1、石灰法脫硫機理

石灰法脫硫是一個典型的化學吸收過程，包括如下步驟：

SO₂+H₂O →H₂SO₃

H₂SO₃ →H⁺+HSO₃^-

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ → Ca²⁺+2OH^-

Ca²⁺+HSO₃^-+1/2H₂O →CaSO₃·1/2H₂O+H⁺

SO₃^2-+1/2 O₂ →SO₄^2-

HSO₃^-+1/2 O₂ →SO₄^2-+H⁺

Ca²⁺+SO₄^2-+2H₂O →CaSO₄·2H₂O

H⁺+OH^- →H₂O

2、工藝流程介紹

由于煙氣中的二氧化硫含量非常高，系統運行壓力非常大，因此整套脫硫系統分為兩大階段，一是吸收段，由一級脫硫塔、二級脫硫塔、三級脫硫塔、制漿池、漿液泵、泥漿泵、脫硫石膏脫水裝置、工藝水箱、工藝水泵組成，配套相關管線、閥門及儀表。二是除霧除塵段，由凈化塔、排煙筒等組成，配套相關管線、閥門及儀表，具有較強的除霧和除塵的能力。

煙氣通過引風機引入一、二級脫硫塔內，在脫硫的同時對煙氣進行降溫。每層噴淋都由獨立的供液管道連接，每個供液管道上均由泥漿專用閥門控制，隨時可以將各層噴淋層啟停，并配有壓力表，隨時監控噴淋層的工作狀態。在三脫硫塔內，經過漿液噴淋層進一步脫硫后，此時煙氣中的二氧化硫含量將達到設計的排放濃度，進入凈化塔。凈化塔由旋流板式除霧器、沖洗層組成，經過凈化之后達標的煙氣經由煙囪排出。整套脫硫裝置主要是將煙氣的工藝距離增加，使得煙氣經過多級的脫硫處理后，達到排放標準。在運行過程中，可以根據煙氣的實際情況，調整漿液噴淋層的工作層數，這樣能夠有效地節約運行成本，同時還能延長噴淋層的使用壽命。

3、工藝原理

當吸收劑通過噴嘴霧化噴入煙氣時，吸收液分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴在與煙氣逆流接觸時SO2被吸收。這樣，SO2在吸收區被吸收，吸收劑的氧化和中和反應在吸收塔底部的儲液區完成并***終形成石膏。

為了維持吸收劑恒定的pH值并減少石灰耗量，吸收塔內的吸收劑被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環泵不停地攪動。

收塔中的SO2的脫除原理如下：

煙氣中的SO2與漿液中氫氧化鈣發生反應，生成亞硫酸鈣：

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+SO2+H2O → CaSO3·?H2O+?H2O+CO2                            (1)

通過煙氣中的氧氣和亞硫酸氫根的中間過渡反應，部分的亞硫酸鈣轉化成石膏：

CaSO3 · ?H2O + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2 + ?H2O                (2)
Ca(HSO3) 2 +?O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O                (3)

吸收塔漿液池中剩余的亞硫酸鈣通過由氧化風機鼓入的空氣發生氧化反應，生成硫酸鈣。在該反應過程中直接的氧化是次要的，而主要是通過亞硫酸氫根與氧氣的反應完成：

Ca(HSO3) 2 +?O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O               (4)

當然，也有其他的反應，如：三氧化硫，氯化氫和氫氟酸與碳酸鈣的反應，反應生成石膏和氯化鈣和/或氟化鈣化合物：

CaCO3 + SO3 + 2H2O → CaSO4·2H2O+CO2                                 (5)
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2                                       (6)
CaCO3 + 2HF → CaF2+H2O+CO2                                              (7)

吸收塔漿液池中的pH值通過加入石灰石漿液來控制，在吸收塔漿液池中的反應需足夠長的時間以使石膏能產生良好的石膏結晶（CaSO4·2H2O）。

氧化風機用以向吸收塔漿池提供足夠的氧氣，以便于石膏的形成。氧化空氣通過噴管分布到吸收塔漿液池中。

4、脫硫性能技術指標

1、設計應能滿足煙氣量80%-120%的范圍（二氧化硫總量不變）內變化時各種工況下仍可正常運行且保證脫硫效率和排放指標；

2、脫硫塔出口煙氣SO2≤100 mg/m3；

3、脫硫塔入口煙氣含塵量≤50mg/m3時，出口含塵量：≤30mg/m3；

4、自動控制

（1）脫硫系統采用DCS自動控制系統；

5、脫硫設備主體與生產設備主體內部采用耐酸堿、耐高溫、耐磨損的材料制作；主體壽命≥10年；

6、石膏滿足煙氣脫硫石膏JC/T2074-2011 標準中三級石膏的技術要求。

（1）含水率：≤12%；

（2）二水硫酸鈣（干基）：≥85%。

（3）二水亞硫酸鈣（干基）：≤1%。

5、工藝系統組成

脫硫系統主要包括煙氣系統、SO2吸收系統、制漿系統、工藝水系統、副產物處理系統、事故排放系統、電氣控制儀表系統等。

 6、工程業績

葫蘆島興達冶煉廠  25000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統

嵩縣金元有色金屬材料加工有限公司  20000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統

洛陽龍泉電力有限公司  2*660MW發電機組石灰石膏法脫硫技改

高密光大鐵合金有限公司  26000m3/h，濃度40000mg/m3焙燒煙氣石灰石膏脫硫系統

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