石灰石—石膏濕法煙氣脫硫氧化空氣管窺

【摘要】目前，火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。而石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)是噴淋塔。經(jīng)過(guò)多年的研究，石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝已經(jīng)初步形成。強(qiáng)制氧化、自然氧化、抑制氧化是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫氧化工藝的三種方法。其中，強(qiáng)制氧化是目前各國(guó)最常采用的工藝，由于受吸收塔漿液密度、深度、溫度、PH值、氧化率及空氣壓力、氧化空氣設(shè)計(jì)形式等各方面的影響，使得運(yùn)行要求和總效果也不盡相同。

【關(guān)鍵詞】石灰石-石膏濕法煙氣脫硫；氧化空氣；火電廠

1、前言

目前，火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。其中二氧化硫吸收系統(tǒng)是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的核心部分，而空氣氧化系統(tǒng)則是二氧化硫吸收系統(tǒng)中的重要組成部分。許多學(xué)者關(guān)注著石灰石-石膏濕法煙氣脫硫中氧化過(guò)程，致力于解決工程中的結(jié)垢問(wèn)題。但這些研究只停留在微觀形式上，不能滿足宏觀上對(duì)具體氧化反應(yīng)要求。

2、強(qiáng)制氧化

目前，火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。而石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)是噴淋塔。隨著科技的發(fā)展，常規(guī)的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)趨于成熟；石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的化學(xué)過(guò)程已經(jīng)得到進(jìn)一步的提高，雖然目前仍對(duì)煙氣脫硫的化學(xué)過(guò)程仍不太了解。但吸收塔的理論已經(jīng)更新到了液滴表面。

2.1影響氧化的因素

火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。其中二氧化硫吸收系統(tǒng)是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的核心部分，而空氣氧化系統(tǒng)則是二氧化硫吸收系統(tǒng)中的重要組成部分。而在空氣氧化系統(tǒng)中常用的氧化方式為氧化空氣管網(wǎng)、攪拌器加氧化空氣噴槍組合式，氧化空氣管網(wǎng)又稱(chēng)為固定式空氣噴射器。攪拌器加氧化空氣噴槍組合式簡(jiǎn)稱(chēng)為氧化空氣噴槍技術(shù)。強(qiáng)制氧化、自然氧化、抑制氧化是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫氧化工藝的三種方法。其中，強(qiáng)制氧化是目前各國(guó)最常采用的工藝，由于受吸收塔漿液密度、深度、溫度、PH值、氧化率及空氣壓力、氧化空氣設(shè)計(jì)形式等各方面的影響，使得運(yùn)行要求和總效果也不盡相同。

2.2自然氧化的影響

自然氧化是原煙氣中的氧將脫除的二氧化硫氧化。原煙氣中氧氣的濃度越高、含量越大，自然氧化的份額越高、概率也越大。強(qiáng)制氧化的空氣量越小，代表著自然氧化率越高。

2.3漿液的影響

漿液的密度、深度、溫度、粘度都對(duì)強(qiáng)制氧化有深刻的影響。

（1）漿液中的溶解固體、雜質(zhì)等決定了漿液的密度。其中溶解的物質(zhì)不同，對(duì)氧化的作用也不同，可能抑制，也可能催化。而溶液中的雜質(zhì)則會(huì)促進(jìn)細(xì)小氣泡的生成，破壞大氣泡的產(chǎn)生，這樣有利于傳質(zhì)；但如果雜質(zhì)聚集在氣液界面，阻礙大氣泡的擴(kuò)散和流通，就不利于傳質(zhì)。（2）漿液越深，氧化空氣氣泡上升時(shí)間越長(zhǎng)，則氧氣的溶解量、利用率也隨之升高，但氧氣風(fēng)機(jī)的電耗也會(huì)增加。所以，漿液深度一般為5m-7m。（3）氧化反應(yīng)的速率、氧氣的溶解與擴(kuò)散都會(huì)受到溫度的影響。溫度升高，氧氣的擴(kuò)散性會(huì)增加，但其溶解性會(huì)降低。（4）漿液的粘度對(duì)氣泡的穩(wěn)定、上升速度、分子擴(kuò)散有深刻的影響。而由于氣泡直徑對(duì)傳質(zhì)的影響，使可利用的界面表面區(qū)域也受到影響。

2.4PH值的影響

PH值的提高，可以促進(jìn)二氧化硫的吸收，但會(huì)降低氧化率。氧化風(fēng)機(jī)自身能量影響著管網(wǎng)型氧化空氣的擴(kuò)散，而非噴射點(diǎn)攪拌器的能量；而噴槍型氧化空氣的擴(kuò)散則恰好相反，它受?chē)娚潼c(diǎn)攪拌器的能量影響，而非氧化風(fēng)機(jī)自身能量。

