[发明专利]一种省去浆液制备系统的石灰石－石膏法烟气脱硫工艺

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂、工业锅炉及其他含二氧化硫的烟道气的二氧化硫脱出(Flue GasDesulfurizaiton，FGD)，尤其是采用石灰石、石灰为原料的湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺。

背景技术

含硫矿物及燃料燃烧时，排放的烟气中含有SO₂。典型例子是以煤和石油(一般是重油)为燃料的锅炉烟气以及有色和黑色金属冶炼的烧结机烟气。烟气脱硫目前归纳起来有三大类：(1)燃烧前脱硫，比如洗选脱硫、焦化脱硫和生物脱硫；(2)燃烧中脱硫，即炉内脱硫；(3)燃烧后烟气脱硫。目前，烟气脱硫是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO₂，并转化为硫的稳定化合物。烟气脱硫技术繁多，但是在当今世界上占主导地位是石灰石-石膏法。

石灰石-石膏法烟气脱硫技术是利用成本低廉，来源广泛的石灰石为吸收剂，经过浆液制备系统(通过破碎机和球磨机将石灰石制备成粒度小于300目，即小于45μm)制备成30％左右的浆液，再通过浆液循环泵输入吸收塔，与含SO₂的烟气接触反应，生成亚硫酸钙，最后通过鼓入空气在吸收塔的底部，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，经脱水制备得到石膏。总的反应如下：

CaCO3+SO2+2H2O+12O2=CaSO4·2H2O+CO2---(1)]]>

该技术的主要优点是：(1)脱硫效率高；(2)吸收剂利用率高，石灰石利用率一般达到95％以上；(3)设备运转率高，一般达到95％。“七五”期间，重庆珞璜电厂引进日本三菱重工的与2×360MW机组配套2套湿式石灰石/石膏法烟气脱硫技术和设备，率先建成了大型燃煤锅炉烟气脱硫示范工程，并于1992和1993年正式投入商业运转，系统脱硫率达95％，石膏纯度达90％以上。

但是现有的石灰石/石膏法烟气脱硫技术主要缺点是：投资大，运行费用高。由于石灰石在水中的溶解度很低，约50mg/l，脱硫效率受石灰石的溶解速率影响。为提高溶解速率，石灰石矿需要经过多级研磨，成为粒度为250-325目(60um-30um)的超细石灰石粉，与水混合配置成为1-30(wt)％的浆状液体(石灰石浆液)。根据美国Tennessee Valley Authority(TVA)的研究，石灰石块破碎到粗粒级210μm(70目)需要能耗是5-15kWh/t，而要通过球磨机磨到45μm(325目)需要的能耗是前者的3倍。因此磨矿能耗很高，而且球磨机投资高，占地面积也大。

发明内容

本发明提供一种省去破碎和球磨装置，同时烟气脱硫率和石灰石利用率不受影响的新型石灰石-石膏烟气脱硫工艺，实现石灰石-石膏法烟气脱硫的低投资、低运行成本，从而使该脱硫技术获得更广泛的运用。

本发明的构思：

将从石灰石矿运送来的石灰石不经过传统的破碎，球磨等工艺，而是直接倒入溶解浆液槽中，同时在浆液槽中加入浓度为0.2-10％(wt)的有机酸，石灰石在浆液槽中溶解反应(2)，直至完全变成有机酸钙溶液：

CaCO₃+HOOC-C_xH_y＝Ca(OOC-C_xH_y)₂+CO₂+H₂O    (2)