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1、烟气脱硫脱硝技术术 课型新授课课时 2 教学目标 知识目标：能了解燃煤电厂过程的化学反应。 技能目标：熟练掌握吸收塔模块典型分布区。 德育目标：培养实际操作及技能型人才。 教学重点 1、脱硫过程的化学反应。 2、对脱硫剂的要求。 教学难点 一、吸收塔模块典型分布区。 二、火电厂烟气脱硫运行主要变量。 教学方法讲授、分析、比较 教学媒体黑板、粉笔、多媒体 授课时间16高热一：2.28 3.4节 1-2石灰石石膏湿法烟气脱硫技术术工艺艺原理及特点 教材分析 本课题主要是通过分析燃煤电厂过程的化学反应、吸收塔模 块典型分布区，为电厂的安全运行提供基本的数据。 教后记 熟练讲解实际电厂中脱硫装置吸收塔
2、模块典型分布区。 布置作业无 作业情况 典型的工程全景 该工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细 成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收 浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳 酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应吸收脱除二氧化 硫，最终产物为石膏。脱硫后的洁净烟气通过除雾器除 去雾滴经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。 二、石灰石湿法烟气脱硫工艺过程的描述 三、脱除SO2的化学反应机理 1、过程阶段： （1）气态反应物从气相内部迁移到气-液界面。 （2）气态反应物穿过气-液界面进入液相，并发生化学反 应。 （3）反应组分从液相界面迁移到液相内部。 （4）进入也想的反
3、应组分与液相组分发生反应。 （5）已溶解的反应物的迁移和由反应引起的浓度梯度产生的 反应物的迁移。 工艺过程化学反应 向吸收塔添加石灰石浆液石灰石溶解 浆液喷淋或鼓泡SO2的吸收 向吸收塔鼓入氧化空气亚硫酸盐的氧化 浆液循环、搅拌硫酸盐的形成及 石膏结晶 主要化学反应： 吸收： SO2H2O H+HSO3-H+SO32- 溶解： CaCO3 H+ Ca2+ HCO3- 中和： HCO3- H+ CO2 H2O 氧化： SO32- O2 SO42- 结结晶： Ca2+ SO32- H2O CaSO31/2H2O Ca2+ SO42- H2O CaSO42H2O 影响脱硫效率的因素 一、参与脱硫反
4、应的物质（烟气、石灰石粉、工艺水） 二、运行控制（pH,停留时间） 石灰石-石膏法流程示意图 吸收塔设备图设备图 净净烟气出口 除雾雾器 喷喷淋层层 烟气进进口 浆浆液 搅搅拌器 循环泵环泵 循环环管 四、吸收塔不同区域发生的主要化学反应 1、吸收区 吸收过程（吸收剂为石灰石） SO2 + H2O H+ + HSO3- H2SO3- H+ + HSO3- 四、吸收塔不同区域发生的主要化学反应 2、氧化区 H+ + HSO3- + 1/2O2 2H+ SO42- CaCO3+ 2H+ Ca2+ +H2O+CO2 Ca2+ + SO42- + 2H2O CaSO42H2O 四、吸收塔不同区域发生的
5、主要化学反应 3、中和区 CaCO3+ 2H+ Ca2+ +H2O+CO2 Ca2+ + SO42- + 2H2O CaSO42H2O 五、湿法烟气脱硫对脱硫剂的要求 1、吸收能力高。 2、选择性好。 3、挥发性低，无毒，不易燃烧，化学稳定性好，凝固点 低，不发泡，易再生，黏度小，比热容小。 4、不腐蚀或腐蚀小，以减少设备投资及维护费 用。 5、来源丰富，容易得到，价格便宜。 6、便于处理及操作，不易产生二次污染。 六、烟气脱硫工艺过程几个相关概念和运行主要变量 1、脱硫效率 指脱硫装置脱除二氧化硫的量与未经脱硫前烟气中所含二 氧化硫量的百分比 不盲目追求过高的脱硫率，因为高的脱硫率是要用高的
6、投 资和运行费用作为代价的 脱硫前烟气中SO2的折算浓度，mg/m3; 2、吸收剂的利用率 等于单位时间内从烟气中吸收的二氧化硫摩尔数除以同时 间内加入系统的吸收剂中钙的总摩尔数 湿法的吸收剂利用率90% 半干法约50% 干法 30% 3、液气比 指吸收塔洗涤单位体积烟气需要含碱性吸收剂的循环浆 液体积。 在相同的条件下，液气比越大，脱硫效率越高，但随之 ，动力的消耗就越大；烟气出口的温度就越低，造成烟 道腐蚀。 液气比（脱硫技术的核心内容） 所以，要根据具体的情况，选择合适的液 气比，使得在保证脱硫效率的同时，降低 运行费用。 因此,石灰石洗涤吸收塔的液气比一般控制 在15L/m3的范围较合
