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锅炉脱硫除尘的原理及影响

发布日期:2019-02-18 14:46点击:

    石灰石浆液洗涤系统的化学性能可以用SO2的脱除效率和无结垢的运行程度表示。一个给定的系统的设计,必须考虑到它能在特定的O2和SO2气体浓度的范围内以及在由烟气、飞灰和补充所含杂质中来的氯或硫酸盐积聚的特定程度上运行。重要的化学设计变量有:磨碎的石灰石的性质、EHT的体积、浆液的含固量以及任选的工艺,如强制氧化、双回路洗涤等。其他变量有:液-气比(L/G)、石灰石利用率及可溶解的碱性添加剂、缓冲添加剂和氧化抑制剂/催化剂等的浓度。

  石灰石的溶解

  在洗涤塔和EHT内均会发生石灰石的溶解。理想的状态是约有一半的石灰石能在洗涤塔内溶解,从而使SO2脱除率和PH值大化但又防止CaSO3结垢。在实际中,洗涤塔已溶解的那部分是随未反应过的石灰石浆液的量而变化的。当有大量过剩石灰石时,几乎所有的溶解都发生在洗涤塔内。当过剩石灰石未几时,多数石灰石在EHT内溶解。

  平衡

  当有大量过剩石灰石或有一个巨大的EHT时,EHT内的溶液会与CaCO3平衡,如下式所示:

  CaCO3(固)+2H→Ca+++CO2+H20

  aH + =K[Ca++]0.5/Pco2 0.5

  平衡时的PH值取决于已溶解的钙离子浓度以及溶液上面的CO2平衡分压。由于已溶解的钙因下式而还原,顾CaCL2的积聚趋向于给出较低的PH值:

  CaSO4(固) ←→Ca+++SO4=

  石灰石在EHT或罐中溶解所产生的CO2通常会被洗涤塔内的烟气脱硫技术从溶液中剥离出来。除非CO2蒸汽的压力大于1个大气压,否则几乎没有CO2会从EHT中开释出来。进进EHT的溶液也许已在烟气的条件达到SO2的饱和状态。当CaCO3在EHT内溶解时,CO2就积聚在EHT内的溶液中。这样,EHT内平衡的CO2会压就取决于石灰石溶解在EHT内的量。所吸收的SO2量以及每次通过洗涤塔所溶解的石灰石。因此,EHT出口的平衡PH值趋于较低值。这是由于较少的过剩石灰石,较低的液体循环速度或较高的SO2气体浓度。Ca离子浓度和CO2会压的组合作用会导致EHT内的平衡PH值达到5.5~6.5。

  PH值和过剩石灰石的影响

  洗涤溶液的PH值经常是所脱除HSO3—-和SO3=浓度的一个直接指示器。由于溶液有与CaCO3固体想平衡的趋向:可能通过溶解,也可能通过结晶;因此HSO3—-的浓度大致上因这种平衡而与PH值相关联:

  CaSO3(固)+H+←→Ca2++HSO3—

  [HSO3— ]= K[H+]/[Ca++]

  由于系统内任何一点上的较低PH值总是给出较高的HSO3—,它会阻止水解反应,因而也叫降低了改进因子和SO2的脱除。

  洗涤塔进口处的PH值也是一个过剩石灰石的显示器:高的PH值显示出更多的过剩CaCO3。当溶液通过洗涤塔时,PH值的下降取决于石灰石溶解并使溶液碱性得到补充的程度。有大量过剩CaCO3时,整个洗涤塔内保持较高的PH值和低的HSO3—浓度;而当过剩CaCO3未几时,PH值就下降,HSO3—浓度就增加,由于SO2被吸收了。在没有CaCO3未几时,CaSO3会溶解并使HSO3—的浓度更大:

  CaSO3+SO2+H2O→Ca2++2HSO3—

  一般,SO3=的浓度不是PH值的函数,由于它趋向于被平衡所控制:

  CaSO3(固)←→Ca2++SO3=

  然而,在PH值较高时,CaSO3趋向于在洗涤塔内结晶,从而使SO3= 浓度较高;当PH值低时,CaSO3趋向于溶解,需要较低的SO3= 浓度。