摘要：石灰一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料。石灰是用石灰石、白云石、白堊、貝殼等碳酸鈣含量高的產物，經900～1100℃煅燒而成。石灰是人類最早應用的膠凝材料。石灰在土木工程中應用范圍很廣，在我國還可用在醫藥方面。為此，古代流傳下以石灰為題材的詩詞，千古吟頌。
關鍵詞：石灰,化學教學,論文發表
石灰具有較強的堿性，在常溫下，能與玻璃態的活性氧化硅或活性氧化鋁反應，生成有水硬性的產物，產生膠結。因此，石灰還是建筑材料工業中重要的原材料。
原始的石灰生產工藝是將石灰石與燃料(木材)分層鋪放，引火煅燒一周即得。現代則采用機械化、半機械化立窯以及回轉窯、沸騰爐等設備進行生產。煅燒時間也相應地縮短，用回轉窯生產石灰僅需2～4小時，比用立窯生產可提高生產效率5倍以上。又出現了橫流式、雙斜坡式及燒油環行立窯和帶預熱器的短回轉窯等節能效果顯著的工藝和設備，燃料也擴大為煤、焦炭、重油或液化氣等。
我國二氧化硫排放總量居世界首位,火電行業二氧化硫排放量占我國二氧化硫排放量的50%左右。我國能源結構的特點決定了燃煤生產的二氧化硫仍要增加。論文參考網。隨著環境標準提高,石灰石-石膏法、噴霧干燥法、電子束法、循環流化床煙氣脫硫法等必定會廣泛應用于火電廠的煙氣脫硫中,隨著科技進步會有很多其它脫硫工藝應用于工業實踐。
1.石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的發展及應用原理
1.1 石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的發展
自20世紀70年代初日本和美國率先實施控制SO2排放以來,許多國家相繼制定了嚴格的SO2排放標準和中長期控制倡議,加速了控制SO2排放的步伐。日本是應用煙氣脫硫技術最早的國家,石灰/石灰石一石膏法煙氣脫硫技術最早是由英國皇家化學工業公司提出的。迄今為止,國內外火電廠煙氣脫硫技術主要采用石灰/石灰石—石膏法,此方法最為成熟、最為可靠且應用最為廣泛,占世界上投入運行的煙氣脫硫系統的85%以上,我國大型燃煤發電機組的脫硫方式以石灰/石灰石—石膏法工藝為主已成為必然的趨勢。
1.2 石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的該方法脫硫的基本原理是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣中的SO2,先生成亞硫酸鈣,然后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣。論文參考網。副產品石膏可拋棄也可以回收利用。
反應原理:用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的二氧化硫分為吸收和氧化兩個工序,先吸收生成亞硫酸鈣,然后再氧化為硫酸鈣,因而分為吸收和氧化兩個過程。
(1)吸收過程在吸收塔內進行,主要反應如下
石灰漿液作吸收劑:Ca(OH)2+SO2一CaSO3·1/2H2O
石灰石漿液吸收劑:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3·1/2H2O+CO2
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2
由于煙道氣中含有氧,還會發生如下副反應。
2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
(2)氧化過程在氧化塔內進行,主要反應如下。
2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
傳統的石灰/石灰石一石膏法的工藝流程是:將配好的石灰漿液用泵送人吸收塔頂部,經過冷卻塔冷卻并除去90%以上的煙塵的含Sq煙氣從塔底進人吸收塔,在吸收塔內部煙氣與來自循環槽的漿液逆向流動,經洗滌凈化后的煙氣經過再加熱裝置通過煙囪排空。石灰漿液在吸收SO2后,成為含有亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣的棍合液,將此混合液在母液槽中用硫酸調整pH值至4左右,送人氧化塔,并向塔內送人490kPa的壓縮空氣進行氧化,生成的石膏經稠厚器使其沉積,上層清液返回循環槽,石膏漿經離心機分離得成品石膏。論文參考網。
2.影響脫硫的主要因素及其主要對策
脫硫系統在運行過程中,影響系統脫硫效率的因素很多,如石灰石粉的粒度、漿液的濃度及吸收塔漿液活度/密度、PH值、漿液的流量、進入脫硫系統的煙氣中 SO2的濃度等。這里只探討煙氣中粉塵及漿液濃度等對脫硫效率的影響及其主要對策。
2.1 煙塵對脫硫效率的影響及對策
(1)煙塵對脫硫效率的影響主要有:①煙塵對脫硫設備的磨損。在實際運行中由于脫硫系統前面的電除塵效果不好,使進入脫硫系統的煙塵含量遠遠超過起設計要求,對引風機、增壓風機的通流部分嚴重磨損。②煙塵在脫硫系統煙道內存積致使煙氣流速變小。③煙塵對脫硫系統設備GGH的灰堵影響,使得吸收塔部分起到了除塵的作用。④對吸收SO2反應的影響。由于煙塵被漿液截留,使得漿液的PH值不好控制,直接影響對 SO2的吸收效果;同時由于漿液中混有大量的煙塵,使得對漿液的密度控制也很不準確。⑤影響石膏品質。在進行脫硫石膏脫水時,這些煙塵轉入到石膏中,從而影響著對脫硫石膏的有效利用。
(2)治理煙塵的對策主要有:①加強電除塵設備的運行維護或改造電除塵。由于煤種的變化較多,煙塵的比電阻特性變化也較大,因此應根據煙塵的比電阻特性來調整除塵電場的工作電壓;同時加強對電除塵的設備的運行維護,確保其運行參數能在正常范圍之內,尤其是真打除灰設備必須工作正常。③加強對GGH運行管理與沖洗。加強對GGH運行管理,正常情況下吹灰器能全部覆蓋GGH,能有效地起到減少積灰對GGH運行效果的影響;對GGH的沖洗需要停運GGH,由于環保的要求,可能只有在停機時才可進行沖洗工作。
2.2循環漿液濃度對脫硫效率的影響及其主要對策
(1)循環漿液濃度對脫硫效率的影響主要有:漿液濃度的選擇應控制合適,因為過高的漿液濃度易產生堵塞、磨損和結垢,但漿液濃度較低時,脫硫率較低且pH值不易控制。
(2)控制循環漿液濃度的主要對策:在磨機循環泵出口的循環管路上設有一段旁路管路,在這段旁路管路上安裝有密度計,磨機系統就是通過這只密度計控制旋流器分配至成品漿液箱的漿液密度,循環管內的漿液密度與成品漿液密度有著對應關系,正常情況下成品漿液的密度控制在1220kg/m3左右,此時需將漿液循環管漿液的密度控制在1450 kg/m3左右,旋流器入口壓力為120kpa。密度左右偏差不宜超過30kg/m3,漿液循環管的密度過大,成品漿液的顆粒度就會變大,還會造成管道堵塞,漿液循環管漿液的密度過小,又會影響成品漿液的濃度,降低磨機出力,因此需要控制循環箱補水流量來控制漿液循環管漿液密度在一個合理范圍,保證成品漿液的品質。石灰漿液濃度一般為10%—15%。石灰石漿液濃度為20%—30%。
3.結論
石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的影響因素的控制要依照客觀需要和實際可能的原則,按照遠期規劃確定最終規模,以現狀及生產需求為主要依據確定實施方法,既要滿足要求,又要經濟合理,經全面技術經濟比較后優選確定。
