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，是目前應用最廣、技術最成熟的方法。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粉，以便與煙氣中的二氧化硫（SO?）充分反應。

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)生化學反應，生成亞硫酸鈣（CaSO?）。

4. 氧化處理通過鼓入空氣，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95%以上，同時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。但是很多時候由于工藝運行及脫水設備問題造成石膏脫水困難，影響系統(tǒng)正常運行及石膏再利用。以下主要從石膏漿液的工藝運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和再經(jīng)強制氧化及脫水后所得的副產(chǎn)品稱為煙氣脫硫石膏。控制火電廠脫硫石膏含水率先從石膏漿液入手，控制石膏漿液達到國家標準要求的石膏品質，應從以下幾方面來展開。

1. 石膏結晶     

煙氣中的SO2與溶解的石灰石中的Ca2+反應后生成半水亞硫酸鈣，再用空氣中的氧氣強制氧化為硫酸鈣，隨著反應的不斷進行，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。而后晶種不斷地長大形成石膏晶體，也就是二水硫酸鈣。而影響石膏結晶的主要因素有以下幾項：

(1) 石膏結晶溫度

研究表明，溫度小于40℃時，隨著溫度的降低，二水亞硫酸鈣的溶解度逐漸下降。當溫度大于66℃時，二水石膏將脫水成為無水石膏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)的結垢。

(2) 石膏結晶時間     

石膏結晶時間過短，則生成的石膏顆粒過小，不易脫水，如果結晶時間過長，則生成針狀或者層狀的晶體，如果進一步向片狀、簇狀或花瓣形發(fā)展，其黏性大難以脫水，一般結晶時間控制再16小時左右。石膏結晶時間延長方式：1)提高吸收塔內(nèi)的液位，讓漿液達到脫水密度的時間變長，延長石膏的結晶時間。2)提高吸收塔內(nèi)漿液的密度，實際上也是在變相地延長石膏的結晶時間。3)對吸收塔內(nèi)的石膏漿液進行徹底拋棄，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) 控制石膏的相對過飽和度

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

在σ（過飽和度）>0(0.1左右)的情況下，現(xiàn)有的晶體繼續(xù)長大，同時生成新的晶種。

當σ達到一定值時，晶種生成速率會突然迅速加快，產(chǎn)生許多新顆粒(均勻晶種)，使得單個結晶顆粒比較小，此時就可能生成細顆粒的石膏;

另外，在相對過飽和度較高的情況下，晶體的增大主要集中在尖端，使其結晶趨向于生成針狀或層狀結構。采用石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝時，漿液中石膏的相對過飽和度一般維持在0.20~0.30(即飽和度為1.20~1.30)

(6) 漿液的PH值控制

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

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