石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统

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1、石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行中石膏浆液品质控制综论引言在石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统（FGD）主耍是利用石膏浆液来脱除烟气中的S02,石膏浆液是通过循环泵从吸收塔浆液池抽出，打入喷淋层，形成石膏浆液雾化层，9烟气中S02接触反应后，再回落到吸收塔浆液池屮，进行二次反应，如此反复，形成石膏浆液在FGD系统屮的循环利用。由此可见，石膏浆液就像人体的血液一样重要，其品质的好坏，对FGD系统的的性能冇着重要影响。石膏浆液品质变差，会导致脱硫系统结垢、堵塞、电耗增加等现象，严重吋会出现“石灰石肓区”现象，进一步造成系统效率降低、设备损坏

2、，甚至影响系统不能正常运行。本文结合江苏省射阳港发电有限责任公司二期FGD系统的实际运行数据，着重从石膏浆液的恶化机理和改善机理來阐述EGD系统在实际运行中石膏浆液站质好差的判断和控制，捉前作出合理的运方调整，防止石膏浆液出现“石灰石盲区”现象的发生。一、脱硫系统运行中石膏浆液化学反应机理1、S6的吸收机理在脱硫系统吸收塔上部喷淋层，烟气中的SO?首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离，产生H+、HS03-、S032-等离子：S（X（气〉+H：Q—SO2（液）+H?0[1]so?（液〉4-1i2o—iT+iisOb-E2]H

3、++IISO：厂一21广+S032-E3]2、石灰石的溶解机理。石膏浆液的PH值不仅影响S02的吸收和亚硫酸钙的氧化，同时也会影响石灰石的溶解，因此对石灰石在脱硫系统中的反应活性有极重耍的影响。下面是石灰石溶解化学反应式：CaCOs+Ir—Ca2,4-HCO3_L4JHCOb'+II*—II2CO3—II2OhCO2（气）L5]3、石膏结晶机理第一步，亚硫酸与吸收塔浆液中的CaCO3细颗粒反应生成CaSO3・1/2皿0细颗粒：C/+S0/JCaS03・1/2H-0I+H*[6]第二步，通常在FGD工艺上会采用氧化风机向吸收塔石膏浆

4、液中鼓入空气的方法，加强氧化HSO：「离子，CaSO3・1/2皿0被鼓入的空气中的氧气所氧化,最终生成石膏CaSOj•2H2O以保证下而反应正常进行：HSC>3_+1/202—H++SO42_[7]Ca24+SOa2-+2H2O—CaSO4・2H2OI[8]但PH值越高，HSO：「越不容易氧化，造成浆液屮形成大量的亚硫酸盐，不易进一步氧化生成硫酸盐。同时，石灰石在浆液中的浓度过高，会产生大量来不及反应的过剩CaCOn,极易与浆液屮的亚硫酸盐相互吸附，阻碍它们的进一步反应。二、石膏浆液在运行中的恶化机理和改善机理从以上化学反应机理，

5、我们从实际运行角度可以提出以下儿点石膏浆液恶化机理：1、从第1、2、3步化学反应可以看出，SO2（液）浓度越高，H+浓度越高,PH值越低；PH值越低越不利于SO?吸收，一般PH值低于4.0,SO?儿乎不被浆液吸收，而冃加剧了设备的腐蚀。2、从第4步化学反应可以看出，石灰石浆液H*扩散驱动力与浆液的PH值成比例关系，PH值越低，H+浓度越高，液相阻力越低，越有利于石灰的溶解（很多学者也建立了右灰右溶解的数学模型，如H+拿云传质控制模世和传质/表而反应共同控制模型，计算结果能很好地与以上理论吻合），反之亦然。一般当pH>5.9时，石灰

6、石屮的Ca2+溶出速度减慢。3、从第7步化学反应可以看出，H，浓度越高，HSO3一氧化反应就越慢。一般认为PH值达到5.5以上，HSO：「离子很不容易被氧化。当HSCV氧化反应慢,SO々2则生成速度也慢，浆液屮CaSCh•1/2H20和CaCOa含量就会增加，易发生结垢、堵塞现象，石膏形成速度也变慢。反之亦然。4、以上石膏浆液恶化机理主要为化学机理，所有化学反应会受到温度、压力等条件所影响，但温度、压力条件在脱硫系统实际运行中波动不大，在本文屮不作讨论。另外，在右膏浆液中所有离子化学反应过程屮，也必然受到物理机理的影响，如相对运行

7、、接触程度等，在FGD脱硫系统实休运行中也起到很大的决定作用，主要有以下儿方面：（1）过剩CaCOa颗粒与亚硫酸盐相应相互吸附的物理过程，当运行屮CaCXh颗粒大量过剩，就会阻碍亚硫酸盐的进一步氧化，最终造成石膏不能结晶，在实际运行屮最初反应在脱水效果不好。(2)烟尘和石膏浆液中其他盐类和杂质，也会阻碍石膏浆液中的离了Z间的充分反应。在实际运行中，控制烟尘含量和石膏浆液的杂质含量，也是非常必要的。(3)石膏浆液中的各种成份如果不能充分接触，化学反应也会受到影响。如吸收塔搅拌器不能正常工作、石膏浆液池底有沉积等。5、从以上机理分析，

8、我们从实际运行角度可以提出以下几点石膏浆液改善机理：(1)通过恶化机理第1、2条，我们可以通过降低PH值(一般降至4.1),并根据浆液的具体情况，保持相应吋间，在浆液屮产生大量T离子，以使过剩CaCOn充分反应。(2)通过恶化机理3,在低PH值条件