石灰法是常用的烟气脱硫技术之一,它利用石灰(主要成分为氧化钙CaO)作为吸收剂,与烟气中的二氧化硫(SO₂)发生化学反应,生成硫酸钙(CaSO₄),即石膏,从而实现脱硫的目的。其化学反应方程式可以简化表示为:
CaO + SO₂ → CaSO₃
生成的亚硫酸钙(CaSO₃)在烟气中与氧气反应,进一步氧化成稳定的硫酸钙(CaSO₄):
2CaSO₃ + O₂ → 2CaSO₄
为了方便理解和计算,我们可以将上述两步反应合并,得到总的化学反应方程式:
CaO + SO₂ + 1/2O₂ → CaSO₄
这个公式清晰地展示了石灰法除硫的基本原理:每消耗1摩尔的氧化钙(CaO),可以脱除1摩尔的二氧化硫(SO₂),并生成1摩尔的硫酸钙(CaSO₄)。
在实际应用中,我们可以根据烟气流量和二氧化硫浓度,通过简单的比例计算来确定所需的石灰石量。例如,如果每小时有1000立方米烟气,其中SO₂浓度为0.5%,那么每小时需要脱除的SO₂量为:
1000 m³/h × 0.005 = 5 m³/h
假设烟气密度为1.2 kg/m³,则每小时需要脱除的SO₂质量为:
5 m³/h × 1.2 kg/m³ = 6 kg/h
根据化学反应方程式,1摩尔的CaO可以脱除1摩尔的SO₂。CaO的摩尔质量为56 g/mol,SO₂的摩尔质量为64 g/mol,因此,脱除1 kg SO₂需要:
(56/64) kg CaO = 0.875 kg CaO
所以,每小时需要石灰石的质量为:
6 kg SO₂/h × 0.875 = 5.25 kg CaO/h
这个计算过程非常简单,只需要知道烟气流量、SO₂浓度和化学反应方程式,就可以快速估算出所需的石灰石量。当然,实际应用中还需要考虑石灰石的纯度、反应效率等因素,但这个超简单的计算公式为我们提供了一个快速估算的依据。