大型火电机组石灰石－石膏湿法脱硫技术
来源：江苏苏源环保工程股份有限公司 阅读：3629 更新时间：2008-06-19 14:10工艺介绍
石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺（WFGD—WetFlueGasDesulfurization）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浆。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。
吸收塔中SO2的脱除原理如下：
烟气中的SO2与浆液中碳酸钙发生反应，生成亚硫酸钙：
CaCO3+SO2+H2O--->CaSO3·½H2O+½H2O+CO2 （1）
通过烟气中的氧和亚硫酸氢根的中间过渡反应，部分的亚硫酸钙转化成石膏，化学上称作二水硫酸钙：
CaSO3·½H2O+SO2+H2O--->Ca(HSO3)2+½H2O （2）
Ca(HSO3)2+½O2+2H2O--->CaSO4·2H2O+SO2+H2O （3）
吸收塔浆液池中剩余的亚硫酸钙通过由氧化风机鼓入的空气发生氧化反应，生成硫酸钙。在该反应过程中直接的氧化是次要的，而主要是通过亚硫酸氢根与氧气的反应完成：CaSO3·½H2O+½O2+2H2O-->CaSO4·2H2O+½H2O （4）
其他的反应还有：三氧化硫，氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反应，反应生成石膏和氯化钙和/或氟化钙化合物：
CaCO3+SO3+2H2O--->CaSO4·2H2O+CO2 （5）
CaCO3+2HCl--->CaCl2+H2O+CO2 （6）
CaCO3+2HF--->CaF2+H2O+CO2 （7）
吸收塔浆液池中的pH值通过加入石灰石来控制，在吸收塔浆液池中的反应需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶（CaSO4·2H2O）。
工艺流程图
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工艺系统组成
◇吸收剂制备系统
◇吸收和氧化系统
◇烟气系统
◇石膏处理系统
◇废水系统
◇控制电气系统
工艺与设备技术特点
一.脱硫效率高
OI2-WFGD烟气脱硫工艺技术脱硫效率稳定达到或超过95%以上。在烟气脱硫核心技术——SO2吸收塔系统，成功运用了公司的多项创新技术，保证了高SO2吸收率。
吸收塔浆液池气氛控制系统的开发（发明专利号：ZL200410014752.X），通过合理布置石灰石浆液进口、循环泵入口、石膏浆液排出口等的位置，同时在石灰石浆液进口、循环泵入口处布置隔离板对新鲜石灰石浆液的扩散和混合进行分配、引导，使吸收塔浆液池内形成了两个不同大小pH值的区域，同时满足吸收、氧化、石膏结晶和石灰石溶解的需要，使其具有反应速度快，脱硫效率扰动响应速度提高数十倍，既提高了SO2吸收效率又保证了石膏的高品质。
效仿担负分配、输送、支撑等类同功能的植物叶脉在进化中形成的结构，提出叶脉状浆液喷淋管系的设计理论，将传统的喷淋管系改造为叶脉状喷淋管系统（实用新型专利号：ZL200420062680.1），在实现浆液输送功能的同时，保证了浆液的分配均匀性，从而改善浆液喷淋效果，提高SO2吸收效率。
采用自主开发的自洁、自调、积木式组合浆液喷嘴专利技术（实用新型专利号：ZL200420025923.4），使用该种组合而成的喷嘴工作时有自振，可以改变不同位置液滴的覆盖情况，能在一定程度上强化雾化效果，拓宽高效工作范围；并能实现喷嘴的自清洁，防止堵塞；同时改善汽液接触效果，提高SO2吸收效率。
首先提出了FGD吸收塔吸收区汽液耦合平衡设计方法（发明专利申请号：200510040406.3），对各截面及截面的各区域吸收剂的分布进行差异化设计，使汽液相对速度达到最优，汽液接触面积达到最大，从而使传质效能最大化，并大大提高SO2吸收效率。
二.经济性好
使用叶脉状浆液喷淋管系，能实现喷淋管系的性能、造价比（价值）的最优化；降低了管系流动总阻力，节约了运行成本；降低了造价，节约了投资成本。
吸收塔烟气出口烟道改进成象鼻型烟道出口（发明专利申请号：200510041493.4）不仅降低系统阻力，同时改善了对GGH框架受力状态，降低GGH土建费用。
独特设计的浆液回流管路(发明专利申请号：200510041492.X)，减少浆液回流量，降低浆液输送泵流量，降低能耗。
发明了流场适应型除雾器专利技术（实用新型专利：ZL200420026486.8），将除雾器与其上、下游流道进行一体化设计。该设计可以在其上下游气体流场存在较大不均匀时保证除雾器效率，能够适应复杂的流场工作环境，而不增加流体阻力降。
成功开发矩形烟道波形百叶窗式挡板风门（实用新型专利：ZL200420024997.6），密封形式为软性复合材料压紧密封，省掉了一套密封空气系统和加热系统，提高了系统可靠性，降低了成本。
成功开发的围带式柔性接头（发明专利申请号：200510094475.2）用于矩形和圆形钢烟道。不仅结构简单，安装、检修方便，经济性能好，而且消除了漏水的烦恼。
由于OI2-WFGD烟气脱硫工艺技术成功开发，不仅使SO2使脱除效率高，而且整个系统阻力降小，有效降低流体输送机械动力消耗，降低电耗。
为节省投资，公司在大力开发国产化设备上作出技术支持，成功开发了大型浆液循环泵、侧进式搅拌器等关键设备。
三.系统操作稳定
连续的石灰石浆液配制系统保证石灰石浆液品质的稳定性，使系统操作波动小。
由于吸收塔及其内附件使用专利技术，使系统阻力下降，吸收效率提高，保证了系统操作稳定性。
先进、可靠的DCS集中控制和监测系统，实现了工艺过程运行的连续稳定性，对机组突发事故能自动处理和调整。
四.优良的适应性
高级CAD/CAE/CFD技术的运用使OI2-WFGD可完全按用户实际要求，以度身定制、量体裁衣的方式，提供最适合其需求的FGD,特别适合老厂改造项目场地狭小等条件多变的情况。
成功运用过程化学模型、物料及热量平衡计算模型，使系统设计对煤质变化适应性强。当燃煤含硫高达5%时，仍然保证脱硫效率≥95%。
五.高品质的石膏副产物
由于吸收塔浆液池气氛控制好，保证了排出的石膏浆液品质，使脱水后的石膏品质高，提高其利用价值。
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