烟气脱硫氧化剂
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烟气脱硫氧化剂
一、技术背景
在烟气湿法脱硫中，亚硫酸盐的氧化是个重要的副反应。用石灰或石灰石浆液洗涤时，CaSO4·2H2O在洗涤器及除雾器上的积垢成为一严重问题。烟气脱硫氧化剂作为浆液洗涤系统的氧化剂通过实验已被确认有效。它可降低石膏的饱和度，从而减少水垢、提高石膏的脱水性能，还可提高SO2的脱除率。消除石灰石浆液的石膏垢。
二、烟气脱硫氧化剂的作用
石灰石浆液系统不加烟气脱硫氧化剂时，操作过程中亚硫酸盐的氧化率为17～20%，石膏饱和度达100%，出现石膏垢，加入烟气脱硫氧化剂时，则整个操作过程中石膏的饱和度小于100%而无石膏垢产生。当烟气脱硫氧化剂维持较高水平时，对石灰石系统的石膏脱水率均有提高，而且SO2脱除率及石灰石利用率亦可提高，如石灰石系统同时存在较高水平的Cl-含量，则加入烟气脱硫氧化剂的效果更突出。
三、烟气脱硫氧化剂的氧化
在石灰石浆液洗涤系统，氧化反应的速率与烟气脱硫氧化剂的浓度呈复杂的函数关系。没有烟气脱硫氧化剂存在时，吸收塔中氧的吸收控制了氧化过程，燃烧高硫煤所得烟气其浆液氧化率约为15～30%，如烟气脱硫氧化剂浓度合适，则浆液的氧化可被完全控制，但储槽及稠厚器中的氧化将受氧供给量限制。储槽中氧的最低供给量就是吸收塔出口处溶液中氧的溶解量。当烟气含氧为10%时，其溶解量大约为0.1mM。如液面被晃动或暴露于空气中，则氧含量增加。在维持高烟气脱硫氧化剂的情况下，氧化过程受动力控制。没有烟气脱硫氧化剂时，氧化速率一般为10～20mM/h，有烟气脱硫氧化剂时，则减为0.5～4 mM/h，PH值较高时烟气脱硫氧化剂需用量较大。如石灰石浆液洗涤系统含有较高浓度的Cl-时，因Ca2+降低了S（IV）的溶解度，烟气脱硫氧化剂需用量减少。
四、石膏饱和度和结垢
在石灰石浆液洗涤操作中，亚硫酸盐氧化度低于所吸收的SO2的15～20%时一般不会产生石膏垢，因为这时溶液中硫酸钙和半水硫酸钙形成固溶体而沉淀，使硫酸钙处于不饱和状态。石膏（CaSO4·2H2O）饱和度（RSRyp）可由溶液的分析确定，以摩尔/立升（M）表示。
五、石膏脱水
亚硫酸钙石膏的脱水性能随其中硫酸钙含量的减少而提高。亚硫酸钙的晶体因石膏（溶解的硫酸钙）饱和度的增加而受阻。发现硫酸钙晶体能阻碍晶面的成长速率，各个镜片的厚度随固体硫酸钙含量的减少而增加。在维持低氧化度的操作条件下，可改善石灰石-石膏湿法烟气脱硫中石膏的脱水性能。石灰石洗涤系统最早证实了在有过量的烟气脱硫氧化剂存在时，石膏中固体含量可以提高，例如他们采用2mM烟气脱硫氧化剂，使石膏中固体含量从65%提高到85%，而当氧化产物大于10-6M3/h时，初始沉降速率从0.35cm/min提高到0.65cm/min。
六、SO2的脱除和石灰的利用
在一些系统中，电荷平衡要求溶解的硫酸钙和钙之比大于1（且2（﹝Mg2+﹞+﹝Na+﹞>﹝Cl-﹞）。这样溶解的钙明显减少，石膏饱和度下降（由于加入烟气脱硫氧化剂或其他原因），结果加快了SO2的脱除和石灰石的溶解。在试验中添加了6mM的烟气脱硫氧化剂，使溶解的钙从22mM降到3mM.试验中虽加入氯化物，其石灰石系统溶解的钙从25mM降到6mM.。减少钙，提高碱性亚硫酸钙的溶解量，可使SO2的脱除率提高。此外，亚硫酸钙的溶解使洗涤器内传质过程中的液膜阻力下降，这种影响对石灰石-石膏湿法脱硫的系统尤为明显。减少钙离子浓度可提高石灰石的溶解度，并使贮槽中平衡液的PH值增加。
七、技术特点
1、烟气脱硫氧化剂是一种亚硫酸钙氧化的有效氧化剂。其氧化效率正比于烟气脱硫氧化剂与亚硫酸之比值。也与石灰石浆液中的氧化产物、钙的溶解度以及贮槽中SO2的捕集量（决定于氧化产物）大致成比例。在含Cl-较高的石灰石洗涤系统中效果最明显。
2、在石灰石浆液洗涤系统 ，即使烟气脱硫氧化剂的氧化产物低到0.3×10-6M3/h，仍可明显降低石膏的饱和度，从而消除了石膏垢。
3、在烟气脱硫氧化剂含量高的石灰石洗涤系统，石膏脱水率得到提高。试验中使其氧化产物达10-6M3/h，石膏中固体含量从原来的65%提高到85%，而沉降速率从0.35cm/min提高到0.65cm/min，试验当氧化产物为4×10-6M3/h时，石膏中固体含量从55%增至75%，沉降速率从0.6 cm/min提高到3 cm/min.
4、由于洗涤器中添加了烟气脱硫氧化剂，使溶解的钙维持适量，可提高脱硫率及石灰石利用率。吸收塔中含有少量Cl-可提高石灰石利用率。
5、烟气脱硫氧化剂可取代现有的氧化风机氧化方式，节约厂用电，降低运行费用，提高石膏脱水率，减少石膏垢在脱硫塔除雾器、喷嘴及脱硫系统的结垢。
