石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程
如下图的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的工艺流程图。
图一常见的脱硫系统工艺流程
图二无增压风机的脱硫系统
如上图所示引风机将除尘后的锅炉烟气送至脱硫系统，烟气经增压风机增压后(有的系统在增压风机后设有GGH换热器，我们一、二期均取消了增压风机，和旁路挡板，图二)，进入脱硫塔，浆液循环泵将吸收塔的浆液通过喷淋层的喷嘴喷出，与从底部上升的烟气发生接触，烟气中SO2的与浆液中的石灰石发生反应，生成CaSO3，从而除去烟气中的SO2。经过净化后的烟气在流经除雾器后被除去烟气中携带的液滴，最后从烟囱排出。反应生成物CaSO3进入吸收塔底部的浆液池，被氧化风机送入的空气强制氧化生成CaSO4，结晶生成石膏。石灰石浆液泵为系统补充反应消耗掉的石灰石，同时石膏浆液输送泵将吸收塔产生的石膏外排至石膏脱水系统将石膏脱水或直接抛弃。同时为了防止吸收塔内浆液沉淀在底部设有浆液搅拌系统，一期采用扰动泵，二期采用搅拌器。
石灰石-石膏湿法脱硫反应原理
在烟气脱硫过程中，物理反应和化学反应的过程相对复杂，吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区三部分组成，在吸收塔浆池(氧化区和结晶区组成)和吸收区，不同的层存在不同的边界条件，现将最重要的物理和化学过程原理描述如下：
(1)SO2溶于液体
在吸收区，烟气和液体强烈接触，传质在接触面发生，烟气中的SO2溶解并转化成亚硫酸。
SO2+H2O<===>H2SO3
除了SO2外烟气中的其他酸性成份，如HCL和HF也被喷入烟气中的浆液脱除。装置脱硫效率受如下因素影响，烟气与液体接触程度，液气比、雾滴大小、SO2含量、PH值、在吸收区的相对速度和接触时间。
(2)酸的离解
当SO2溶解时，产生亚硫酸，同时根据PH值离解：
H2SO3<===>H++HSO3-对低pH值
HSO3-<===>H++SO32-对高pH值
从烟气中洗涤下来的HCL和HF，也同时离解：
HCl<===>H++Cl-F<===>H++F-
根据上面反应，在离解过程中，H+离子成为游离态，导致PH值降低。浆液中H+离子的增加，导致SO2在浆液中的溶解量减少。因此，为使浆液能够再吸收SO2，必须清除H+离子。H+离子的清除采用中和的方式。
(3)中间产物的中和反应
使用能够溶于浆液的石灰石，同上述提到的离子发生如下反应：
CaCO3(固体)<===>CaCO30(溶解)
CaCO30(溶解)+2H+<===>Ca2++CO2+H2O
Ca2+离子与溶解的酸发生反应：
Ca2++2Cl-<===>CaCl2
Ca2++2F-<===>CaF2
Ca2++2HSO3-<===>Ca(HSO3)2
Ca2++SO32-<===>CaSO3
生成溶解的亚硫酸钙的反应，主要发生在吸收区上部，因为烟气中SO2含量的降低，使此区域内的浆液保持一个高的PH值，极大地降低了HSO3-的浓度，从而在进一步提高脱硫效率同时降低了在吸收区结垢的可能性。
在吸收区下部以及在氧化区是降低SO2浓度的主要区域，PH值较低。在此区域内，洗涤液含有少量的亚硫酸钙，但有更多的亚硫酸氢钙。
除了PH值和液气比外，脱硫效率还取决于上述中和反应的速度和石灰石溶解的速度。而石灰石溶解的速度取决于H+的浓度，而且随PH值的降低而加快。钙离子、氯离子和硫酸根离子对石灰石的溶解速度有负面影响。其中氯离子随烟气和工艺水进入吸收系统，钙离子由吸收浆液带入，而硫酸根离子由氧化溶解的亚硫酸根离子产生。浆液中氯离子浓度通过废水排放来控制。
(4)亚硫酸氢钙的氧化
一些已形成的亚硫酸氢钙，被浆液所含的氧在吸收区氧化。
HSO3-+0.5O2<===>SO42-+H+
而剩余的亚硫酸氢根则在氧化区由浆池中大量空气所氧化。在此工艺中，PH值主要控制在4.5～5.5，更多的H+离子按上述反应形成了。这些H+离子由浆液中过剩的石灰石所中和，其结果是生成了溶解的硫酸钙。
CaCO3+2H+<===>Ca2++H2O+CO2
