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探討改善脫硫石灰石粉品質(zhì)的方法

一、石灰石粉在濕法脫硫系統中的作用

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應劑,與煙氣中的SO2發(fā)生反應生成亞硫酸鈣(CaSO3),亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進(jìn)一步反應生成硫酸鈣(CaSO4)。其在吸收塔內的反應過(guò)程如下:

(一)煙氣中的SO2與漿液中碳酸鈣發(fā)生反應,生成亞硫酸鈣:

CaCO3 + SO2 + H2O →CaSO3·1/2H2O↓+ 1/2H2O + CO2

(二)通過(guò)煙氣中的氧氣和亞硫酸氫根的中間過(guò)渡反應,部分的亞硫酸鈣轉化成石膏(二水硫酸鈣):

CaSO3·1/2H2O + SO2 + H2O →Ca(HSO3)2 + 1/2H2O

Ca(HSO3)2 + 1/2O2 + 2H2O →CaSO4·2H2O↓+ SO2 + H2O

(三)吸收塔漿液罐中剩余的亞硫酸鈣通過(guò)由氧化風(fēng)機鼓入的空氣發(fā)生氧化反應,生成硫酸鈣。Ca(HSO3)2 + 1/2O2 + 2H2O→CaSO4 ·2H2O↓ + SO2 + H2O

從以上反應式可以看出,煙氣中SO2吸收的程度取決于煙氣與石灰石漿液混合的程度,暨與石灰石漿液霧化的效果、霧化的時(shí)間以及石灰石漿液的品質(zhì)有著(zhù)密切的關(guān)系。在漿液噴嘴層及噴嘴數量固定的前提下,漿液的PH值及漿液品質(zhì)起到?jīng)Q定性的作用。

二、石灰石的特性及組成成分

用于脫硫系統的石灰石中主要成分是碳酸鈣。純碳酸鈣為白色晶體或粉末,分子量為100.09,溶于酸而釋放出CO2,在以CO2飽和的水中溶解而成碳酸氫鈣,加熱到825℃左右分解為CaO和CO2。此外,石灰石中還含有一些雜質(zhì),這些雜質(zhì)會(huì )影響脫硫系統地性能和可靠性。

脫硫有效成分主要為可溶解或可消溶的碳酸鈣和碳酸鎂。SiO2會(huì )增加球磨機、漿泵、噴嘴和漿液管道的磨損,增加研磨能耗;惰性物質(zhì)會(huì )降低石膏純度,導致石灰石的反應活性下降。

三、衡量石灰石粉品質(zhì)的指標:

(一)粒徑(PSD)

是指細小顆粒物中各種粒徑的顆粒所占的比例。脫硫吸收劑細度多用PSD表示,即用某一篩號的篩網(wǎng)篩分石灰石粉,用過(guò)篩的質(zhì)量分數來(lái)表示石灰石粉的細度。

石灰石的PSD決定了石灰石溶解表面積,它影響吸收塔漿液池pH值與石灰石利用率之間的相互關(guān)系。如果將石灰石研磨的較細些,那么在維持吸收塔漿液相同pH值和相同脫硫效率的情況下,脫硫系統可以在一個(gè)較高的石灰石利用率的工況下進(jìn)行。如果采用粒徑較大的石灰石可以提高漿液池的pH值(即降低石灰石利用率)也可以達到相同的脫硫效率。因此,應比較研磨設備的投資、運行成本和改變石灰石利用率所引起的費用變化,依次來(lái)選擇石灰石好的粒徑分布。

目前,我國已投運的脫硫裝置中石灰石粉的細度多數采用250~325目, 百分之九十~百分之九十五通過(guò)的石灰石粉。

(二)可磨系數(BWI)

硬度是石灰石的一個(gè)重要特性,通常用BWI來(lái)表示。BWI越大,其硬度越高,越難磨,球磨機的能耗正比于BWI。石灰石研磨到一定細度時(shí)的能耗正比于BWI。

(三)石灰石的反應活性

表示石灰石在一種酸性環(huán)境中的轉化特性,是脫硫系統設計中的一個(gè)重要參數。決定石灰石反應活性的是石灰石種類(lèi)、物化特性和與其反應的酸性環(huán)境等。

(四)石灰石的純度

通常,用石灰石中CaCO3的質(zhì)量百分數表示石灰石的純度。含量應高于百分之九十,含量太低則會(huì )由于雜質(zhì)較多給運行帶來(lái)一些問(wèn)題,造成吸收劑耗量和運輸費用增加、石膏純度下降,對拋棄工藝還將增加固體物廢棄費用。

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