玻璃鋼脫硫塔 石灰石濕式洗滌法工藝-潤泰

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石灰/石灰石濕式洗滌法

本工藝主要分為淤渣拋棄法和石膏回收法，其主要差別在于回收法中有強制氧化工藝，副產(chǎn)物為二水石膏。

(一）化學反應(yīng)機理

石灰/石灰石洗滌工藝的化學過程是很復雜的，總的反應(yīng)是S02同CaO或CaC03起作用，生成亞硫酸鈣，部分則氧化成硫酸鈣。在料漿內(nèi)，如存在MgO或MgC03時，也可以發(fā)生類似的反應(yīng)，或以Mg(OH)2的形式沉淀下來。

在吸收塔內(nèi)進行的反應(yīng)可假設(shè)為①S02吸收；②S02水合為h2so3 (也可用S02 ?xH20表示）；H2S〇3中的亞硫酸根離子與碳酸鈣或氫氧化鈣中的鈣離子的反應(yīng)。

美國雷迪安公司曾進行了石灰洗滌化學的深人研究。該公司先假定關(guān)鍵性物質(zhì)包括石灰（石灰石）中的鈣和鎂f氣體中的C〇2、S02、02和NOz,飛灰中的Na、K、C1等。并且進一步假定，這些物質(zhì)能在溶液中相互作用，生成41種以上的中性和離子物質(zhì)，以及7種固體物質(zhì)。

離子反應(yīng)（共22種）表明各種個體離子變成離子對，例如：

Ca2++ HC0- 3 — CaHC0- 3

Ca2++C〇2 3-—CaHCOs

Mg2++S〇2 4-—MgSO4

H++HSO- 3 —-H2S03

也考慮了液-固和氣-液平衡。

CaC03(固)---Ca2++CO2 3_

CaS04(固)---Ca2+ +S〇2 4-

CaS03(固）---Ca2++S〇r

Ca(OH)2(固）Ca2++20H-

Mg(OH)2(固)---Mg2++20H-

MgC03(固)—Mg2++C〇2 3-

S02(氣）+H2O---H2SO3

C02(氣）+ H2O---H2co3

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石灰/石灰石洗滌法采用封閉循環(huán)，因而在洗滌器中循環(huán)液或料漿內(nèi)溶解的鹽類含量會積聚起來，這時溶解物的濃度應(yīng)按活度來考慮。根據(jù)文獻資料提供的平衡常數(shù)、溶度積、溶解度和活度（其中CaS03和MgS03的離解常數(shù)由實驗測得），建立了一組包括離子反應(yīng)和固液平衡的28個方程式。這些方程式當然也適用于飽和溶液。

最后，建立電子中和方程式（陽離子濃 度之和等于 陰離子濃度之和），得 到一組 36個方程 式 和 3 6 個 未 知 數(shù) 。 編 制 成 一 套 電 子 計 算 機 程 序 ， 即 雷 迪 安 程 序 ， 并 列 人 UNIVAC (通用電子計算 機）1 108數(shù)字計 算機 的公式變 換器 V 中，可按任一 已知主要物質(zhì)的輸人量，求解這些方程式。

雷迪安 程 序 不 僅 用 來 闡 明 系 統(tǒng) 的 化 學 平 衡 反 應(yīng) ， 而 且 可 用 來 在 已 知 洗 滌 器 條件下，計算溶 液 或 料 漿 的 組 成 。 研 究 成 果 在 石 灰 石 洗 滌 化 學 方 面 得 出 如 下 結(jié) 論 ： ① 典 型 溶 液 的 5 0 2 平 衡壓 力 是 低 的 ， 即 使 pH 值 低 到 4 . 0 , 仍 足 以 使 S 0 2 吸 收 良 好 ； ② 離 子 強 度 （ 溶 解 鹽 類 電 離 部 分的濃度）對于 Ca 、 Mg 進人溶液的濃度是重要的因素，最佳離子強度約為0.7 mol /1000 g ；③ 亞硫酸鹽的氧化程度影響 S 0 2 的平衡蒸氣壓力，從 S 0 2 吸收角度來看，有一個最佳范圍；④ 在 某 些 情 況 下 ， 洗 滌 系 統(tǒng) 中 形 成 的 固 態(tài) 含 Mg物 質(zhì) ， 多 半 是 Mg(OH) 2 ,而 不 是 MgS0 3 或MgS0 4 。

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本工藝存在的最大問題是硫酸鈣的結(jié)垢，主要是石膏晶種附著在洗滌塔的內(nèi)壁及塔柵上，并在此 成長 結(jié)晶。 為了防 止硫酸鈣 的結(jié)垢，在 洗滌過 程中應(yīng)控制 亞硫酸鹽的氧化率在20%以下，使溶液中硫酸鈣濃度處于不飽和狀態(tài)，從而抑止硫酸鈣的結(jié)垢。關(guān)于石灰石的含 鎂量，一 種 認 識 是為了減少固體副產(chǎn)品含有可溶性鎂鹽，應(yīng)該降低石灰石的含鎂量。另一種認識是如果鎂對 S 0 2 的吸收有利，則可以采用。

美國德雷沃公司（DravoCorp .)的石灰- 氧化鎂洗滌法煙氣脫硫，即采用含Ca(OH)和MG(OH)2的混合料漿作為吸收劑。按照溶度積常數(shù)，亞硫酸鎂的溶解度約為亞硫酸鈣的630倍。這意味著在溶液中亞硫酸鈣和亞硫酸鎂達到飽和以前，亞硫酸根離子活度較傳統(tǒng)濕式洗滌系統(tǒng)中的大 6 30倍。這樣的洗滌液中含有較高的亞硫酸根活度，大大改善了吸收 S 0 2 的效率。其主要吸收反應(yīng)如下：

S02+ H20+S〇2 3-----2HS〇- 3

亞硫酸根活度的大量增加，還有減少鈣離子濃度的作用。石膏的溶解度大于亞硫酸鈣的溶解度很多，即使是略為降低鈣離子濃度，就足以防止石膏飽和。所以石灰-氧化鎂法可以在石膏未達飽和狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，從而防止了石灰/石灰石濕式洗滌系統(tǒng)固有的結(jié)垢通病。

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