烟气脱硫中pH值对脱硫进程的影响

湿法石灰石-石膏烟气脱硫体系(即FGD体系)现在在国内外燃煤电站FGD体系中占优势。FGD的意图是用化学办法除掉烟气中的二氧化硫而使烟气得以净化。pH值作为石膏浆液酸碱度的衡量，是脱硫工序中一项重要的技术参数，一起可作为一项与化学反响相关的环境目标。石灰石利用率、脱硫功率和石膏浆液质量等与pH值的操控密切相关。一般咱们通过操控石灰石(CaCO3)掺加量来操控pH值，要进步pH值，可增加石灰石增加量，反之则减量。运转中，有必要保持pH值的安稳性。pH值升高会进步体系碱度和脱硫功率，但石灰石利用率会相应下降，并加快垢的生成，终究影响石膏质量。下降pH值会进步体系酸度，一起进步石灰石利用率，并加快石膏晶体分出，但会加快体系腐蚀，构成体系运转不安稳，脱硫功率也会大大下降。因而，浆液pH值的操控应在到达要求脱硫率的前提下追求最佳值。一般操控pH在5.0-5.8为最佳规模。

0导言

湿法脱硫工艺首要选用石灰石作为脱硫吸收剂，CaCO3经破碎磨细成粉状与水混合拌和制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气逆流触摸混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙产生化学反响，二氧化硫从烟气中去除，反响产品被鼓入的空气氧化，终究产品为石膏。脱硫后的烟气顺次通过除雾器除掉雾滴，经烟囱排放。依据双膜理论，该工艺分下列进程进行：

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①SO2在气流中的分散;

②分散通过气膜;

③SO2被吸收，由气态转入液态，生成水合物：

SO2(g)→SO2(L);

SO2+H2O→2H+SO32-;

④SO2的水合物和离子在液膜中分散;

⑤石灰石的颗粒外表溶解，由固相转入液相：

CaCO3(S)→CaCO3(L);

CaCO3+H+→ Ca2++HCO-3;

⑥中和：HCO-3+H+→CO2(g)+H2O;

⑦氧化：SO32-+1/2O2→SO42-;⑧结晶别离：

CaSO3+1/2 H2O→CaSO3˙1/2H2O;

CaSO4+2H2O→CaSO4˙2H2O。

1 pH值对吸收功率的影响(图1)

从反响方程来看，pH处于高值时浆液中石灰石浓度大，二氧化硫的吸收效速率更快[3]。实践操作中，应该使pH值保持在一个较高的水平，以进步SO2的吸收功率。一般可通过增加石灰石浆液来调理吸收pH值，但要掌握一个度，并非pH值越高越好。浆液的pH值高，SO2会更快吸收，而浆液的pH值低，则可促进钙离子分出。别的，恰当调高吸收塔浆液的pH值，有助于进步脱硫功率。这是因为，浆液pH值高，阐明浆液中石灰石浓度大，有利于快速脱硫;当pH超越5.8，浆液中氢离子削减，会阻止Ca+分出，致使脱硫功率不升反降;当pH值为5.9时，浆液中所含CaCO3浓度到达2.98%，CaSO4˙2H2O的浓度也低于90%。由此可见，此刻SO2和吸收剂并未充沛反响，使得石灰石利用率低下，由此得到的石膏纯度也达不到要求。pH处于低值时，碳酸钙含量削减，当pH值下降到4.5时简直不能再吸收二氧化硫。因而浆液中pH值的操控适当重要，过高或过低都不可取。一般，浆液的pH值宜操控在5.0～5.8，能使脱硫反响的Ca/S保持在1.02左右，这种脱硫功率较为抱负。

2 pH值操控与结垢

脱硫终产品亚硫酸盐和硫酸盐在水中的溶解度较小，吸收塔内的悬浮液无法将悉数终产品吸收时，无法吸收的终产品就会堆积成晶体。当相对饱满浓度到达必定值，由终产品堆积而成的晶体便会在悬浮液中已有的石膏晶体外表成长;饱满度到达更高值时生成晶核，一起，晶体也会在其它物体外表成长，使吸收塔内壁结垢。

pH值是可以对溶质溶解度产生影响的一个首要因素。若吸收液的pH值剧烈变化，当pH处于低值，会下降硫酸盐的溶解度，一起使亚硫酸盐的溶解度急剧上升，在这一进程中会生成很多石膏，而且终究构成硬垢;当pH处于高值，会下降亚硫酸盐溶解度，一起分出亚硫酸盐构成软垢。

2.1硬垢的构成于pH值的操控一般，咱们把结晶硫酸钙构成的垢称为硬垢。当石膏浆液的相对饱满浓度到达定值，石膏将按异相成核效果从悬浮液中晶体外表成长。当饱满度到达更高值，也便是在超出引起均相成核效果的临界饱满度的情况下，石膏浆液中会构成新晶核。与此一起，吸收塔内也会有细小晶核成长，构成坚固垢淀，并作为石膏结晶分出。一般石膏的临界相对饱满浓度只要到达140%时才会产生均相成核效果。可是当pH处于低值，会分出少数石膏结晶的垢。因而，有必要使pH保持在一个相对安稳的状况，以防结晶的垢分出。

当浆液中亚硫酸钙浓度偏高时就会作为结晶与硫酸钙一起分出并生成混合结晶[Ca(SO3)x˙(SO4)x˙1/2H2O]，即CSS垢。CSS在吸收塔内各组件外表以低于石膏垢成长的速度成长并逐步构成片状垢层。但氧化后这种垢层很少呈现。pH处于低值时可以充沛氧化。实践中，可通过操控pH值来防垢。

2.2软垢的构成于pH值的操控水中CaSO3˙1/2H2O的溶解度仅能到达0.0043g/100gH2O(18℃)。若在pH处于高值的情况下运转湿法脱硫设备，因为吸收塔所吸收的SO2在浆液中所存在SIV离子为SO32-方式，有可能使亚硫酸钙饱满度超出其构成均相成核效果所要求的临界饱满度，而在塔壁和部件外表结晶。晶核逐步长大会构成柔软、叶状且有必定厚度的垢层并阻塞设备，阻止设备正常运。这类垢物便是软垢，其叶状形状极易改动。

软垢的生成首要取决于pH值的凹凸。实际操作中，有必要严格操控吸收塔内的pH值，以防止软垢生成。