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先进技术工艺

Advanced technology

石灰石石膏湿法脱硫技术

新能源行业

石灰石石膏湿法脱硫技术是目前世界上运行最为广泛、最为成熟的脱硫工艺,世清环保经过技术引进、消化吸收、工程应用、技术改进与开发再升级,在国内成功投运数十个项目,经受住市场的验证并得到了客户的认可,与国内众多集团化公司形成了战略合作伙伴关系。

该技术通过将含有硫化物的烟气与含有钙基浆液接触反应,钙剂吸收剂来源广泛,石灰石、石灰石粉、生石灰、熟石灰、电石渣等均采用,我司拥有多项专利技术以及项目优化经验,包括增效脱硫技术、深度氧化技术、高效除尘技术、废水零排放技术等,可以轻松实现超低排放并长期稳定运行,拥有投资费用低、运行费用低、副产品价值高等优点。

该工艺主要包括烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备和储存系统、排浆脱水系统、工艺水系统和电气控制系统等。

反应原理(以石灰石作为吸收剂为例)

(1)吸收反应

烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下:

SO2+H2O→H2SO3(溶解)

H2SO3⇋H+HSO3(电离)

吸收反应的机理:

吸收反应是传质和吸收的的过程,水吸收SO2属于中等溶解度的气体组份的吸收,根据双膜理论,传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制,

吸收速率=吸收推动力/吸收系数

(2)中和反应

吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子,使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下:

Ca2++CO32-+2H+SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑

2H+CO32-→H2O+CO2

中和反应的机理:

中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶,由于石灰石较为难溶,因此本环节的关键是,如何增加石灰石的溶解度,反应生成的石膏如何尽快结晶,以降低石膏过饱和度。

(3)氧化反应

一部分HSO3在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:

HSO3+1/2O2→HSO4

HSO4⇋H+SO42-

氧化反应的机理:

氧化反应的机理基本同吸收反应,不同的是氧化反应是液相连续,气相离散。水吸收O2属于难溶解度的气体组份的吸收,根据双膜理论,传质速率受液膜传质阻力的控制。

(4)结晶过程

CaSO3+1/2H2O→ CaSO3·1/2H2O

CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O

CaSO3的结晶可以理解为一个中间过程, CaSO3·1/2H2O结晶体经氧化后最终生成石膏结晶体。

工艺流程

外购石灰石粉加水制成含固量约为20%的浆液作为脱硫吸收剂,泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部浆池鼓入的氧化空气进行反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。从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烟气中夹带的大部分细小液滴(<50mg/Nm3(干态))后经烟囱排入大气。石灰石-石膏湿法烟气副产物处理工艺分为自然氧化和强制氧化两种,其主要区别是是否在吸收塔底部的持液槽中通过空气把亚硫酸钙氧化成石膏(CaSO4.2H2O)。目前,强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。

技术特点

  • 技术最成熟,应用业绩最多,适用范围最广;
  • 吸收剂来源最为广泛且低廉,石灰石粉、生石灰、熟石灰、电石渣等均采用;
  • 反应速度快、效率高:由于是气液反应,脱硫反应速度快,脱硫效率高,一般可达到99%以上,甚至更高;
  • 配套设备供应商广泛,生产运行安全可靠;
  • 湿法脱硫技术适用于各种煤种和烟气条件,能够满足不同工业领域的脱硫需求,适用范围广;
  • 脱硫过程中产生的石膏等副产品可以作为建筑材料使用,实现了资源的循环利用。

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