SO42-+Ca2+<===>CaSO4
(5)反应产物的结晶
连续产生的硫酸钙导致溶液的过饱和，从而形成了石膏晶体。
CaSO4+2H2O<===>CaSO4˙2H2O
通过维持浆液中固体含量在80～180g/l的水平，石膏结晶的过程最优化，新生成的石膏在晶种上逐步长大成石膏晶体，所产生的副产品石膏从系统中排除。
整个脱硫塔的反应可以变为如下一张图
石灰石-石膏湿法脱硫主要系统
1.系统构成
石灰石-石膏湿法脱硫系统包括以下几个系统：烟气系统、吸收塔系统及氧化空气系统、石灰石上料及浆液制备系统、石膏脱水及废水系统、工艺水系统、电气及热控系统组成
1.1烟气系统
烟气系统主要包括烟道及各膨胀节、如设有增压风机还有风机挡板等，、如设有GGH烟气换热器还包括有GGH换热器及其辅助系统。另外现在的脱硫系统已取消旁路挡板，当系统发生故障时为了保证脱硫系统的安全，在脱硫烟道入口还设有事故喷淋降温系统。锅炉烟气进入吸收塔系统。烟气经过风机加压后进入吸收塔反应后从烟囱排入大气;当脱硫系统发生故障或系统无法继续运行时，在锅炉正常停运前，烟道上的事故喷淋系统启动，确保脱硫设备的安全。
1.2.吸收塔及氧化空气系统
吸收塔系统是整个脱硫系统的核心。主要包括设备浆液循环泵、氧化风机，扰动系统(搅拌器或扰动本)、石膏浆液排出泵。吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区组成。在吸收塔的吸收区，烟气与浆液接触发生反应烟气中的SO2和其他有害气体和粉尘被除去。在吸收塔浆液池中，亚硫酸钙被鼓入的氧化空气氧化生成CaSO4。同时氧化生成CaSO4结晶生成石膏，通过石膏浆液输送泵排出吸收塔送去石膏脱水系统，同时新鲜的石灰石浆液加入浆池，补充系统反应消耗掉的石灰石。
1.3.石灰石上料及浆液制备系统
石灰石上料及浆液制备系统主要是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。球磨机分干式磨和湿式磨两种，干式磨能耗大，运行噪声大，所以电厂一般采用湿式磨。主要设备有湿式球磨机、振动给料机、斗式提升机、仓顶皮带机、石灰石浆液箱、石灰石浆液输送泵。石灰石原料要求直径不大于20mm，由振动给料机→斗式提升机→仓顶皮带输送机送入石灰石贮仓，再由称重给料机送入湿式球磨机，磨制好的石灰石浆液通过磨机浆液再循环泵送入旋流站，合格的浆液送至石灰石浆液箱，由石灰石浆液输送泵送至吸收塔，补充因与SO2反应而消耗了的吸收剂。
1.4.石膏脱水及废水系统
石膏脱水及废水系统是处理脱硫副产物的系统。主要设备包括真空皮带脱水机、石膏浆液输送泵(如设有)、废水泵、滤液水泵及相应的浆液箱罐。吸收塔浆池中产生的石膏由石膏浆液排出泵送入石膏旋流器浓缩，其溢流至滤液水箱，含固量为45%~60%的底流直接进入真空皮带机或送入石膏浆液箱由石膏浆液输送泵送入真空皮带脱水机脱水，脱水后的产物为含水量不大于10%的石膏，由皮带输送机送入石膏库。脱硫装置浆液内的水在不断循环过程中，会富集重金属元素和CL–等，加快脱硫设备的腐蚀，影响石膏品质。为此，设置脱硫装置废水系统来将这些有害元素排出。
1.5工艺水系统
工艺水系统主要由工艺水箱、工艺水泵和除雾器冲洗水泵组成。工艺水泵主要提供吸收塔补水，石灰石浆液制备系统，石膏脱水系统，所有浆液输送泵、输送管路、浆液箱的冲洗水、氧化风机的冷却水及浆液泵的密封水和机封冲洗水。除雾器冲洗水泵主要提供除雾器冲洗，氧化空气管减温水。
1.6.电气及热控系统
脱硫电气系统主要由以下几个部分构成：脱硫6KV压配电设备、脱硫0.4KV力中心、保安系统、照明检修系统、220V蓄电池直流系统、UPS不停电系统、车间MCC等。热控系统一般包括测量仪表、信号，I/O卡件，DCS或PLC操作系统。其中操作系统具有自动调节、报警的功能，国外先的技术甚至能做到无人值守的功能。
(来源：微信公众号“除灰脱硫脱硝技术联盟”ID：dchlyxjs)
原标题：【零基础学脱硫】石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术工艺流程