2.5氧化風(fēng)機(jī)選型

氧化風(fēng)機(jī)主要用來(lái)提供氧化空氣，一般根據(jù)風(fēng)量確定風(fēng)機(jī)型號(hào)。氧化風(fēng)機(jī)一般按兩運(yùn)一備或一運(yùn)一備設(shè)計(jì)。

3、強(qiáng)制氧化空氣供給技術(shù)研究

氧化空氣系統(tǒng)供給有塔內(nèi)、塔外兩種形式。塔內(nèi)的是氧化空氣供給模式，塔外是氧化空氣管道和氧化風(fēng)機(jī)。氧化空氣供給技術(shù)是多種多樣的。

3.1吸收塔漿液懸浮技術(shù)

漿液懸浮技術(shù)包括機(jī)械攪拌技術(shù)和脈沖懸浮技術(shù)兩方面。其主要作用是防止?jié){液沉積在塔底結(jié)垢，傳播擴(kuò)散氧化空氣，充分氧化亞硫酸鈣或重亞硫酸鈣。機(jī)械攪拌技術(shù)可以與空氣氧化系統(tǒng)中的氧化方式為氧化空氣管網(wǎng)、攪拌器加氧化空氣噴槍組合式分別進(jìn)行配套使用和設(shè)計(jì)。而脈沖懸浮技術(shù)僅可以與氧化空氣管網(wǎng)技術(shù)配套使用和設(shè)計(jì)。

3.2氧化空氣管網(wǎng)技術(shù)

氧化空氣管網(wǎng)技術(shù)是漿液空氣氧化的技術(shù)之一，它可以與機(jī)械攪拌技術(shù)和脈沖懸浮技術(shù)分別進(jìn)行配套使用和設(shè)計(jì)，也可以單獨(dú)設(shè)置。管網(wǎng)是在吸收塔斷面分布等距離開(kāi)孔的多根管子組成，它們可以往漿液內(nèi)噴空氣。而氧化空氣管網(wǎng)的好壞直接關(guān)系著傳質(zhì)的效果。氧化空氣管網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)：（1）均勻分布氧化空氣，形成細(xì)小的氣泡。（2）較小的氧化空氣孔，容易受到堵塞（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布在整個(gè)吸收塔斷面，成本較高（4）氧氣利用率較低。

3.3氧化空氣噴槍技術(shù)

氧化空氣噴槍經(jīng)常與攪拌器配套使用，而氧化空氣噴槍適用于液位較低的吸收塔，降低了對(duì)浸沒(méi)深度的依賴(lài)。氧化空氣噴槍技術(shù)的特點(diǎn)：（1）氧化空氣噴槍管徑較大，關(guān)口不易堵塞。（2）氧化空氣噴槍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。（3）氧氣利用率較高。

4、氧化空氣對(duì)脫硫的影響

氧化空氣對(duì)脫硫的影響，主要在脫硫效率和石膏品質(zhì)兩方面上體現(xiàn)。如果氧化空氣管斷裂，就會(huì)破壞漿液中的氧化反應(yīng)，減少氧化空氣的利用率。使得亞硫酸鈣或亞硫酸氫鈣的濃度增大，石膏濃度減小，進(jìn)而石膏品質(zhì)下降，具體表現(xiàn)為石膏內(nèi)含水量和亞硫酸鈣或亞硫酸氫鈣的含量增大。這是因?yàn)閬喠蛩徕}或亞硫酸氫鈣無(wú)法氧化大顆粒的石膏晶體，而脫水機(jī)脫水時(shí)小顆粒的亞硫酸鈣或亞硫酸氫鈣容易阻塞濾布，使石膏內(nèi)含水量增加。

5、結(jié)論

火電廠煙氣脫硫使用最廣的工藝是：石灰石-石膏濕法煙氣脫硫。而石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)是噴淋塔。強(qiáng)制氧化、自然氧化、抑制氧化是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫氧化工藝的三種方法。強(qiáng)制氧化是目前各國(guó)最常采用的工藝。由于受吸收塔漿液密度、深度、溫度、PH值、氧化率及空氣壓力、氧化空氣設(shè)計(jì)形式等各方面的影響，使得運(yùn)行要求和總效果也不盡相同。自然氧化是原煙氣中的氧將脫除的二氧化硫氧化。原煙氣中氧氣的濃度越高、含量越大，自然氧化的份額越高、概率也越大。強(qiáng)制氧化的空氣量越小，代表著自然氧化率越高。氧化空氣的不均勻分配或氧化空氣管斷裂會(huì)使氧化空氣的利用率降低，導(dǎo)致脫硫效率和石膏品質(zhì)的降低，具體表現(xiàn)為石膏內(nèi)含水量和亞硫酸鈣或亞硫酸氫鈣的含量增大。

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