介紹玻璃鋼煙氣脫硫的石灰石干式直噴法-潤泰

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石灰石干式直噴法

熱化學

石灰石直接噴射進鍋爐的停留時間短暫，因此在硫氧化物脫除過程中，必須要在很短的時間內進行煅燒、吸附和氧化三種不同的反應。可能涉及的化學反應有：

CaC03--- CaO+C〇2

Ca0+S02--- CaS〇3

CaC〇3+S〇2--- CaS〇3 +C〇2

4CaS〇3--- 3CaS〇4 +hCaS

在采用白云石時，其中的碳酸鎂還會發生下列反應：

MgC〇3 --- MgO+C〇2

石灰石噴人鍋爐高溫區時，首先受熱分解生成CaO和C02。該反應為吸熱反應

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煙氣中C02含量高時CaC03的分解溫度相應升高，例如煙氣中C02濃度為10%、溫度在750°C以上，CaC03才能分解。一般鍋爐煙氣中C02濃度在14%左右，因此CaC03的分解溫度約為765°C ,低于此溫度CaO會吸收C02再度變為CaC03。

白云石或白云石灰巖則不同，MgC03熱分解生成MgO和C02,其分解溫度遠較CaC03為低，僅約344°C。在鍋爐溫度下，CaC03直接與S02反應雖屬可能，但其反應推動力（負自由能變化）很低，可忽略不計，CaO與煙氣中的S02和02作用，生成CaS03或CaS04。但是生成CaS03的反應（Ca〇+S02#CaS03)在1038^左右逆向進行，煅燒溫度必須低于6501C左右，氣相中S02的平衡分壓才能低到滿足煙氣脫硫的要求。因此，要按照生成CaS04的反應進行(Ca0+S02+1/202---CaS04)。該反應的平衡常數K可按下式計算

lnK=-Gθ/RT

式中，Gθ為標準自由能，J/mol;R為氣體常數1.99; T為絕對溫度，K。

常壓時，[CaS04] = [CaO] = 1

在理論上，溫度低時，脫硫反應率高，不過溫度低反應速率慢，所以實際反應是在較高溫度下進行的，一般CaO的有效反應溫度為950?1100-C。但當溫度超過1160°C、S02的平衡濃度達到2860mg/m3時脫硫反應便不能進行。

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MgO與SO2反應的溫度較CaO的低，在O2含量為2.7%及相當于SO2平衡濃度為2860mg/m3時，反應溫度約為800℃，較CaO約低360℃。

Ca(OH)2與so2反應的溫度更低，在煙氣中含水分7.1%的情況下，Ca（OH）2在360℃時即分解，超過此溫度即轉變為CaO，因此ca(oh)2在高溫時與SO2的反應和CaO相同。

氧濃度高即過量空氣較多時，對脫硫反應有利，但不及溫度影響那樣顯著。

亞硫酸鈣的熱化學特性是：在600?1000°C，歧化反應變得很快，分解產物中含有亞硫酸鈣、硫酸鈣和硫化鈣；在l〇〇〇°C以上，分解產物主要是氧化鈣及少量硫酸鈣和元素硫。在髙溫時，在反應產物中出現硫化鈣，是煙氣脫硫不希望的產物。因為它與渣池中的水起反應，會產生硫化氫。但是，當煙氣中有氧存在，在鍋爐溫度下，大大有利于硫酸鹽的形成，而不利于硫化物的形成。

亞硫酸鎂與亞硫酸鈣不同：亞硫酸鎂以6個和3個結晶水的水合物形式存在。熱力學轉變溫度是40℃。60℃和100℃時分兩步失去三個結晶水分子；200℃時失去最后三個結晶水分子；300℃時顯著分解。分解產物中沒有MgS生成。在溫度升到500℃時，副反應生成硫酸鎂、硫代硫酸鎂和元素硫。溫度超過500℃，最終固體產物是硫酸鎂、元素硫和氧化鎂。

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在各種溫度下噴人石灰石和白云石的過程中,亞硫酸鈣和亞硫酸鎂均呈不穩定狀態。這種不穩定狀態，隨著溫度和氣氛而定；但是，Ca和Mg以及

它們的硫酸鹽、硫化物和氧化物等固體產物在熱力學上是穩定的。

另從Ca/Mg—S— 02體系的三維相圖可得出，在常規電廠煙氣的氧化氣氛中，Mgo在770?850°C以下能吸收S02形成MgS04,超過這個溫度范圍MgO穩定。而CaO在1150°C以下能吸收S02形成CaS04,超過這個溫度CaO是穩定相。因此1150°C是噴人石灰石脫硫過程的有利上限。

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