石灰石湿法脱硫工艺参数及其运行控制和异常处理培训教材1 - 图文

2HCl＋CaCO3 ? CaCl2 + CO2 + H2O

基于这个化学反应公式, 可以计算出石膏及石灰石的量 SO2脱除量 = 入口SO2量 * 脱硫效率 入口的SO2总量有2个计算办法:

入口的SO2量 = 烟气流量 * 烟气中SO2的浓度

或入口的SO2量 = 耗煤量*煤中硫份*(1-不完全燃烧损失)*转换率 煤中的硫份在燃烧时并不完全转化为SO2, 转换数值一般为90%, 在脱硫装置计算中保守计算一般取1。

CaCO3的理论耗量 = SO2脱除量 * 100/64

石灰石的消耗量 = （Ca/S * CaCO3的理论耗量＋HCl脱除量 * 70/100）/石灰石纯度

石膏量的计算如下：

CaSO4.2H2O生成量 ＝ SO2脱除量 * 172/64

石膏杂质量 ＝ 石灰石耗量*(1-石灰石纯度) + (1-Ca/S)*CaCO3的理论耗量 + 灰份

石膏生产量 = CaSO4.2H2O生成量 +石膏杂质量 由于最终的石膏滤饼一般含湿在10%, 因此 石膏滤饼量 =石膏生产量/ (1-含湿量) 2. 水耗的基本计算

湿法工艺需要耗用大量的水, 主要是在吸收塔内被烟气蒸发掉的水分。 湿法工艺吸收塔内采用大量的浆液洗涤烟气， 最终的结果是烟气温度被降低到饱和温度。饱和温度随着入口烟气温度和水分的变化而变化， 但是幅度不大， 一般在50℃左右。这样可以按照热量平衡， 计算出将烟气温度从入口温度降低到

饱和温度所需要的蒸发水量。同时依据上述反应公式，石膏结晶及滤饼含湿也会带走少量的水。另外FGD装置还需要排放一部分的废水:

废水量 ＝ （烟气HCL量＋工艺水氯离子量） / 废水氯离子浓度 3 物料平衡

湿法工艺中的物料平衡主要是SO2的平衡和水平衡

SO2由于参与了化学反应, 最终的结果就是脱除的SO2和加入的石灰石转换为石膏.

水平衡就是通过补充工艺水以补充FGD装置蒸发、石膏结晶、石膏滤饼、废水排放带走的水分

同时， 在FGD装置内的各个设备进出口流量也需要达到平衡。 三 影响脱硫装置的脱硫率的因素

FGD装置的脱硫率是一个最关键的性能指标， 也是装置设计及运行需考虑的关键因素。对脱硫率产生影响的一些主要因素如下： 1． 液气比

湿法脱硫工艺采用大量的浆液（称为循环浆液）洗涤烟气以达到脱除SO2的目的。液气比（L/G）就是循环浆液量和烟气流量的比值,

L/G = 循环浆液量 / 吸收塔内烟气量 L/G l/ m3 循环浆液量 l /h

吸收塔内烟气量 m3/h , 实际状况下的烟气量

L/G是FGD装置的一个重要参数。在烟气量不变的情况下， L/G越大, 就是循环浆液量越大, 脱硫效率就越高。但是，循环浆液量增加， 相应消耗的泵功率就增加。因此在FGD装置设计中就是需要找到一个合适的L/G, 既保证脱硫率又能

控制运行电耗在一个较低的水平。L/G的计算是脱硫公司的专利技术， 具体的数值各公司之间的差别较大。 2． PH值

在吸收塔内通过喷淋浆液以吸收烟气中的SO2， 浆液的PH值越高， 越有利于SO2的吸收， 同时脱硫效率也就越高。但是过高的PH值会造成浆池中石灰石的溶解速度降低，加大未反应的石灰石的数量，增加钙硫比。 3． 入口SO2浓度

入口SO2浓度增加， 在其他参数不变的情况下， 吸收塔的脱硫率会降低。 4． 喷淋层数

烟气在吸收塔内的停留时间通常是指烟气在吸收塔内与浆液接触的时间， 喷淋层数越多， 喷淋区的高度越大，烟气的停留时间就越长。长时间的接触有利于烟气中SO2 的吸收， 也就是提高了脱硫率。喷淋层数通常在吸收塔设计的初期就已经确定下来，在确保脱硫率的情况下， 增加喷淋层数可以降低液气比。 四 运行中控制的工艺参数及表计

影响脱硫系统运行的三个最重要的参数是 pH值、浆液的固体百分比含量以及液气比，在操作中需要对其进行某种程度的控制。这儿讨论这些参数对系统运行的影响。 1 pH值

SO2 气体呈酸性需要碱性溶液才能有效除去。石灰石在反应池中的分解可获取所需的碱性溶液。

高的pH值能提高SO2的除去率 ，相反，低pH值则降低脱硫率。不过，pH值过高会造成石灰石的浪费。

在运行中控制吸收塔内PH值的方法是供给石灰石浆液， 有两种基本控制方法。一种是反馈控制， 在PH达到低值时开启石灰石浆液供给， PH值到高值时停止石灰石浆液供给；另一种是前馈控制， 通过计算进入吸收塔的SO2量计算得

到石灰石需要量， 通过石灰石浆液流量控制来调节进入吸收塔的石灰石量。后一种方法由于计算涉及的因素较多，测量值不准确， 控制上比较复杂。

对PH值影响还有其他2个因素是在运行中要重点关注的， 石灰石制盲和氧化不充分。

烟气中的灰份中含有AL2O3，在吸收塔内会和烟气中带有的HF反应产生氟化铝，这种物质会包裹在石灰石颗粒的表面而阻碍石灰石的溶解，从而使吸收塔内的PH值无法控制。要避免这种情况的关键在于控制进入吸收塔的烟气中灰份， 通常不要超过200mg/Nm。

吸收反应中最初产生的亚硫酸钙， 用过加入氧化空气将其氧化为硫酸钙。在氧化不充分的情况下，液体中溶解的亚硫酸钙会过饱和而结晶在石灰石颗粒的表面，同样会造成石灰石制盲。如果设计没有问题， 这个问题产生的主要原因就是进入吸收塔的SO2远高过了设计值从而导致氧化空气供给不足。要避免这种情况，在烟气中SO2浓度过高时需要打开旁路挡板，让部分烟气不进入吸收塔。 PH值通过设在浆池中或浆液排浆管上的PH计进行测量。设在吸收塔内的浸没式PH计其导管容易堵塞，工程中一般安装在排浆管上。PH计由接触浆液的电机和变送器构成，通过测量电动势来得到介质的PH 值。由于浆液中的悬浮物会堵塞电极上的滤芯或在电极表面结垢，影响测量精度，需要定期用5％的盐酸液清洗电极。电极的工作寿命一般为半年。运行中还需要定期人工取样测量PH以与PH计进行比对。手动取样后应立即测量PH值，浆液中含有碳酸钙，样品存放过程中碳酸钙会继续与酸性液体发生反应而使PH值发生变化。 2 含固量

如上所述，反应中形成的亚硫酸钙和硫酸钙可在溶液中达到很高的饱和度并使沉淀产生。为了使这种现象最小化，有必要提供足够的母晶体使这些盐在结晶时首先在母晶体上而不是在新产生的晶体上积聚。使吸收塔循环浆液的固体浓度维持在较高水平（约15％）可得到所需的母晶体。固体含量太低会导致沉淀出现，而太高又会造成水泵磨损增加等问题。因此，将固体含量控制在指定范围内（12－17％）十分重要。根据预先确定的浆液密度来决定是否启动吸收塔排浆

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