1、石灰法脱硫机理

石灰法脱硫是一个典型的化学吸收过程，包括如下步骤：

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、工艺流程介绍

由于烟气中的二氧化硫含量非常高，系统运行压力非常大，因此整套脱硫系统分为两大阶段，一是吸收段，由一级脱硫塔、二级脱硫塔、三级脱硫塔、制浆池、浆液泵、泥浆泵、脱硫石膏脱水装置、工艺水箱、工艺水泵组成，配套相关管线、阀门及仪表。二是除雾除尘段，由净化塔、排烟筒等组成，配套相关管线、阀门及仪表，具有较强的除雾和除尘的能力。

烟气通过引风机引入一、二级脱硫塔内，在脱硫的同时对烟气进行降温。每层喷淋都由独立的供液管道连接，每个供液管道上均由泥浆专用阀门控制，随时可以将各层喷淋层启停，并配有压力表，随时监控喷淋层的工作状态。在三脱硫塔内，经过浆液喷淋层进一步脱硫后，此时烟气中的二氧化硫含量将达到设计的排放浓度，进入净化塔。净化塔由旋流板式除雾器、冲洗层组成，经过净化之后达标的烟气经由烟囱排出。整套脱硫装置主要是将烟气的工艺距离增加，使得烟气经过多级的脱硫处理后，达到排放标准。在运行过程中，可以根据烟气的实际情况，调整浆液喷淋层的工作层数，这样能够有效地节约运行成本，同时还能延长喷淋层的使用寿命。

3、工艺原理

当吸收剂通过喷嘴雾化喷入烟气时，吸收液分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴在与烟气逆流接触时SO2被吸收。这样，SO2在吸收区被吸收，吸收剂的氧化和中和反应在吸收塔底部的储液区完成并***终形成石膏。

为了维持吸收剂恒定的pH值并减少石灰耗量，吸收塔内的吸收剂被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动。

收塔中的SO2的脱除原理如下：

烟气中的SO2与浆液中氢氧化钙发生反应，生成亚硫酸钙：

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2+SO2+H2O → CaSO3·½H2O+½H2O+CO2                            (1)

通过烟气中的氧气和亚硫酸氢根的中间过渡反应，部分的亚硫酸钙转化成石膏：

CaSO3 · ½H2O + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2 + ½H2O                (2)
Ca(HSO3) 2 +½O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O                (3)

吸收塔浆液池中剩余的亚硫酸钙通过由氧化风机鼓入的空气发生氧化反应，生成硫酸钙。在该反应过程中直接的氧化是次要的，而主要是通过亚硫酸氢根与氧气的反应完成：

Ca(HSO3) 2 +½O2 +2H2O → CaSO4 · 2H2O + SO2 + H2O               (4)

当然，也有其他的反应，如：三氧化硫，氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反应，反应生成石膏和氯化钙和/或氟化钙化合物：

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

吸收塔浆液池中的pH值通过加入石灰石浆液来控制，在吸收塔浆液池中的反应需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶（CaSO4·2H2O）。

氧化风机用以向吸收塔浆池提供足够的氧气，以便于石膏的形成。氧化空气通过喷管分布到吸收塔浆液池中。

4、脱硫性能技术指标

1、设计应能满足烟气量80%-120%的范围（二氧化硫总量不变）内变化时各种工况下仍可正常运行且保证脱硫效率和排放指标；

2、脱硫塔出口烟气SO2≤100 mg/m3；

3、脱硫塔入口烟气含尘量≤50mg/m3时，出口含尘量：≤30mg/m3；

4、自动控制

（1）脱硫系统采用DCS自动控制系统；

5、脱硫设备主体与生产设备主体内部采用耐酸碱、耐高温、耐磨损的材料制作；主体寿命≥10年；

6、石膏满足烟气脱硫石膏JC/T2074-2011 标准中三级石膏的技术要求。

（1）含水率：≤12%；

（2）二水硫酸钙（干基）：≥85%。

（3）二水亚硫酸钙（干基）：≤1%。

5、工艺系统组成

脱硫系统主要包括烟气系统、SO2吸收系统、制浆系统、工艺水系统、副产物处理系统、事故排放系统、电气控制仪表系统等。

 6、工程业绩

葫芦岛兴达冶炼厂  25000m³/h，浓度40000mg/m³焙烧烟气石灰石膏脱硫系统

嵩县金元有色金属材料加工有限公司  20000m³/h，浓度40000mg/m³焙烧烟气石灰石膏脱硫系统

洛阳龙泉电力有限公司  2*660MW发电机组石灰石膏法脱硫技改

高密光大铁合金有限公司  26000m³/h，浓度40000mg/m³焙烧烟气石灰石膏脱硫系统

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