石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術從原理上來看是氣液傳質化學反應過程,在脫硫吸收塔內,漿液通過各個噴淋層的噴射到吸收塔內,與自下往上流動的煙氣以逆流方式接觸洗滌脫除煙氣中SO2,煙氣中SO2的脫除過程在液、固和氣三相中進行,發生了液-固反應和氣-液反應,主要經歷以下4個步驟:
(1)氣相SO2溶解
SO2是一種易溶于水的酸性氣體,進入塔內后經擴散作用從氣相溶入液相,與水反應生成H2SO3,并迅速分解為H+、HSO3-,若pH值比較高,HSO3-會發生二次電離形成高濃度的SO32-。
(2)吸收劑的溶解和中和反應
CaCO3為難溶化合物,其實質作用是提供Ca2+過程,包括固體碳酸鈣溶解和碳酸鈣分解。
(3)氧化反應
SO32-和HSO3-具有還原劑,與金屬離子的催化作用下,液相中溶解氧可將其氧化成SO42-。
(4)反應產物的結晶
石灰石-石膏濕法脫硫最后一步是脫硫副產物的沉淀物析出,Ca2+SO42-達到一定濃度后,將從溶液中析出。
漿脫硫系統由煙氣系統、SO2吸收系統、壓縮空氣系統、制漿系統、脫水系統、廢水系統、工藝水系統和事故漿液系統等組成,漿液循環泵為吸收塔補充反應新鮮的漿液,同時吸收塔生成石膏被漿液排出泵排到脫水系統將石膏脫水或拋棄,在吸收體內安裝漿液攪拌器防止吸收塔底部漿液沉淀。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術主要包括以下兩大類:
(1)復合塔技術:在煙氣入口與噴淋層之間加裝氣液間強化傳質設備,從而形成穩定漿液層,提高煙氣通過漿液層時傳質效率。典型技術包括:旋匯耦合技術、托盤技術等。
(2)pH值分區技術:一種是設置2個脫硫塔實現pH值的分別控制,另外一種是在1個脫硫塔內加裝隔離裝置或在塔外實施pH值分區控制。pH值分別控制,低pH值控制保證石灰石溶解及脫硫石膏品質,高pH值提高SO2吸收效率。典型技術包括:單塔雙區、單塔雙pH值以及雙塔雙pH值等。
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