石灰粉在烟气脱硫（FGD）系统中的应用与环保价值

石灰粉（主要成分为氧化钙，CaO）在烟气脱硫（FGD）系统中作为核心吸收剂，通过与二氧化硫（SO₂）发生化学反应生成石膏（硫酸钙，CaSO₄·2H₂O），实现硫的固定与资源化利用。其应用与环保价值可从技术原理、工艺优势及环境效益三方面展开分析。

一、技术原理：化学吸收与氧化结晶的协同作用

石灰粉在FGD系统中的应用基于以下化学反应路径：

1. 吸收剂制备：石灰粉经消化处理（加水反应）生成氢氧化钙浆液（Ca(OH)₂），作为吸收剂泵入吸收塔。

2. SO₂吸收：烟气中的SO₂溶于水生成亚硫酸（H₂SO₃），随后与Ca(OH)₂反应生成亚硫酸钙（CaSO₃）：

3. 氧化结晶：鼓入空气将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并结晶形成石膏：

石膏可通过脱水处理（如水力旋流器+真空皮带过滤）实现资源化利用，例如作为建筑材料或水泥缓凝剂。

二、工艺优势：*、适应性强与经济性

1. 脱硫效率高：
   石灰粉基FGD系统脱硫效率可达95%以上，满足严格环保排放要求。其*性源于：
   • 逆流喷淋设计：烟气与吸收浆液逆向接触，增加传质面积；
   • 多层喷淋层：系统配备3-5台浆液循环泵，对应多层雾化喷淋层，可灵活调整运行层数以适应负荷变化；
   • 二级除雾器：控制出口烟气游离水分≤75mg/Nm³，减少“石膏雨”现象。
2. 适应性强：
   • 煤种兼容性：适用于高硫煤（含硫量＞2%）及低硫煤，对煤质波动不敏感；
   • 负荷调节范围广：可在30%~100%额定蒸发量下稳定运行，满足电网调峰需求；
   • 工艺灵活性：可与其他脱硫技术（如循环流化床法）结合，提升综合脱硫效率。
3. 经济性显著：
   • 原料成本低：石灰石（CaCO₃）资源丰富，价格仅为氨基脱硫剂的1/10~1/5；
   • 副产物价值：石膏可替代天然石膏用于建材行业，每吨脱硫石膏可节约资源成本约50元；
   • 运行可靠性高：系统可利用率达98%以上，维护成本较湿法脱硫降低约15%。

三、环境效益：减排、节能与循环经济的典范

1. 大气污染防控：
   • SO₂减排：以燃煤电厂为例，单台1000MW机组采用石灰粉FGD系统，年可减少SO₂排放约3万吨，相当于减少酸雨形成面积超100平方公里；
   • 协同除尘：系统可进一步去除烟气中90%以上的粉尘，PM2.5排放浓度可降至5mg/Nm³以下。
2. 水资源保护：
   • 废水循环利用：通过废水处理系统（如石灰沉淀+氢氧化钠除重金属），实现90%以上废水回用，减少新鲜水消耗；
   • 防渗设计：吸收塔及管道采用S6级防渗标准，避免地下水污染。
3. 循环经济推动：
   • 石膏资源化：全国脱硫石膏年产量超1亿吨，其中70%用于水泥缓凝剂、纸面石膏板等建材生产，减少天然石膏开采；
   • 固废协同处置：部分系统可处理工业废渣（如电石渣），实现“以废治废”。