浓度低, 尾气总排量少;二是无废水排放, 无需处理;三是灰泥废渣排量很少, 仅占脱硫石膏总排量的1%~3%。

3.3.5 分析结论

氨法烟气脱硫的综合优势很大, 主要是变废为宝、低碳环保, 可再生利用硫资源, 符合循环经济发展战略, 这是石灰石-石膏法烟气脱硫技术所无法比拟的。尤其是氮肥和煤化工企业副产5%~8%废氨水, 可直接用作脱硫剂, 既解决了废水处理问题, 回收但资源, 且无运输、装卸、储存和使用液氨的安全风险。这也是氮肥、焦化和煤化工等行业采用氨法烟气脱硫技术为主的根本原因。

4 建议

我国硫资源紧缺, 60%需要进口, 对外依存度高。与此同时, 我国SO2排放量却高居世界首位, 提高SO2利用率可大幅减少硫资源的进口量。通常, 大气中SO2主要来源于煤炭燃烧, 占SO2总排量的94%, 而火电厂SO2排放量又占总排量的60%。这里所指的SO2排放量不包含已转化成难以回用的脱硫石膏等含硫废渣。

同时, 我国优势世界氮肥大国, 土壤严重缺硫, 硫铵具有较大的市场潜力。氨法脱硫适合我国国情、负荷循环经济发展, 而且具有脱硫脱硝一体化的特点, 其应用前景将越来越广阔。

因此, 建议通过行政、立法等手段推广和普及氨法石灰石-石膏法烟气脱硫技术;鼓励火电、钢铁和冶炼行业实施烟气脱硫项目的氨法脱硫改造。

参考文献

[1]段付岗, 王变雪.氨法和石灰石法烟气脱硫技术的综合分析及建议[J].硫磷设计与粉体工程, 2014 (2) :9-13.

石膏法脱硫系统脱硫 第10篇

1.1 研究背景及意义。

本课题主要是针对湿式石灰石-石膏法烟气脱硫系统建立数学模型。我国目前尚未实现烟气脱硫装置 (FGD) 的国产化, 仍未掌握烟气脱硫技术的核心技术, 因此本工作对深入了解烟气脱硫内部过程、更好的调节烟气脱硫的运行状况、节能减排等具有重要意义。

1.2 本文所做的工作。

本文结合喷淋吸收塔实际工况, 开展了湿法烟气脱硫的理论分析和数学建模, 主要完成以下几方面的工作:

a.以石灰石浆滴为研究对象建立石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统SO2传质速率模型;b.联系喷淋吸收塔实际工况, 建立石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率模型;c.设计Excel计算表格, 对模型进行计算, 并且根据实验数据进行验证;d.定量分析各因素对脱硫效率的影响, 并绘制影响曲线。

2 脱硫传质效率数学模型

烟气脱硫传质速率模型[1]:

根据双膜理论, 烟气中SO2气体向脱硫剂表面液膜的传质速率NA[2,3]可以表示为:

Ca CO3向液相传质速率NB表示为:

Ca CO3颗粒的溶解速率可表示为:

根据稳态假定, 有:

根据亨利定律, 有:

可推导得SO2的传质速率NA为:

式中:NA、NB为传质速率, kmol/ (m2·s) ;kA, g、kA, l分别为SO2气膜和液膜传质系数, m/s;

aD为浆滴表面积, d, m2;ap为悬浮颗粒表面积, n d, m2;CB, S为Ca CO3饱和溶解度, kmol/m3;H为亨利系数, Pa·m3/mol;CB, l液相本主体内Ca CO3的浓度, kmol/m3;kS为溶解传质系数, m/s。

3 模型的计算及校核

3.1 计算所需的参数。本文根据赵健植[5]等所做的研究实验数据进行校核。

基本参数如表1所示。

实际工况:入口烟气中SO2的浓度CSO2=2857mg/m3, 液气比L/G=10L/m3, 烟气流量G=200m3/h, 烟气流速v=1m/s,

3.2 脱硫传质速率模型的计算。

根据式 (6) , 由本文设计的Excel计算表格 (见附录A) 计算得到脱硫传质速率为:

此计算结果与郝文阁[1]所计算的传质速率数值很相近, 所以可以认为此模型是正确的。

4 结论

在分析湿法脱硫过程的化学反应及传质过程的基础上, 以双膜理论为基础, 以湿式石灰石-石膏法中脱硫传质反应单元-石灰石浆滴为研究对象, 建立了烟气脱硫传质速率模型。

通过了一系列的推导, 得到了烟气脱硫效率模型, 在论文的后一部分利用本文所设计的Excel计算表格, 计算出在不同工况下烟气的脱硫效率, 定量分析了各种主要因素对脱硫效率的影响, 并且将模型计算数值与实验数值进行校核, 验证了模型的正确性。

通过本文可得到以下几点结论:

a.通过模型研究表明, 影响烟气脱硫传质速率的因素有浆液性质、雾化粒度、液气比、烟速、烟气温度和浆液温度等;b.通过模型研究表明, 影响烟气脱硫效率的因素有液气比、p H值、烟气温度、烟气流速、吸收塔高度、入口烟气SO2的浓度等;c.模拟结果表明, 在一定范围内, 脱硫效率随着烟气流速的增加而下降;d.模拟结果表明, 在一定范围内, 脱硫效率烟气入口SO2浓度的增加而不断下降;e.模拟结果表明, 在一定范围内, 脱硫效率随烟气温度的升高而下降。

参考文献

[1]郝文阁, 赵光玲, 王东鹏等.石灰石湿法脱硫过程中SO2吸收数学模型[J].环境工程报, 2007.11, 2 (2) :969-972.

