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三、影响吸收过程的因素
影响反应进行的因素一般有以下几点:
3.1 吸收液的PH值
吸收液的PH值对脱硫效果的影响极大,而且对各反应步骤的反应速度与PH值的关系见图2.其中(1)-(4)与图中的历程相对应。(1)是气膜内物质移动速度;(2)是液膜内物质移动速度;(3)是H及SO生成速度;(4)是石灰石溶解速度(石灰石粒径为50um、浓度5%)。由此可见,当烟气中的SO2浓度为2860mg/m3时,(3)和(4)交点处PH值为5.5。当吸收液的PH值小5.5于时,总反应速度受(3)即H2SO3的离解速度所控制,当PH>5.5时,石灰石粉未的溶解速度则起主要控制作用。
随着吸收反应的进行,在CaCO3颗粒表面生成CaSO3。如表2所示,PH值升高,CaSO3的熔解度明显下降,造成CaSO3在CaCO3表面沉淀,形成一层外壳,使得CaCO3颗粒纯化,抑制化学反应的进行,同时将引起结垢和堵塞故障。
从整个Ca-SO2-SO3-H2O体系吸收液与SO2平衡分压的关系来看(见图3),PH值降低,SO2的平衡分压增大。例如PH=5时,PSO2为287mg/m3;而PH=5.8时,PSO2为28.7mg/m3。所以,若要获得较高的脱硫效率,顺用较高的PH值吸收液。操作中控制吸收液PH值为6左右,而吸收塔出口处则要求PH值高于6。
3.2 石灰石的类型及粒度
石灰石的类型和粒度直接影响其溶解速度。白垩比普通的石灰石易粉碎,可以提高脱硫效率,减少石灰石的消耗量。减少石灰石粒度,可以加快其溶解速度,同时增大与SO2的接触面积,有利于脱硫。一般石灰石粒度取50-70um。
表2 PH值对CaSO3.1/2 H2O和CaSO4.2 H2O溶解度的影响(50度)
3.3 温度
降低烟气温度,SO2的平衡分压随之降低,有助于提高脱硫效率,但温度过低则影响H2SO3与CaCO3或Ca(OH)2之间瓣反应速度,使反应设备增大。因此,一般控制反应温度即烟气温度为50-60度。温度与净化SO2效率关系见图4。
3.4 液气比(L/V)
液气比除对吸收推动力存在影响外,对吸收设备的持液量也有影响。增大液气比对吸收有利,如图5所示。当PH=7,液气比(L/V)值为15时,脱硫率接近100%。
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