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    石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素有哪些?

    发布时间:2018/12/07 点击量:0
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    湿法脱硫烟气工艺具有广泛的应用和推广价值,石灰石-石膏法烟气脱硫是湿法脱硫中最主要的技术。石灰石-石膏法烟气脱硫是通常由工艺水系统、烟气系统(包括烟气气加热器、烟道挡板、增压风机等)、石灰石浆液制备系统、吸收塔系统、石膏脱水系统和废水处理系统等组成。

    石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统工艺流程

    石灰石-石膏湿法脱硫系统是一个复杂的系统装置,下面我们将对湿法脱硫系统脱硫效率影响因素进行分析。

    1、浆液pH值

    浆液池pH值是石灰石-石膏法脱硫的重要运行参数,浆液池pH值不仅影响石灰石、CaSO4、2H20和CaSO3、1/2H2O的溶解度,而且影响SO2的吸收。低pH值有利于石灰石的溶解和CaSO3、1/2H2O的氧化,而高pH值则有利于SO2的吸收。因此,选择合适的pH值,是保证系统良好运行的关键因素之一。一般认为吸收塔的浆液pH值选择在5.2~6.2为宜。

    2、液气比(L/G)

    液气比(L/G)即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟气量之比,它与烟气中SO2浓度、脱硫效率要求、吸收塔喷嘴的布置有关。对于不同的装置,L/G值会有所不同。L/G大则循环泵数量或流量要增加,电耗和脱硫成本自然增加。

    提高气液比(L/G)相当于增大了吸收塔内的喷淋密度,使液气间的接触面积增大,脱硫效率也将增大。但在实际工程中发现,提高液气比将使浆液循环泵的流量增大,从而增加设备的投资和能耗。同时,高气液比还会使吸收塔内压力损失增大,增大风机能耗,因此应寻找降低气液比的途径。例如加入镁盐、钠碱、已二酸的CaCO3浆液,可以克服其活性较弱的缺点,可以适当降低气液比,同时还可提高脱硫率。

    3、烟气流速和温度

    在其他参数不变的情况下,提高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,减小气膜传质阻力,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,增大了传质面积,增加了脱硫效率。但气速增加,又会使气液接触时间缩短,脱硫效率可能降低。试验表明,目前吸收塔内的烟气流速控制在3.5~4.5m/s较合理,少数塔形如水平(卧式)塔,其空塔气速可达9m/s。

    烟气进塔温度是一个重要的因素,吸收塔温度降低时,吸收液面上的SO2的平衡分压也降低,有助于气液传质,脱硫效率增加。但温度过低会使H2SO3与CaCO3或Ca(OH)2间的反应速度降低,石灰石的溶解速度降低不利于吸收过程。因此,吸收温度不是一个独立可变的因素。

    4、钙硫比

    钙硫比(Ca/S)是指注入吸收剂量与吸收SO2量的摩尔比,反应单位时间内吸收剂原料的供给量。通常以浆液中吸收剂的浓度作为衡量度量。

    在保持浆液量(液气比)不变的情况下,钙硫比增大,注入吸收塔内吸收剂的量也相应增大,,引起浆液pH值上升,可增大中和反应的速率,增加反应的表面积,使SO2吸收量增加,提高脱硫效率。实践证明,吸收塔的浆液浓度选择在20~30%为宜,Ca/S在1.02~1.05之间。

    5、吸收剂原料

    脱硫系统对吸收剂CaCO3原料有一定的要求,首先是其纯度,高纯度的吸收剂将有利于产生优质脱硫石膏,其次是粒度,粒度越小,单位体积的表面积越大,利用率相对较高,有利于脱硫。通常要求吸收剂纯度在90%以上,粒度控制在300~400目。过高的吸收剂纯度和过细的粒度会导致吸收剂制备价格上升,使系统运行成本增加。

    6、石膏过饱和度

    脱硫系统的运行状况还受浆液池中石膏过饱和度的影响,石膏结晶速度依赖于石膏的过饱和度,当超过某一相对饱和度值后,石膏晶体就会在悬浊液内已经存在的石膏晶体上生长。当相对饱和度达到某一更高值时,就会形成晶核,同时石膏晶体会在其它物质表面上生长,导致吸收塔浆液池表明结垢。此外,晶体还会覆盖未反应的石灰石颗粒表面,造成反应剂使用效率下降。实验证明:正常运行的脱硫系统过饱和度应控制在110%~130%。

    7、烟尘

    飞灰在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触,降低了石灰石中Ca2+的溶解速度,同时飞灰中不断溶出的一些重金属,如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制Ca2+与HSO3-的反应。如果因除尘、除灰设备故障,引起浆液中的粉尘、重金属杂质过多,则会影响石灰石的溶解,导致浆液pH值降低,脱硫效率下降。

    8、液滴直径

    液滴直径减小,气液接触面积增大,有利于脱硫反应的进行;但减小液滴尺寸势必增大浆液循环系统的阻力,如增大循环泵压头,将使系统的投资运行费用增加。

    9、烟气中的含氧量

    O2参与烟气脱硫的化学过程,使HSO3-氧化成SO42-,在烟气量、SO2浓度、烟温等参数基本恒定的情况下,随着烟气中O2含量的增加,CaSO4•2H2O的形成加快,脱硫率也呈上升趋势。当原烟气中氧含量一定时,可人为往吸收塔浆液中增加氧气,所以多投运氧化风机可以提高脱硫率。

    10、气热交换器漏风

    气热交换器的漏风会导致干净烟气被污染,影响最终的脱硫效果。通常气热交换器热原烟气泄漏到冷净烟气中的量占中流量的3~5%。

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