[2]胡满银, 李立锋, 赵金表等.湿式脱硫系统运行性能的数值模拟[J].河北电力技术, 2005, 24 (3) :1-3.

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脱硫石膏计量控制系统设计与应用 第11篇

1 下料仓工艺的设计

1.1 原下料仓工艺

原工艺中, 要建立一个脱硫石膏储存仓和配料库。脱硫石膏烘干造粒、成球后, 由输送带送入配料库再次储存, 再由配料库下至计量秤进行计量配料。其过程经常会发生堵料, 需人工捅料、敲料以实现配料的控制。同时, 对脱硫石膏进行烘干还会增加能耗。

1.2 下料仓工艺优化设计

优化设计方案中, 只需建立一个脱硫石膏堆棚, 由铲车直接送入下料仓。以脱硫石膏含水量为23%, 容积为10t的下料仓为例, 对其设计介绍如下:

1) 下料仓底部出料口以长方形出口为佳。

2) 料仓锥角要合适, 不宜小于55°。

3) 仓内壁铺设防粘耐磨板, 解决物料黏附仓壁的同时, 也减少物料对仓壁冲刷, 增加料仓使用寿命。

4) 仓内安装拨料装置, 该装置有两根拨料轴贯穿料仓前后, 并在轴上加装相互交错的拨料齿, 用以连续拨动物料, 使物料均匀下料, 以解决下料难、棚料、堵料等难题。

5) 下料仓底部, 前端开以稍窄于料仓底部宽度为直径的半圆形出料口, 并安装可调节闸门, 用于调节出料流量大小, 在闸门底安装多级微动开关, 用于断料、棚料、缺料检测。

6) 下料仓底部还焊接50mm左右高度钢板, 每隔一段距离预留Φ8孔, 安装软质耐磨挡料板, 用于阻止仓内物料外漏, 也防止皮带被下料仓底部钢板刮伤。

下料仓结构见图1。

2 计量控制设计

2.1 系统工艺流程

DEL/DEM型定量给料机是对散装物料进行连续称量给料的理想设备, 本控制系统中即采用了该设备。系统工艺布置见图2。

2.2 过程控制原理

2.2.1 手动控制

手动控制主要在调试和检修阶段使用。

1) 输送皮带控制

在现场控制盒中, 将手/自选择开关置于手动位, 通过现场控制盒中的按钮控制输送机的启动和停止。

2) 拨料器控制

在拨料器现场控制箱中, 将手/自选择开关置于手动位, 通过拨料器现场控制箱中的按钮控制拨料器的启动和停止。

3) 定量给料机控制

在现场控制盒中, 将手/自选择开关置于手动位, 通过现场控制盒电位器来控制定量给料机速度, 以实现流量的大小控制。

2.2.2 自动控制

1) 计量控制器键盘控制方式

当触发计量控制器启动按键后, 控制器输出启动信号, 首先驱动输送皮带机, 接着定量给料机与拨料装置同时启动。当输送机皮带过载后, 定量给料机和拨料器同时停止运转。避免因输送机停机, 大量物料堆积于输送带现象的发生。设备之间的互锁, 能提高生产效率, 降低事故的发生。通过按键设定物料的流量, 计量控制器通过比较测量值与设定值的差值, 经内部PID运算来调节皮带速度, 达到设定的物料流量。保证以设定的给料量连续不断地稳定给料, 并且能够自动累计输送的物料总量。

2) DCS控制方式

在操作上, 可以通过计量控制器键盘实现仪表控制与DCS控制的转换, 当计量控制器转换为DCS控制时, 其给定流量由DCS给定, 同时, 实时流量不断反馈给DCS系统, 实现集中管理分散控制。控制原理见图3。

2.2.3 无人值守不停机纠偏控制

输送机和定量给料机安装两级跑偏开关, 一级跑偏开关用于产生声光报警信号, 同时将此信号送到DCS系统中, 及时通知现场巡检人员进行纠偏。二级跑偏开关用于输送带和定量给料机自身互锁停机, 当皮带跑偏报警后仍未处理, 跑偏到一定程度时, 控制系统自动停止运行。

2.3 缺料控制原理

由于计量传感器多数安装在定量给料机出料口处, 等由计量荷重传感器检测到断料时, 已断料一段距离, 造成短时间缺料, 从而引起水泥质量的不稳定现象。因此在下料仓出口处闸门下安装多级微动开关, 用于检测物料, 当物料充满出料口时, 物料检测装置不动作, 物料少于出料口一半时, 发出声光报警信号, 同时将此信号送至DCS系统, 以引起操作人员注意, 及时往下料仓送料。物料继续减少, 到接近无料时, 物料检测装置发出停机信号。

3 应用总结