1．概述

目前，全世界投入實(shí)用且成熟的煙氣脫硫（FGD）技術(shù)不下幾十種，主要分為濕法、干法、半干法等幾大類，其中濕式鈣法（石灰石－石膏法）是當(dāng)前世界上技術(shù)最成熟、實(shí)用業(yè)績(jī)最多、運(yùn)行狀態(tài)最穩(wěn)定的脫硫工藝，應(yīng)用此類工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?5%，應(yīng)用的單機(jī)容量已超過(guò)1000MW。其脫硫副產(chǎn)物石膏的處理一般有拋棄和回收兩種方法，主要取決于市場(chǎng)對(duì)脫硫石膏的需求、石膏質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場(chǎng)地等因素。濕式工藝的缺點(diǎn)是需要充分考慮防腐問(wèn)題，設(shè)備投資較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，對(duì)占地和供水要求大，宜用于大中型機(jī)組或含硫量高的小型機(jī)組；干法、半干法的優(yōu)點(diǎn)是投資和占地較省，但效率一般低于濕法，對(duì)小型機(jī)組或含硫量較低的中型機(jī)組較為適合。

擁有濕式鈣法脫硫技術(shù)的公司較多，其反應(yīng)原理基本類似，主要工藝區(qū)別集中在吸收塔結(jié)構(gòu)的不同上，例如重慶珞璜電廠采用填料塔、廣東瑞明電廠采用單回路噴淋空塔，有的電廠采用雙回路噴淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于結(jié)垢堵塞問(wèn)題，已較少使用。各種類型的吸收塔各有特點(diǎn)，均有成功的業(yè)績(jī)，其中噴淋空塔采用霧化噴嘴，煙氣與吸收劑霧滴接觸，既可保證充分吸收，又無(wú)塔內(nèi)結(jié)垢堵塞之憂，故使用最為廣泛。

2脫硫塔的構(gòu)成

石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)（即脫硫塔或稱FGD系統(tǒng)）是一個(gè)完整的工藝系統(tǒng)，一般分成以下幾個(gè)分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。

脫硫塔的主要設(shè)備一般有導(dǎo)入煙道、旁路煙道、升壓（增壓）風(fēng)機(jī)、煙氣換熱器（GGH）、吸收塔及循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、除霧器、石灰石給料（粉倉(cāng)）系統(tǒng)、旋流器、真空泵、石膏脫水機(jī)、石膏排出泵、工藝水泵、罐、槽等。脫硫塔同時(shí)配置有電氣、熱控設(shè)備及DCS、消防及火災(zāi)報(bào)警等輔助系統(tǒng)。

除以上系統(tǒng)之外，石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)也包括一些電廠常規(guī)的如照明、給排水等系統(tǒng)，對(duì)于這些電廠常規(guī)系統(tǒng)，不在本教材敘述范圍之內(nèi)。

3脫硫塔的原料和產(chǎn)品

電廠煙氣脫硫是指：將電廠鍋爐排出至煙囪前的含二氧化硫（SO2）的煙氣,通過(guò)合理的工藝流程和可靠的設(shè)備,進(jìn)行凈化處理，除去其中絕大部分SO2,然后再排入大氣環(huán)境中。

石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝（濕法工藝）是指：利用石灰石（CaCO3）細(xì)粉和水按比例制成的混合漿液作為濕式反應(yīng)吸收劑，與煙氣中的SO2反應(yīng)，降低煙氣中SO2的含量，以減少其污染性，同時(shí)產(chǎn)生可以綜合利用的石膏（見參考流程圖和平面布置圖）。 

濕法工藝采用的石灰石脫硫吸收劑，價(jià)廉易得。先將石灰石破碎磨細(xì)成粉狀，然后直接與水混合攪拌制成吸收漿液；部分濕法工藝采用石灰(CaO)作吸收劑,吸收能力和吸收速度更強(qiáng)。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2溶于水，與漿液中的碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣,然后在塔底與鼓入的氧化空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去夾帶的細(xì)小液滴，經(jīng)煙氣換熱器加熱升溫后排入煙囪。

濕法工藝的唯一產(chǎn)品為石膏。系統(tǒng)中的石膏漿液經(jīng)排出泵抽出打入石膏脫水系統(tǒng)，脫水后回收成品石膏，同時(shí)借此維持吸收塔內(nèi)漿液密度。由于吸收漿的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率較高。

4脫硫反應(yīng)原理

石灰石－石膏濕法脫硫工藝脫硫過(guò)程的主要化學(xué)反應(yīng)為：（1）在脫硫吸收塔內(nèi)，煙氣中的S02首先被漿液中的水吸收，形成亞硫酸，并部分電離：

SO2 ＋ H2O   →    H2SO3     →   H＋ ＋HSO3－   →     2H＋ ＋SO32－

（2）與吸收塔漿液中的CaCO3細(xì)顆粒反應(yīng)生成CaSO3·1/2H2O細(xì)顆粒：

CaCO3 ＋ 2H＋      →     Ca2+ ＋ H2O ＋CO2 ↑

Ca2+ ＋ SO32-       →    CaSO3 ·1/2H2O↓＋ H＋

CaSO3 ·1/2H2O被鼓入的空氣中的氧氧化，最終生成石膏CaSO4·2H2O

HSO3－ ＋ 1/2 O2    →    H+ ＋SO42-

Ca2+ ＋ SO42- ＋ 2H2O  →     CaSO4·2H2O ↓

上述反應(yīng)中第一步是較關(guān)鍵的一步，即S02被漿液中的水吸收。根據(jù)S02的化學(xué)特性，S02在水中能發(fā)生電離反應(yīng)，易于被水吸收，只要有足夠的水，就能將煙氣中絕大部分S02吸收下來(lái)。

但隨著漿液中HSO3－和SO32－離子數(shù)量的增加，漿液的吸收能力不斷下降，直至完全消失。因此要保證系統(tǒng)良好的吸收效率，不僅要有充分的漿液量和充分的氣液接觸面積，還要保證漿液的充分新鮮。上述反應(yīng)中第二和三步其實(shí)是更深一步的反應(yīng)過(guò)程，目的就是不斷地去掉漿液中的HSO3－和SO32－離子，以保持漿液有充分的吸收能力，以推動(dòng)第一步反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。

 影響SO2脫除效率的參數(shù)和能耗

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