CO2活化的石灰石漿液在流化床煙氣脫硫中的應(yīng)用

更新時(shí)間：2008-05-07 11:11 來(lái)源：中國(guó)電力作者: 張麗，王建寶，劉云義閱讀：1260

摘要：為提高CaCo₃與SO₂的反應(yīng)活性，采用CO₂氣體對(duì)其漿液進(jìn)行活化處理，從而使基于流態(tài)化的半干法煙氣脫硫過(guò)程取得更高的效率。在高1.1m、內(nèi)徑12.5cm的流化床反應(yīng)器中,以粒徑為275μm、靜止床高為98mm的粗砂作為流化介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)考察了活化時(shí)間、飽和接近度、鈣硫化、脫硫劑粒徑等因素對(duì)脫硫效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鈣硫比為1.2、飽和接近度為15-18℃、脫硫劑粒徑為64μm時(shí)，以CO₂氣體活化后的CaCO₃脫硫劑其脫硫效率可達(dá)92%，接近于相同條件下Ca(OH)₂的脫硫效率。

關(guān)鍵詞：煙道氣；煙氣脫硫；流化床；二氧化硫

引言

燃煤煙氣中的硫氧化物(SO_X，主要是SO₂)形成的大氣污染，不但直接危害人體健康，而且由酸雨導(dǎo)致的土壤酸化問(wèn)題已經(jīng)在挑戰(zhàn)人類社會(huì)的町持續(xù)發(fā)展。因此，控制SO₂排放是20世紀(jì)50年代以來(lái)人們一直關(guān)心的問(wèn)題。而煙氣脫硫(FGD)被認(rèn)為是解決SO₂污染的最為行之有效的途徑。目前，雖然各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)(如電子束照射法、脈沖電暈、脈沖等離子法)被開(kāi)發(fā)^［1］出來(lái)，但以吸收劑吸收SO₂的煙氣脫硫技術(shù)一直是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。在這一脫硫過(guò)程中，脫硫劑與煙氣中S0₂反應(yīng)，從而將SO₂從煙氣中除去，所以脫硫劑的反應(yīng)活性成為影響FGD技術(shù)效果的決定因素之一。脫硫劑活性越高，越容易取得高的脫硫效率和脫硫劑利用率，使煙氣脫硫成本越低。因此，脫硫劑研究一直是煙氣脫硫
的焦點(diǎn)之一。

雖然各種各樣的脫硫劑被開(kāi)發(fā)出來(lái)應(yīng)用于煙氣脫硫。但是迄今為止，工業(yè)上應(yīng)用最普遍的脫硫劑仍為鈣基脫硫劑(即石灰石、生石灰或熟石灰)。這主要是由于鈣基脫硫劑來(lái)源廣泛，而且脫硫后產(chǎn)物(石膏)有可能作為其他過(guò)程的原料被利用。在鈣基脫硫劑中，石灰石更具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)際上燃煤電廠工業(yè)應(yīng)用的脫硫技術(shù)中36．7％，采用石灰濕法脫硫^［2］。然而，石灰石與SO₂的反應(yīng)活性明顯低于生石灰和熟石灰，使其很難作為脫硫劑應(yīng)用于半干法煙氣脫硫。即使在濕法脫硫中通常也需較大Ca／S。因此，提高石灰石脫硫劑的反應(yīng)活性．即對(duì)石灰石脫硫劑進(jìn)行活化處理，以使其易于與SO，反應(yīng)，從而提高它的脫硫效率和鈣利用率，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。目前比較普遍的做法是向石灰石中添加其他物質(zhì)^［3］，如無(wú)機(jī)鹽^［4-5］、飛灰^［6］或有機(jī)酸^［7-8］等。這些物質(zhì)的加入在一定程度上起到了使石灰石脫硫劑活化的效果。然而，向石灰石脫硫過(guò)程中添加這些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致脫硫后產(chǎn)物再利用困難。因此，找到一種成本低、易于實(shí)現(xiàn)、又不產(chǎn)生不良后果的提高石灰石脫硫劑反應(yīng)活性的方法是十分必要的。鑒于此，本文在流化床半下法煙氣脫硫的基礎(chǔ)上，采用C0₂氣體活化石灰脫硫劑漿液。提高了CaCO₃與SO₂的反應(yīng)活性，取得了很好的煙氣脫硫效果。

1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)裝置如圖l所示。由空氣壓縮機(jī)鼓入的空氣與來(lái)自鋼瓶的SO₂氣體混合形成模擬煙氣，預(yù)熱到一定溫度后從底部進(jìn)人流化床反應(yīng)器，空氣及SO₂的流暈分別由轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量。流化床反應(yīng)器高1.1 m、內(nèi)徑12.5 cm．床內(nèi)裝有粗砂作為惰性流化介質(zhì)，上升的煙氣使其流化。脫硫劑料漿由脫硫劑與水按預(yù)定的濃度配制，經(jīng)CO₂氣體活化一定時(shí)間后．從床頂部連續(xù)滴入反應(yīng)器。滴入反應(yīng)器內(nèi)的脫硫劑漿液，遇流化介質(zhì)后分散包裹在其表面，漿液中的脫硫劑與煙氣中的SO₂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而脫除煙氣中SO₂。脫硫同時(shí)，脫硫劑料漿中的水分接受煙氣和流化介質(zhì)的熱量而蒸發(fā)。當(dāng)未反應(yīng)的脫硫劑及脫硫產(chǎn)物被干燥到一定程度時(shí)，將脫離流化介質(zhì)表面，被脫硫后的煙氣帶出床外，由旋風(fēng)分離器收集。除塵后的煙氣排出體系，而流化介質(zhì)因有較大的終端速度．仍保留在床內(nèi)并處于流化狀態(tài)。