[发明专利]一种强化石灰石‑石膏湿法烟气脱硫浆液活性的方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气脱硫工艺技术领域，具体涉及一种强化石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液活性的方法。

背景技术

当今时代，燃煤对大气的污染已经成为世界的重要环境问题，尤其是我国，煤炭消耗占到了能源消耗的70％，处于绝对优势地位。由燃煤排放的大量CO2及SO2等污染物时刻威胁着环境的安全和人类的健康，能源与环境已经成为我国社会发展过程中不可避免的问题。因此，众多清洁煤利用技术被提出，其中富氧燃烧技术作为一种可以有效控制CO2排放，同时减少SO2等污染物析出的新型煤燃烧技术受到了广泛关注。富氧燃烧技术在控制CO2排放的同时，为了达到SO2的排放标准，常规烟气脱硫技术得到了沿用，特别是石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是利用浓度约为30％的石灰石浆液与含有SO2的烟气在吸收塔内相互接触，经过传热、传质、吸收和氧化等一系列反应后生成CaSO4，然后脱硫产物CaSO4浆液经过浓缩结晶后制成石膏副产物。该技术由于脱硫剂来源广泛、工艺成熟、烟气处理量大和副产物便于回收利用等优点，已成为我国燃煤电厂的首选脱硫工艺，在国内燃煤电厂脱硫设施中占到了85％以上。然而由于石灰石本身的性质和工艺限制，它也面临着石灰石溶解度低、设备结垢、投资和运行维护费用高及占地面积大等局限性。尤其是在富氧燃烧技术中，相比于常规燃烧，烟气再循环所造成的SO2浓度的升高和烟气总流量的明显降低都给石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术带来了新的影响；而且为了缓解目前污染物排放对环境所造成的巨大压力，国家对燃煤锅炉SO2的排放提出了更加明确和严格的标准(GB13223-2011)。所以，在富氧燃烧过程中如何对传统石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术进行优化，改善脱硫剂的反应活性，提高脱硫效率和石灰石的利用率，实现SO2的深度脱除是目前所面临的关键问题。

如果在石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术中单纯的从吸收塔扩容或者气体停留时间、Ca/S摩尔比及液气比等运行参数方面去调整，势必会造成投资运行费用及能耗的增加。因此，关于提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的研究受到了更多地重视。在脱硫反应中，吸收剂石灰石的溶解过程是石灰石与SO2反应速度的重要控制步骤，由于CaCO3在水中的溶解度较低，改善其溶解过程对烟气湿法脱硫系统的优化具有重要的意义，将会对整个脱硫工艺有较大的改善。目前多采用向脱硫系统内投入添加剂的方法来达到强化脱硫效果的目的，这些添加剂虽然在一定程度上起到了对石灰石脱硫剂活化的效果，但是目前添加剂的种类较为繁杂，应用随意性较大，无可靠的添加剂选择评价方案，存在较大的安全隐患；而且由于电厂对化学品的使用要求严格，现有的添加剂并不能对整个工艺产生良好的效果及保证脱硫副产物的品质，适用性较差。因此非常需要找到一种成本低，易于实现、无不良后果的强化石灰石-石膏湿法烟气脱硫的工艺，来改善石灰石脱硫浆液的活性，提高脱硫效率，增加脱硫系统运行的稳定性，节省系统能耗；用于富氧燃烧等技术。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种强化石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液活性的方法。该方法能够改善石灰石的溶解度和反应活性，消除CaCO3颗粒表面的双膜效应，进而提高了脱硫效率，并降低了系统的能耗和成本，特别适用于富氧燃烧等工艺。

本发明采用的技术方案是：一种强化石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液活性的方法，包括以下步骤：

(1)、在石灰石浆液箱的底部布置活化管网，由富氧燃烧锅炉系统尾部烟道引出部分系统捕集的高浓度CO2气体进入活化管网对石灰石浆液箱内的脱硫浆液进行活化；

(2)、活化后的石灰石浆液进入吸收塔与SO2气体进行逆流接触及吸收，活化后溢出的CO2气体经浆液箱顶部的CO2气体溢出口返回原富氧燃烧锅炉系统尾部烟道。

本发明的原理：所述CO2气体对石灰石浆液的活化过程中，CO2的溶解电离，提供了碱性基团，改变了浆液的离子平衡，增强了液膜的传质因子，促进了CaCO3的溶解并加快了其溶解速率，减少了固相和液相之间的液膜阻力；常温下，Ca(HCO3)2在水中的溶解度(S＝16.6)远大于CaCO3在水中的溶解度(S＝0.0065)。本发明的原理可以通过下面的化学反应式说明：

CO2的溶解电离

CaCO3的溶解