[科普中国]-石灰石一石膏烟气脱硫

石灰石-石膏烟气脱硫系统安装于燃烧锅炉烟道的末端、除尘系统之后，用石灰石(CaCO3)浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。石灰石-石膏烟气脱硫系统由石灰石浆制备系统、吸收系统、烟气再热系统、石膏脱水系统、废水处理系统等组成。1

工艺流程图1（1-锅炉；2-电力除尘器；3-待净化烟气；4-净化烟气；5-气-气换热器；6-吸收塔；7-持液槽；8-除雾器；9-氧化用空气；10-工艺过程用水；11-粉状石灰石；12-工艺过程用水；13-粉状石灰石储仓；14-石灰石中和剂储箱；15-水力旋流分离器；16-皮带过滤机；17-中间储箱；18-溢流储箱；19-维修用塔槽储箱；20-石膏储仓；21-溢流废水；22-石膏）为某电厂石灰石一石膏烟气脱硫装置流程图。1

由锅炉引风机来的热烟气经脱硫风机升压后，进入喷淋吸收塔进行脱硫。在吸收塔内，烟气与石灰石浆液逆流接触，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCl、HF也与浆液中的石灰石反应而被吸收。脱硫后的饱和烟气经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入烟囱。氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池(持液槽)，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏(CaS04·2H2O)。产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，视吸收塔浆池的液位高低决定将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水或将浆液送回吸收塔。1

系统组成石灰石-石膏烟气脱硫系统由石灰石浆制备系统、吸收系统、烟气再热系统、石膏脱水系统、废水处理系统等组成。1

1．石灰石浆制备系统石灰石浆制备系统的任务是向吸收塔提供合格的石灰石浆液，主要由石灰石粉储仓、石灰石粉计量器和输送装置、带搅拌的浆液罐、浆液泵等组成。如图2所示。石灰石粉由罐车运到料仓存储，然后通过给料机、计量器和输粉机送入浆液罐，与循环水配制成浓度为10%～15%的浆液，用灰浆泵送至吸收塔底槽。1

2．吸收系统吸收系统的主要设备是吸收塔，它是烟气脱硫设备的核心装置，系统在塔中完成对SO2(包括SO3)等有害气体的吸收。目前喷淋塔是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的主导塔型，其结构如图3所示。1

喷淋层设在吸收塔的中上部，每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成，其作用是将循环浆液进行细化喷雾。浆液循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层，为防止塔内沉淀物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏及喷嘴的堵塞，循环泵前都装有网格状不锈钢滤网(塔内)。1

氧化空气系统是吸收系统内的一个重要部分，其功能是氧化空气把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)氧化为硫酸钙并结晶生成石膏(CaSO4·2H20)。氧化空气通过氧化风机送入吸收塔。吸收系统还包括除雾器及冲洗设备。吸收塔内最上面的喷淋层上部设有除雾器，它主要用于分离由烟气携带的液滴。1

3．烟气再热系统烟气通过烟气脱硫系统洗涤后，温度降至50～60℃，已低于露点，为了增加烟囱排出烟气的扩散能力，减少可见烟团的出现，应对洗涤后的烟气进行再热。1

烟气再加热器通常有蓄热式和非蓄热式两种形式。蓄热式是利用未脱硫的热烟气加热已脱硫的冷烟气，统称GGH。蓄热式换热器又可分为回转式烟气换热器、板式换热器和管式换热器，均通过载热体或热介质将热烟气的热量传递给冷烟气。回转式换热器与电厂用的回转式空气预热器的工作原理相同。板式换热器中，热烟气与冷烟气逆流或交叉流动，热交换通过薄板进行。管式加热器是通过中间载体水将热烟气的热量传递给冷烟气，用于年满负荷运行在4000～6500h的脱硫装置。1

非蓄热式换热器通过蒸汽、天然气等将冷烟气重新加热，又分为直接加热和间接加热。直接加热是燃烧加热部分冷烟气，然后冷热烟气混合达到所需温度；间接加热是用低压蒸汽(p≥2×10Pa)通过热交换器加热冷烟气。这种加热方式投资省，但能耗大，使用于脱硫装置年运行时间4000～6500h的脱硫装置。1

4．石膏脱水系统石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带过滤等关键设备。水力旋流器为石膏浆液的一级脱水设备，浆液切向进入水力旋流器的入口，使其产生环形运动。粗大颗粒汇集在水力旋流器的周边，而细小颗粒则汇集在中心。已澄清的液体从上部区域溢出(溢流)；而增稠浆液则在底部流出(底流)。真空过滤机是将经一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上。脱水后的石膏储存在石膏库内，可作为制造墙板或水泥的材料而出售。1

5．废水处理系统对于废水的处理，不同的电厂有不同的系统。传统的废水处理系统是，先在废水中加入石灰沉积氟化物，然后加氢氧化钠在高pH值下除去重金属。过滤沉淀物和固体悬浮物，在进行pH值调节后排出处理后的水。1

特点(1)脱硫效率高达95%以上，有利于地区和电厂实行总量控制。

(2)技术成熟，设备运行可靠性高(系统可利用率达98%以上)。

(3)单塔处理烟气量大，SO2脱除量大。

(4)适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫。

(5)对锅炉负荷变化的适应性强(30%～100%额定蒸发量)。 ．

(6)设备布置紧凑，减少了场地需求。

(7)处理后的烟气含尘量大大减少。

(8)吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得。

(9)脱硫副产物(石膏)便于综合利用，经济效益显著。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学