濕法煙氣脫硫技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

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1、1.研究背景眾所周知，二氧化硫是當(dāng)今人類面臨的主要大氣污染物之一，根據(jù)15年來60多個國家監(jiān)測獲得的統(tǒng)計資料顯示，由人類制造的二氧化硫每年達(dá)1.8億噸，比煙塵等懸浮粒子1.0億噸還多，己成為大氣環(huán)境的第一大污染物。在我國的能源結(jié)構(gòu)中，能源結(jié)構(gòu)中煤炭所占比例高達(dá)73%，石油為21%，天然氣和水能僅占2%和4%。這個比例在一個相當(dāng)長的時期內(nèi)不會有根本性的改變。而據(jù)對主要大氣污染物的分類統(tǒng)計分析，在直接燃燒的燃料中，燃煤排放的大氣污染物數(shù)量約占燃燒排放總量的96%，大氣中90%S02，71%CO，85%的CO2，70%的N

2、O以及70%的粉塵來自煤炭的直接燃燒。因此，我國的大氣環(huán)境污染仍然以煤煙型為主，主要污染物是二氧化硫和煙塵。目前我國S02年排放量連續(xù)超過2000萬噸，超過歐洲和美國，使我國成為世界S02排放第一大國。二氧化硫污染對人類造成的危害己被世人所知，二氧化硫的污染屬于低濃度、長期的污染，它的存在對自然生態(tài)環(huán)境、人類健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑物及材料等方面都造成了一定程度的危害。S02污染排放問題已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要因素，對S02排放的控制與治理己刻不容緩。其中，火力發(fā)電機(jī)組二氧化硫排放量的削減更成為了重中之重。

3、與此同時，氣候變暖也已經(jīng)成為一項全球性的環(huán)境問題,受到了許多國家的關(guān)注。人類活動所釋放的二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的最重要的溫室氣體。其中火電廠燃用礦物燃料所釋放的CO2,是全球二氧化碳濃度增加的主要原因之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，控制能源消耗造成的環(huán)境污染，特別是控制燃煤造成的二氧化硫污染和二氧化碳的排放成為保證社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。煙氣脫硫是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的主要技術(shù)手段。濕法石灰石一石膏煙氣脫硫作為一種相對較成熟、脫硫效率較高的脫硫技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用

4、。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫因其脫硫效率高、工藝成熟、安全性可靠性高、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、維護(hù)簡單、投資成本與運行成本較低、脫硫副產(chǎn)物可綜合利用等優(yōu)勢而成為目前火電廠煙氣脫硫最常采用的工藝。世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是使用石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。2.濕法石灰石/石膏脫硫工藝原理當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的So2與漿液中的碳酸鈣進(jìn)行化學(xué)反

5、應(yīng)、再通過鼓入空氣氧化，最終產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)換熱器加熱升溫后排人煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。石灰或石灰石法主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：2CaSO3+O2=2CaSO4石灰石/石膏濕法脫硫工藝流程圖石灰／石灰石法是世界上應(yīng)用最多的一種FGD工藝，對高硫煤，脫硫率可在90%以上，對低硫煤，脫硫率可在95%以上。3.影響脫硫效率的因素3.1吸收塔漿液PH高PH值的漿液有助于SO2的吸收，而低PH值的漿液有助于Ca2+析出，二者互相對立。因此控制漿液PH值的大小，對其脫硫效率有著重要

6、意義。漿液PH值的變化是個緩慢的過程，不可能通過控制供給漿液馬上達(dá)到理想的數(shù)據(jù)。隨著煤質(zhì)和負(fù)荷的變化，隨著煙氣流量的遞增，脫硫效率下降。同樣，煙氣流速提高，煙氣對噴淋漿液的浮力增大，增加了煙氣與漿液的接觸時間，反而提高了脫硫效率；煙氣流速低，隨有利于SO2吸收，但伴隨煙道阻塞等問題。另外，石灰石漿液密度>1130Kg/m3時，混合漿液中CaCO3和CaSO4·2H2O的濃度達(dá)于飽和，CaSO4·2H2O對SO2的吸收有抑制作用，脫硫效率有所下降；而漿液密度<1075Kg/m3時,CaSO4·2H2O含量較低，CaCO

7、3的相對含量升高，此時如果排出，將浪費漿液石灰石。建議密度范圍1075Kg/m3～1130Kg/m3。吸收塔石灰石給料系統(tǒng)為閉合控制回路，該閉合控制回路根據(jù)煙氣中實際的SO2量以及根據(jù)吸收塔漿液的pH值來控制石灰石漿液供給電動閥門。高PH值漿液中有較多的CaCO3存在，對脫硫有益，但PH>5.8后脫硫率反而降低，Ca2+析出越來越困難；低PH值能促使石灰石溶解，但不利于脫硫，也易造成設(shè)備酸性腐蝕。因此，建議PH值控制在5.5～5.8之間。3.2石灰石活性石灰石是由碳酸鈣所組成的沉積巖，常見的雜質(zhì)是MgCO3、SiO2

8、、Al2O3、Fe2O3。在FGD系統(tǒng)運行條件下，部分MgCO3可溶解，而絕大多數(shù)金屬氧化物即使在強(qiáng)酸中也不溶解。石灰石中的MgCO3主要以兩種形式存在：純MgCO3和白云石。溶解的MgCO3可提高S02吸收效率，但Mg2+濃度過高將影響副產(chǎn)物的沉淀和脫水。白云石在FGD系統(tǒng)中基本上不溶解，其含量增加將增加石灰石的消耗，降低石膏的純度。SiO2