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一、濕式脫硫原理
濕式脫硫有多種方法。所謂濕式石灰石-石膏法：就是利用石灰石(CaCO3)的漿液做吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫的方法。反應(yīng)過程分兩步進行，一步是吸收二氧化硫生成亞硫酸鈣的吸收過程，二步是使亞硫酸鈣氧化生成石膏(CaSO4.2H2O)的氧化過程。
1.1 化學(xué)反應(yīng)
首*行的是如下所示的吸收反應(yīng)：
CaCO3+2H2O—CaSO3.1/2H2O+CO2+H2O
由于煙氣中含有氧，所以在吸收塔內(nèi)接著進行如下的氧化反應(yīng)：
CaSO3.1/2H2O+1/2O2+3/2H2O—CaSO4.2H2O
1.2 吸收過程機理
用石灰石漿液吸收二氧化硫的過程實際上很復(fù)雜，反應(yīng)歷程如圖1所示，與以下步驟有關(guān)：
(1)二氧化硫氣體向液體表面的氣膜擴散，并穿過氣膜。
(2)二氧化硫在水中溶解。
(3)二氧化硫水合后生成H2SO3。
(4)H2SO3擴散，通過液滴表面的液膜進入液滴內(nèi)部。
(5)在液滴內(nèi)部H2SO3解離成H和HSO，有一部分H2SO3與OH反應(yīng)生成HSO和H2O。
(6)HSO解離后成H和SO。
(7)CaO水合后生成Ca(OH)2
(8)Ca(OH)2或CaCO3在固體表面液膜內(nèi)溶解。
(9)Ca(OH)2或CaCO3與反應(yīng)取得Ca2。
(10)Ca與SO反應(yīng)生成CaSO3沉淀，SO氧化生成SO，Ca與SO反應(yīng)生成CaSO4。
二、影響吸收過程的因素
影響反應(yīng)進行的因素一般有以下幾點：
2.1 吸收液的PH值
吸收液的PH值對脫硫效果的影響極大，而且對各反應(yīng)步驟的反應(yīng)速度與PH值的關(guān)系見圖2.其中(1)-(4)與圖中的歷程相對應(yīng)。(1)是氣膜內(nèi)物質(zhì)移動速度;(2)是液膜內(nèi)物質(zhì)移動速度;(3)是H及SO生成速度;(4)是石灰石溶解速度(石灰石粒徑為50um、濃度5%)。由此可見，當煙氣中的SO2濃度為2860mg/m3時，(3)和(4)交點處PH值為5.5。當吸收液的PH值小5.5于時，總反應(yīng)速度受(3)即H2SO3的離解速度所控制，當PH>5.5時，石灰石粉未的溶解速度則起主要控制作用。
隨著吸收反應(yīng)的進行，在CaCO3顆粒表面生成CaSO3。PH值升高，CaSO3的熔解度明顯下降，造成CaSO3在CaCO3表面沉淀，形成一層外殼，使得CaCO3顆粒純化，抑制化學(xué)反應(yīng)的進行，同時將引起結(jié)垢和堵塞故障。
從整個Ca-SO2-SO3-H2O體系吸收液與SO2平衡分壓的關(guān)系來看，PH值降低，SO2的平衡分壓增大。例如PH=5時，PSO2為287mg/m3;而PH=5.8時，PSO2為28.7mg/m3。所以，若要獲得較高的脫硫效率，順用較高的PH值吸收液。操作中控制吸收液PH值為6左右，而吸收塔出口處則要求PH值高于6。
2.2 石灰石的類型及粒度
石灰石的類型和粒度直接影響其溶解速度。白堊比普通的石灰石易粉碎，可以提高脫硫效率，減少石灰石的消耗量。減少石灰石粒度，可以加快其溶解速度，同時增大與SO2的接觸面積，有利于脫硫。一般石灰石粒度取50-70um。
2.3 溫度
降低煙氣溫度，SO2的平衡分壓隨之降低，有助于提高脫硫效率，但溫度過低則影響H2SO3與CaCO3或Ca(OH)2之間瓣反應(yīng)速度，使反應(yīng)設(shè)備增大。因此，一般控制反應(yīng)溫度即煙氣溫度為50-60度。
2.4 液氣比(L/V)
液氣比除對吸收推動力存在影響外，對吸收設(shè)備的持液量也有影響。增大液氣比對吸收有利。當PH=7，液氣比(L/V)值為15時，脫硫率接近99%。
2.5 CaSO3的氧化
將吸收塔內(nèi)循環(huán)使用的吸收液的一部分送入氧化塔內(nèi)氧化。在這一部分吸收液中除了含有CaSO3、CaSO4以外，還含有少量未反應(yīng)的CaCO3。為了使之全部轉(zhuǎn)變成石膏。一般吸收液送入氧化塔時的PH值控制在3.0-4.5。
