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供热公司石灰石膏法脱硫
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石灰石-石膏湿法脱硫反应原理 在烟气脱硫过程中，物理反应和化学反应的过程相对复杂，吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区三部分组成，在吸收塔浆池(氧化区和结晶区组成)和吸收区，不同的层存在不同的边界条件，现将最重要的物理和化学过程原理描述如下： (1)SO2溶于液体 在吸收区，烟气和液体强烈接触，传质在接触面发生，烟气中的SO2溶解并转化成亚硫酸。 SO2+H2O<===>H2SO3 除了SO2外烟气中的其他酸性成份，如HCL和HF也被喷入烟气中的浆液脱除。装置脱硫效率受如下因素影响，烟气与液体接触程度，液气比、雾滴大小、SO2含量、PH值、在吸收区的相对速度和接触时间。 (2)酸的离解 当SO2溶解时，产生亚硫酸，同时根据PH值离解： H2SO3<===>H++HSO3-对低pH值 HSO3-<===>H++SO32-对高pH值 从烟气中洗涤下来的HCL和HF，也同时离解： HCl<===>H++Cl-F<===>H++F- 根据上面反应，在离解过程中，H+离子成为游离态，导致PH值降低。浆液中H+离子的增加，导致SO2在浆液中的溶解量减少。因此，为使浆液能够再吸收SO2，必须清除H+离子。H+离子的清除采用中和的方式。 (3)中间产物的中和反应 使用能够溶于浆液的石灰石，同上述提到的离子发生如下反应： CaCO3(固体)<===>CaCO30(溶解) CaCO30(溶解)+2H+<===>Ca2++CO2+H2O Ca2+离子与溶解的酸发生反应： Ca2++2Cl-<===>CaCl2 Ca2++2F-<===>CaF2 Ca2++2HSO3-<===>Ca(HSO3)2 Ca2++SO32-<===>CaSO3 生成溶解的亚硫酸钙的反应，主要发生在吸收区上部，因为烟气中SO2含量的降低，使此区域内的浆液保持一个高的PH值，极大地降低了HSO3-的浓度，从而在进一步提高脱硫效率同时降低了在吸收区结垢的可能性。 在吸收区下部以及在氧化区是降低SO2浓度的主要区域，PH值较低。在此区域内，洗涤液含有少量的亚硫酸钙，但有更多的亚硫酸氢钙。 除了PH值和液气比外，脱硫效率还取决于上述中和反应的速度和石灰石溶解的速度。而石灰石溶解的速度取决于H+的浓度，而且随PH值的降低而加快。钙离子、氯离子和硫酸根离子对石灰石的溶解速度有负面影响。其中氯离子随烟气和工艺水进入吸收系统，钙离子由吸收浆液带入，而硫酸根离子由氧化溶解的亚硫酸根离子产生。浆液中氯离子浓度通过废水排放来控制。 (4)亚硫酸氢钙的氧化 一些已形成的亚硫酸氢钙，被浆液所含的氧在吸收区氧化。 HSO3-+0.5O2<===>SO42-+H+ 而剩余的亚硫酸氢根则在氧化区由浆池中大量空气所氧化。在此工艺中，PH 值主要控制在4.5～5.5，更多的H+离子按上述反应形成了。这些H+离子由浆液中过剩的石灰石所中和，其结果是生成了溶解的硫酸钙。 CaCO3+2H+<===>Ca2++H2O+CO2 SO42-+Ca2+<===>CaSO4 (5)反应产物的结晶 连续产生的硫酸钙导致溶液的过饱和，从而形成了石膏晶体。 CaSO4+2H2O<===>CaSO4˙2H2O 通过维持浆液中固体含量在80～180g/l的水平，石膏结晶的过程最优化，新生成的石膏在晶种上逐步长大成石膏晶体，所产生的副产品石膏从系统中排除。 |
