[发明专利]一种利用氯化钙和石灰石联合湿法脱硫的方法

说明书

技术领域：

本发明属于化工领域，具体为化学湿法脱硫工艺。

背景技术：

近几年来，国家加强了对大气环境的监察和治理，制定了相关政策和烟气排放标准，在烟气排放标准中对SO₂含量作了严格规定。各地区环保部门严格执法，超标排放的企业被限期整改或者停产整改，不达标必须关闭。在这种形势下各种脱硫工艺应运而生。脱硫工艺分湿法、干法和半干法。干法和半干法因脱硫率低、运行成本高等缺点很少采用。现在使用的绝大多数是湿法脱硫工艺。湿法脱硫方法很多，如碱液脱硫、氨法脱硫、石灰脱硫、石灰石石膏脱硫等。碱液脱硫投资少、脱硫率高，但是因为脱硫成本高、脱硫废液会造成二次污染，很少采用。现在世界上使用最多的、最成熟的工艺是石灰石石膏湿法脱硫，这一工艺最早是由英国皇家化学工业公司提出，由于这一工艺具有脱硫率高、脱硫剂(石灰石)便宜、脱硫产品(石膏)可回收等优点，这一工艺很快被其它国家采用，近几年来我国也引进了这一脱硫工艺技术，而且成为国内应用最多的工艺技术。

石灰石石膏湿法脱硫工艺虽然具有上述优点，也有很严重的缺点，其一是固定资产投资大、脱硫成本高，其二是容易结疤，堵塞设备和管道。

现在需要研究出一种不仅脱硫率高，而且投资少、脱硫成本低又不易结疤堵塞的工艺路线。

本发明就是这样一条工艺路线。

发明内容：

本发明利用二水氯化钙为脱硫剂，石灰石为中和剂，脱硫产品为石膏。

本发明的工艺流程请见图1。

在图1硫酸钙沉淀池(6)中放入已配置好的CaCl₂溶液，溶液浓度根据烟气中SO₂含量和对脱硫率的要求决定，可以在10％以下，也可以在20％以上，一般为15％左右。

脱硫反应主要在脱硫塔中进行，脱硫塔结构示意图请见图2。

由图1显示，经过冷却除尘的、含有SO₂的烟气从脱硫塔下部进口A进入脱硫塔，与用循环离心泵(8)送入经喷淋装置(3)喷出的CaCl₂溶液逆流相遇，迅速反应。烟气中的SO₂溶于CaCl₂溶液，与水生成亚硫酸(H₂SO₃)，H₂SO₃与CaCl₂反应生成白色亚硫酸钙(CaSO₃)沉淀，同时放出氯化氢(HCl)。根据气体在液体中平衡溶解度的亨利定律，HCl主要溶解在溶液中，形成浓度很低的盐酸。脱硫后的烟气首先通过一级气水分离器(2)，一级气水分离内填装了块状石灰石。一级气水分离器有两个作用，一个是将烟气中夹带的水份分离下来，二是使烟气中微量的HCl与石灰石(CaCO₃)反应，脱除HCl，防止形成HCl二次污染。烟气再经过二级气水分离器(1)后从出口B排出。

脱硫后的脱硫液中除了CaCl₂外，还含有脱硫反应过程中生成的CaSO₃和HCl，脱硫液进入中和段(4)，脱硫液中的HCl与中和段内的石灰石(CaCO₃)反应，生成CaCl₂，放出二氧化碳(CO₂)，CaCl₂循环使用。

经过中和段脱除HCl后，含有CaSO₃的脱硫液进入氧化槽(5)，从萝茨风机来的有一定压力的空气从C进入氧化槽，将脱硫液中的CaSO₃氧化成石膏(CaSO₄·2H₂O)。

含有石膏的脱硫液自流到石膏沉淀池(6)中，经过澄清，石膏沉在下部，清液在上部。上部的清液通过导流管(9)进入循环离心泵(8)，继续开始脱硫。

沉淀池中的石膏用泥浆泵(7)送入旋液器(10)。从旋液器顶部分离出的清液流入母液箱(12)，从旋液器下部出来的石膏经过板框过滤机(11)过滤，脱水的石膏送到石膏堆场(13)，母液进入母液箱(12)。母液箱中的母液送入循环离心泵(8)，循环脱硫。

为了避免石膏脱水困难，脱硫液温度不得低于50℃。可以通过提高烟气入塔温度保持这一温度，必要时在脱硫液进旋液器时可以通入蒸汽加热。

脱硫塔内的主要反应如下：

SO₂+H₂O＝H₂SO₃