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提高石灰石脫硫效率的方法(一)

2024/03/25

提高石灰石脫硫效率的方法

石灰石漿液在吸收塔內有效吸附煙氣中的二氧化硫,經過化學與物理的相互作用,生成副產物石膏。該石膏若品質達到標準,則能進行廣泛的綜合利用,不僅對環境保護有積極影響,還能帶來顯著的經濟效益。

對脫硫增效劑應用前后的實驗數據進行對比分析,結果顯示:在正常運行負荷范圍內,使用脫硫增效劑能有效優化系統參數,使鈣硫比大幅下降。同時,通過減少一臺漿液循環泵的運行,降低了系統電耗,提升了脫硫效率,從而減少了大氣污染。

當前,我國正日益重視環保事業,針對新建、改建和擴建的大型燃煤電廠,已制定了更為嚴格的大氣排放標準。然而,目前部分火電廠的脫硫效率仍然偏低,這不僅影響了脫硫的各項指標,還可能對環境造成污染。石灰石濕法脫硫技術因其成熟性和廣泛應用,已成為全球范圍內的優選方案。

在實際運行中,操作人員必須嚴格控制石灰石料的品質。一旦發現石灰石料不合格,應立即制止上料,并立即采取措施,以防止因石灰石品質問題導致脫硫系統性能下降。因此,確保石灰石脫硫的品質,對其實際應用價值具有決定性影響。

石灰石濕法脫硫工藝及原理分析

經過除塵器處理的氣體,其溫度高達100℃以上。在風機的引導下,這些高溫氣體流向換熱器,經歷降溫過程,溫度迅速下降至80℃。隨后,氣體進入吸收塔,與石灰石液體進行氣液相的噴淋混合。在這一過程中,水體蒸發,進一步降低氣體溫度至60℃。通過石灰石液體的反復清洗,氣體中的硫分得到有效脫除,通常能去除超過95%的硫,并同時清除氣體中的HCl。

氣體在流入吸收塔的過程中,還起到了除水作用。特別是在通過兩級除霧器時,其中的懸浮小水滴被有效去除。在特殊環境下,通常是吸收塔沉淀池內,石灰石石膏漿液通過漿液循環泵的配置,被輸送至吸收塔頂端的噴嘴集管內。經過連續的噴淋和洗滌,石灰石石膏液與上方氣體發生反應,生成新的物質——石膏結晶,這些結晶沉積在沉淀池中。

借助石膏排出泵的運輸,石膏結晶進入真空皮帶脫水機,經歷濃縮、脫水及洗滌等過程,最終石膏被妥善存儲在庫內,形成可用于經濟利用的成品石膏。

如何保證石膏漿液品質

脫硫增效劑是一種專門設計用于優化脫硫過程的化學助劑。在脫硫工藝中,石灰石與二氧化硫(SO2)的反應速度受限于碳酸鈣(CaCO3)的溶解速度,而CaCO3在水中的溶解度相對較小。因此,解決或改善石灰石在水中的溶解問題,對于提升整個脫硫工藝的性能和效率至關重要。

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在脫硫吸收塔中,石灰石以微小顆粒的形式存在。這些微小顆粒的表面存在著顯著的氣膜和液膜雙膜阻力,這些阻力極大地阻礙了液態中SO2的傳質過程。脫硫增效劑的應用,旨在通過兩個方面來解決這一問題。

首先,脫硫增效劑作為一種針對CaCO3表面物性的活性劑和催化劑,能夠有效地減弱和消除雙膜效應。它改善了固液界面的濕潤性,提高了界面傳質效率,從而促進了SO2的吸收。

其次,當脫硫裝置入口的硫含量超出設計值時,原有的氧化系統可能無法滿足實際工況下的氧化需求。在這種情況下,脫硫增效劑能夠顯著提升氧化空氣中氧的利用效率,進而增強氧化效果。這一特性使得脫硫增效劑在應對高硫含量工況時表現出色,確保了脫硫工藝的穩定性和高效性。

石灰石的品質涵蓋其純度、粒徑、表面積及活性等多個維度。其中,有效成分CaCO3的含量對于吸收劑的利用率及活性具有顯著影響。在天然石灰石礦石中,常含有SiO2、MgCO3、Fe2O3、A12O3等雜質,若雜質含量超出一定范圍,將對脫硫效果產生不利影響。因此,在濕法脫硫工藝中,對石灰石成分有明確要求:CaCO3含量不低于91wt%,SiO2含量不高于4wt%,MgCO3含量不高于2wt%,鐵鋁氧化物含量不高于1.5wt%。

關于石灰石的粒徑,若粒徑過大,將不易溶解,且在接觸反應過程中,所需pH值較低,這既會降低脫硫效率,又會對石膏漿液的質量產生不良影響。反之,石灰石粒徑越小,其比表面積越大,這有助于加快石灰石在液相中的溶解和反應速度,進而提高吸收劑的利用率和脫硫效率。然而,對更細石灰石粉的需求將增加研磨系統的功耗和設備投資。目前市場上,常見的石灰石粉產品細度主要有32590%通過和25090%通過兩種。

為確保石灰石的品質,應從源頭進行分析檢測,優先選擇CaO含量高、活性強、硬度適中且細度符合要求的優質石灰石。在實際應用中,當使用中低硫煤時,石灰石的細度應達到250目;而使用中高硫煤時,石灰石的細度則應提升至325目,以提高石灰石的利用率并減少石膏中石灰石的殘余量。


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