氧化塔內(nèi) 的CaSO3的氧化速率有如下關(guān)系式：
0.8VLa（S/C）
Gu=-----------
PLL
式中Gu—被吸收的O2量，g/-(h.m2);
VL—液體流速，m3/(m3.h);
a—t/50，其中t為溶液的平均溫度;
S/C—硫與堿的摩爾比;
PL——溶液密度，kg/m3;
uL—溶液粘度，Pa.S。
另外，若溶液中Mn2或Fe催化劑存在，也可以加速氧化過程的進行。
三、工藝流程及設(shè)備選擇
3.1 濕式石灰石—石膏法脫硫工藝流程
約90-150度的煙氣經(jīng)冷卻器洗滌冷卻，大部分粉塵被除去，溫度降至50-60度，然后被導(dǎo)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)與灰漿液接觸，煙氣中二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣等而從氣體中除去。經(jīng)除霧器排氣除霧后經(jīng)煙囪排放。從吸收塔導(dǎo)出的含有亞硫酸鈣的吸收液大部分循環(huán)使用，其中小部分調(diào)節(jié)PH值且送入氧化塔內(nèi)氧化。吸收液中的亞硫酸鈣與送入氧化塔的微小空氣泡充分接觸，氧化成石膏，然后連同殘液一起送到過濾機分離，獲得副產(chǎn)品石膏。剩余濾液大部分返回吸收塔。為了防止不純物質(zhì)在吸收中蓄集，小部分被排入排水系統(tǒng)，待處理之后排放。
石灰石濕式洗滌法的主要缺點是裝置容易積垢堵塞。造成積垢堵塞的固體沉積，主要以三種方式出現(xiàn)：因溶液或料漿中的水分蒸發(fā)而使固體沉積;Ca(OH)2或CaCO3沉積或結(jié)晶析出;CaSO3或CaSO4從溶液中結(jié)晶析出，石膏“晶種”沉積在設(shè)備表面并生長，形成結(jié)垢堵塞。為防止固體沉積，特別是防止CaSO4的結(jié)垢，除使吸收器應(yīng)滿足持液量大、氣液相同相對速度高、有較大的氣液接觸表面積、內(nèi)部構(gòu)件少、壓力降小等條件外，還可以采用控制吸收液過飽和和使用添加劑等方法。
3.2 主要工藝技術(shù)參數(shù)
主要工藝技術(shù)參數(shù)如下：
處理煙氣量 90-*104Nm3/h
煙氣溫度(主排煙風(fēng)機出口) 90-120度
瞬時高溫(主排煙風(fēng)機出口) 150度
SO2入口嘗試 <1500mg/Nm3
SO2出口濃度 <100mg/Nm3
脫硫率 >90%
粉塵入口濃度 <100mg/Nm3
除塵排放濃度 <30mg/Nm3
鈣硫比 <1.03
脫硫劑石灰石粉(CaSO3含量>90%)
脫硫劑粒度 90%通過250目
副產(chǎn)物石膏品位純度>90%(含水率<10%)
3.3
(1)增壓風(fēng)機。為克服脫硫裝置增加壓力，置冷卻器之前，補償脫硫裝置的壓力損失，型式多為靜壓可調(diào)軸流風(fēng)機。
(2)冷卻器。冷卻器的作用--是降低排煙溫度，以提高吸收塔的脫硫效率;二是除去影響石膏質(zhì)量的粉塵、氟(F)、氯(CI)等物質(zhì)。冷卻水可使用一般工業(yè)用水，也可以使用與吸收系統(tǒng)相同的吸收液。冷卻器的形式為二級冷卻。冷卻器的除塵性能與操作時液氣比(L/G有關(guān)。冷卻塔腐蝕、磨損較嚴重，因而設(shè)計時采取加襯里等措施。
(3)吸收塔。吸收塔是脫硫關(guān)鍵，吸收塔的型式與吸收液的性狀和系統(tǒng)的流量有關(guān)，各廠商都有各自的特點。
(4)石膏脫水機。型式為真空式過濾器，能力1.5t/h,過濾面積2m2，共2套。
隨著環(huán)保要求的不斷提高，我國燒結(jié)廠廢氣治理技術(shù)通過實驗研究、生產(chǎn)實踐和學(xué)外*技術(shù)。在不斷改進原料條件、生產(chǎn)工藝使廢氣原始污染物減少的同時，除塵脫硫技術(shù)裝備水平和效果也在逐步實施，燒結(jié)廠脫硫技術(shù)的實踐，必將推動鋼鐵企業(yè)脫硫技術(shù)的進展。

煙氣濕式脫硫技術(shù)在燒結(jié)廠的應(yīng)用

大氣污染治理指南：