1 ．概述

目前，全世界投入实用且成熟的烟气脱硫（ FGD ）技术不下几十种，主要分为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法（石灰石－石膏法）是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的 85% ，应用的单机容量已超过 1000MW 。其脱硫副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法，主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题，设备投资较大，运行费用较高，对占地和供水要求大，宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组；干法、半干法的优点是投资和占地较省，但效率一般低于湿法，对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。

拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上，例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用单回路喷淋空塔，有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于结垢堵塞问题，已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，故使用最为广泛。

1 ． 1 脱硫岛的基本概念

• 1 脱硫岛的构成

石灰石－石膏湿法脱硫系统（即脱硫岛或称 FGD 系统）是一个完整的工艺系统，一般分成以下几个分系统：烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等。

脱硫岛的主要设备一般有导入烟道、旁路烟道、升压（增压）风机、烟气换热器（ GGH ）、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、石灰石给料（粉仓）系统、旋流器、真空泵、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵、罐、槽等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备及 DCS 、消防及火灾报警等辅助系统。

除以上系统之外，石灰石－石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内。

1.1.2 脱硫岛的原料和产品

电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫（ SO 2 ）的烟气 , 通过合理的工艺流程和可靠的设备 , 进行净化处理，除去其中绝大部分 SO 2 , 然后再排入大气环境中。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法工艺）是指：利用石灰石（ CaCO 3 ）细粉和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的 SO 2 反应，降低烟气中 SO 2 的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏（见参考流程图和平面布置图）。

湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂，价廉易得。先将石灰石破碎磨细成粉状，然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰 (CaO) 作吸收剂 , 吸收能力和吸收速度更强。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的 SO 2 溶于水，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙 , 然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴，经烟气换热器加热升温后排入烟囱。

湿法工艺的唯一产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率较高。

1.1.3 脱硫反应原理

石灰石－石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：

（ 1 ）在脱硫吸收塔内，烟气中的 S0 2 首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：

SO 2 ＋ H 2 O → H 2 SO 3 → H ＋＋ HSO 3 － → 2H ＋＋ SO 3 2 －

（ 2 ）与吸收塔浆液中的 CaCO 3 细颗粒反应生成 CaSO 3 · 1/ 2H 2 O 细颗粒：

CaCO 3 ＋ 2H ＋ → Ca 2+ ＋ H 2 O ＋ CO2 ↑

Ca 2+ ＋ SO 3 2- → CaSO 3 · 1/ 2H 2 O ↓ ＋ H ＋

• CaSO 3 · 1/ 2H 2 O 被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏 CaSO 4 · 2H 2 O

HSO 3 －＋ 1/2 O 2 → H + ＋ SO 4 2-

Ca 2+ ＋ SO 4 2- ＋ 2H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O ↓

上述反应中第一步是较关键的一步，即 S0 2 被浆液中的水吸收。根据 S0 2 的化学特性， S0 2 在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分 S0 2 吸收下来。

但随着浆液中 HSO 3 －和 SO 3 2 －离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的 HSO 3 －和 SO 3 2 －离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。

1 ． 2 ．设计的条件

• 吸收剂的参数

编号	项目	单位	数据	备注
(1)	CaO	%	>52.5
(2)	MgO	%	<0.2
(5)	SiO 2	%	<1.5
(7)	细度 ( 325 目过筛率≮ 90% )	μ m	≯ 43

• 工艺水的参数

项目	单位	设计水质	校核水质
PH	PH	7.59	7.59
全固形物	mg/l
可溶固形物	mg/l	1668	1668
悬浮物	mg/l	101	101
灼烧减量	mg/l
总碱度	mmol/l	4.53	4.53
OH －	mmol/l
HCO 3 -	mmol/l	180	180
CO 3 2-	mmol/l
总硬度	mmol/l	10.62	10.62
Na +	mmol/l	1006.9	1263.5
Ca 2+	mmol/l	280.44	344.4
Mg 2+	mmol/l	197.88	243.00
Fe 3+	mg/l
SO 4 2-	mg/l	566.35	695.5
Cl －	mg/l	1995.20	2450.2
NO 3 -	mg/l	0.62	1.5
NO 2 -	mg/l
NH 4 +	mg/l	1.44	1.44
COD MN	mg/lO 2

1 ． 3 ．性能指标

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1 ．概述

1 ． 1 脱硫岛的 基本概念

1 ． 2 ．设计的条件

1 ． 3 ．性能指标

1 ． 1 脱硫岛的基本概念