火電石灰石脫硫流程和工藝

火電石灰石脫硫主要采用 石灰石-石膏濕法脫硫，是目前應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的方法。其核心流程如下：

1. 石灰石破碎與磨粉將石灰石破碎并研磨成細(xì)粉，以便與煙氣中的二氧化硫（SO?）充分反應(yīng)。

2. 制漿將石灰石粉與水混合制成漿液，作為脫硫吸收劑。

3. 吸收塔反應(yīng)將石灰石漿液噴淋到吸收塔內(nèi)，與煙氣中的SO?發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣（CaSO?）。

4. 氧化處理通過(guò)鼓入空氣，將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣（CaSO?），最終生成石膏（CaSO?·2H?O）。

5. 石膏脫水將石膏漿液通過(guò)脫水裝置分離，形成含水量較低的石膏副產(chǎn)品。

6. 煙氣凈化與排放脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去除液滴，再經(jīng)換熱器加熱后排放。這一流程脫硫效率高，可達(dá)95%以上，同時(shí)還能去除煙氣中的部分粉塵

火電石膏脫水是濕法煙氣脫硫工藝中的重要環(huán)節(jié)，主要目的是將石膏漿液中的水分脫除，形成含水率低于10%的石膏產(chǎn)品，便于后續(xù)綜合利用。但是很多時(shí)候由于工藝運(yùn)行及脫水設(shè)備問(wèn)題造成石膏脫水困難，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行及石膏再利用。以下主要從石膏漿液的工藝運(yùn)行中分析石膏脫水困難的原因及有效控制方法。

石膏漿液質(zhì)量控制

    火電濕法脫硫采用的石灰石一石膏濕法工藝中，石灰石漿液于二氧化硫反應(yīng)和再經(jīng)強(qiáng)制氧化及脫水后所得的副產(chǎn)品稱為煙氣脫硫石膏?？刂苹痣姀S脫硫石膏含水率先從石膏漿液入手，控制石膏漿液達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的石膏品質(zhì)，應(yīng)從以下幾方面來(lái)展開(kāi)。

1. 石膏結(jié)晶     

煙氣中的SO2與溶解的石灰石中的Ca2+反應(yīng)后生成半水亞硫酸鈣，再用空氣中的氧氣強(qiáng)制氧化為硫酸鈣，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，漿液中的CaSO4濃度也逐漸升高，溶液中的石膏小分子聚集形成石膏晶種。而后晶種不斷地長(zhǎng)大形成石膏晶體，也就是二水硫酸鈣。而影響石膏結(jié)晶的主要因素有以下幾項(xiàng)：

(1) 石膏結(jié)晶溫度

研究表明，溫度小于40℃時(shí)，隨著溫度的降低，二水亞硫酸鈣的溶解度逐漸下降。當(dāng)溫度大于66℃時(shí)，二水石膏將脫水成為無(wú)水石膏CaSO4，這就是在熱的組件上有石膏沉淀物的原因。為了使CaSO4以石膏CaSO4·2H2O的形式從溶液中析出，工藝控制上要求將石膏的結(jié)晶溫度控制在40--60℃之間。這樣，既可以保證生成合格的石膏顆粒，也避免了系統(tǒng)的結(jié)垢。

(2) 石膏結(jié)晶時(shí)間     

石膏結(jié)晶時(shí)間過(guò)短，則生成的石膏顆粒過(guò)小，不易脫水，如果結(jié)晶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則生成針狀或者層狀的晶體，如果進(jìn)一步向片狀、簇狀或花瓣形發(fā)展，其黏性大難以脫水，一般結(jié)晶時(shí)間控制再16小時(shí)左右。石膏結(jié)晶時(shí)間延長(zhǎng)方式：1)提高吸收塔內(nèi)的液位，讓漿液達(dá)到脫水密度的時(shí)間變長(zhǎng)，延長(zhǎng)石膏的結(jié)晶時(shí)間。2)提高吸收塔內(nèi)漿液的密度，實(shí)際上也是在變相地延長(zhǎng)石膏的結(jié)晶時(shí)間。3)對(duì)吸收塔內(nèi)的石膏漿液進(jìn)行徹底拋棄，將吸收塔密度降到1020kg/m3。

(3) 石膏漿液中氯離子的濃度控制

石膏漿液中氯離子的濃度過(guò)高，影響石膏晶體的形成及吸收塔內(nèi)二氧化硫的吸收。一般氯離子濃度控制在2000mg/L以下。

(4) 氧化空氣量控制

漿液中的亞硫酸鹽通過(guò)空氣被充分地氧化為硫酸鹽，生成石膏析出。若氧化空氣量不足，漿液中存在大量的亞硫酸鹽，顆粒小，黏性大，難以脫水。

(5) 控制石膏的相對(duì)過(guò)飽和度

保持溶液適當(dāng)?shù)倪^(guò)飽和度，結(jié)晶過(guò)程只形成極少的新晶體，新形成的石膏只在現(xiàn)有晶體上長(zhǎng)大，才能保證生成大顆粒石膏晶體。

在σ（過(guò)飽和度）>0(0.1左右)的情況下，現(xiàn)有的晶體繼續(xù)長(zhǎng)大，同時(shí)生成新的晶種。

當(dāng)σ達(dá)到一定值時(shí)，晶種生成速率會(huì)突然迅速加快，產(chǎn)生許多新顆粒(均勻晶種)，使得單個(gè)結(jié)晶顆粒比較小，此時(shí)就可能生成細(xì)顆粒的石膏;

另外，在相對(duì)過(guò)飽和度較高的情況下，晶體的增大主要集中在尖端，使其結(jié)晶趨向于生成針狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。采用石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝時(shí)，漿液中石膏的相對(duì)過(guò)飽和度一般維持在0.20~0.30(即飽和度為1.20~1.30)

(6) 漿液的PH值控制

通過(guò)pH值的變化來(lái)改變亞硫酸鹽的氧化速率有可能直接影響石膏的相對(duì)過(guò)飽和度，為了保持高的脫硫率要進(jìn)行空氣強(qiáng)制氧化，以便獲得高質(zhì)量的石膏，但它的前提是必須保持穩(wěn)定的化學(xué)條件，尤其是漿液的pH值應(yīng)盡可能恒定，一般在6.5左右。這樣對(duì)保持石膏的相對(duì)過(guò)飽和度是有利的，也就有利于優(yōu)質(zhì)石膏的生成。(7)攪拌裝置

在攪拌的作用下，一方面，會(huì)使結(jié)晶體尖角部位的晶束從晶體中分離出來(lái)，發(fā)生二次結(jié)晶而形成小顆粒。