7、适。 pH值酸与碱 pH 1714 定义:酸 = pH 7 胃酸 亚硫酸 醋 典型洗涤塔 水 石灰石 石灰 硫酸 可口可乐 二元酸 血 碱液 4、吸收塔浆液的PH值 pH对HSO3-氧化速率的影响 pH值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱 硫剂的利用率降低，脱硫产物的品位下降。 而pH值太低，则影响了脱硫效率。 所以必须选择 合适的pH值，使得保证脱硫效率，同时保 证脱硫剂的利用率和脱硫产物的品位。 5、钙硫比 脱硫塔内脱硫剂所含钙的摩尔数与烟气中所含二氧化硫摩 尔数的比例。 相同脱硫率条件下，Ca/S越小，吸收剂的用量少，但电耗 会增加 高的Ca/S会引起吸收剂过饱 和凝聚,最终使
8、反应的表面减 少,钙的利用率下降,不仅浪费了吸收剂,而且影响脱硫效 率。 石灰石湿法脱硫工艺的Ca/S一般控制在1.021.05。 6、浆液循环量的影响。 增加了浆液的循环量,提高L/G的同时,也就加大了 CaCO3与SO2的接触反应时间 ,从而提高了SO2的去除 率。 但是,过高的浆液循环量将导致运行费用和初投资增 加。 7、浆液停留时间的影响。 (1)吸收塔停留时间,是指液体与烟气在吸收塔中的接触 时间。 (2)浆液在反应罐内停留时间(c),又称固体物停留时间, 是指CaSO42H2O在吸收塔浆液罐(或池)中沉淀、结晶 的停留时间。 浆液在反应罐内停留时间长 有助于石灰石浆液与SO2 完全
9、反应。但是,延长浆液在反应罐(或池)的停留时间, 会导致反应罐的容积增大,氧化空气量和搅拌机容量增 大,设备费 用和运行成本增加。 8、吸收液过饱和度的影响 当超过某一饱和度后,石膏结晶会在悬浊液内已经 存在的石膏晶体上生长。当相对饱和度达到某一更高值 时,就会形成晶 核,同时石膏晶体在其他物质表面上生长,导致吸收塔浆液 池表面结垢。 9、石膏浆液密度 密度过大，CaSO42H2O对SO2的吸收有抑制作用,脱硫率 会有所下降;而石膏浆液密度过低时, 将导致石膏中CaCO3 含量增高,石膏品质降低,而且浪费了石灰石。 因此运行中控制石膏浆液密度在一合适的范围内 10、吸收塔内烟气流速的影响 指吸
10、收塔内饱和烟气的表观平均速度 提高吸收塔内烟气流速, 增大了传质面积,提高脱硫效率。但 是,烟气流速增大,则烟气在吸收塔内的停留时间减少,脱硫效 率下降。 因此,从脱硫效率的角度来讲,吸收塔内烟气流速有一最佳值, 高于或低于此烟速,脱硫效率都会降低。 11、入口烟气参数 烟温 FGD入口SO2浓度 O2浓度 飞灰 烟温 烟温高，脱硫效率降低 烟温： 烟温高，脱硫效率降低 SO2浓度高,有利于其扩散,加快反应速度,使脱硫效率提高;但若浓度很高, 则效率下降。 O2浓度高,有利于亚硫酸根向硫酸根的转化,脱硫效率提高;但氧量太大, 可能是漏风严重,导致烟气在吸收塔内的停留时间缩短,影响脱硫效率。 飞
11、灰量大,阻碍石灰石消溶,降低脱硫效率,降低副产品的品质,引起脱水 系统的堵塞。 成份符号作 用 氧化钙CaO有效成分，并非愈多越好，活性要好。 氧化镁MgO有助脱硫，不利于结晶和脱水，偏无用成分。 水份H2O结晶体，与反应无关。 二氧化硅SiO2无用成分，越少越好。塔内及所有流通部位的磨蚀根源。 三氧化二铁Fe2O3无用成分，越少越好。 三氧化二铝Al2O3无用成分，越少越好。甚为坚硬，磨机功耗大增。 其它惰性物 无用成分，影响反应、增加磨蚀。 石灰石来料品质对脱硫装置的影响 12、石灰石品质 颗粒度 石灰石粒径越小，其溶解速率快、溶解度越高、扩散性能 越好，可以有效地加强SO2的吸收，降低吸
12、收塔的液气 比。 石灰石颗粒粒径变粗还会导致大量石灰石颗粒在吸收塔 底部的沉积，造成浆液循环泵叶轮、吸收塔浆液喷嘴等 设备的磨损和堵塞。 13、CI-含量 HCl浓度 CaCO3 +2 HClCaCl2+ CO2 +H2O 氯化钙却极易溶于水,所以Cl-的浓度相对较大,其腐蚀影响大 得多。如果没有被及时排除,降低其浓度,将造成很大的腐蚀破 坏。在脱硫系统中Cl-是引起金属腐蚀和应力腐蚀的重要原 因。 14、脱硫塔的类型及结构 14、脱硫塔的类型及结构 为了保证较高的脱硫效率,同时防止结垢和堵塞,要求脱硫塔具 有持液量大,气液间相对速度高,较大的气液接触面积,吸收区 长,气液接触时间长 ,内部构件少,压降小等特点。 15、脱硫装置的可利用率 指脱硫装置每年正常运行时间与发电机组每年总运行时 间的百分比。 A B-C 可用率 = x100% A A：发电机组每年的总运行时间，h B:脱硫装置每年因脱硫系统故障导致的停运时间,h C:脱硫装置强迫降低出力等效停运时间
