烟气脱硫技术范文
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篇1
中图分类号：TF704.3 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）02-0-01
一、引言
随着人们环境意识的不断增强，减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关注，为了寻求解决这一污染措施，已成为当代科技研究的重要课题之一。因此控制SO2的排放已成为许多国家专家所关注的问题。
二、烟气脱硫技术的发展
烟气脱硫经过了近几十年的发展已经成为一种成熟稳定的技术，在世界各国的燃煤电厂中各种类型的烟气脱硫装置已经得到了广泛的应用。从烟气脱硫技术的种类来看，除了湿式洗涤工艺得到了进一步的发展和完善外，其他许多脱硫工艺也有一定的研究，并有一部分工艺在燃煤电厂得到了使用。烟气脱硫技术是控制SO2的有效手段之一。最常用的方法是按照吸收剂和脱硫产物的状态进行分类可以分为三种：湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。[1]
三、烟气脱硫技术
1.湿法烟气脱硫
湿法烟气脱硫特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、如用石灰做脱硫剂时，当Ca:S=1时，即可达到百分之九十以上[2]的脱硫率。但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初次投资大，一般适用于大型电厂。
最常用的湿法烟气脱硫技术有石膏脱硫法、氨水洗涤脱硫法等。通过石膏脱硫法的原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度，结晶形成为二水石膏。经过吸收塔排出的石膏浆液浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，我们再一次经过换热器加热升温，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率已经大于95%。[3]
2.半干法烟气脱硫
半干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂以浆液状态进入吸收塔(洗涤塔)，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、烟道喷射脱硫等。
(1)喷雾干燥法。喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴，雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积，在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等，目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下，此种方法的脱硫率65％～85％。其优点：脱硫是在气、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的CaSO3、CaSO4，易处理，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。缺点：自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，吸收效率不是很高。所以，选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。
(2)半干半湿法。半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间，该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是：投资少、运行费用低，脱硫率虽低于湿法脱硫技术，但仍可达到70％，并且腐蚀性小、占地面积少，工艺可靠。工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比，省去了制浆系统，将湿法脱硫系统中的喷入Ca(OH)2：水溶液改为喷入CaO或Ca(OH)2粉末和水雾。与干法脱硫系统相比，克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点，提高了脱硫剂的利用率，且工艺简单，有很好的发展前景。
(3)烟道喷射半干法烟气脱硫。该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫，不需要另外加吸收容器，使工艺投资大大降低，操作简单，需场地较小，适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液，浆滴边蒸发边反应，反应产物以干态粉末出烟道。
3.干法烟气脱硫
干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂进入吸收塔，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程，干法脱硫技术与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。
常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。
(1)活性碳吸附法。原理：SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3)，再与水反应生成H2SO4，饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生，同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4，液态SO2和单质硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫资源。
(2)电子束辐射法。原理：用高能电子束照射烟气，生成大量的活性物质，将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2)，进一步生成H2SO4和硝酸(HNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。
(3)金属氧化物脱硫法。原理：根据SO2是一种比较活泼的气体的特性，氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对SO2起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与SO2发生化学反应，生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫的方法，虽然没有污水、废酸，不造成污染，但是此方法也没有得到推广，主要是因为脱硫效率比较低，设备庞大，投资大，操作不易，成本高，此方法利用的较少。
四、烟气脱硫技术发展的趋势
现在已经有的各种技术都有自己的优势和缺陷，我们要从投资、运行、环保等各方面综合考虑选择一种合适的脱硫技术。随着科技的发展，某一项新技术的产生都会涉及到不同的学科，因此，留意其他学科的最新进展与研究成果，并把它们应用到烟气脱硫技术中是开发新型烟气脱硫技术的重要途径，各种烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益，但是还有一些不足，随着生物技术及高新技术的不断发展，电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。
参考文献：
[1]陈兵,张学学.烟气脱硫技术研究与进展[J].工业锅炉.2002,74(04):6-10.
篇2
关键词：烟气脱硫; 工艺和设备; 研究进展
中图分类号：S232文献标识码： A
引言
在相当长的一段时间里，我国的能源将以消耗煤炭的火力发电为主。其装机容量和发电量均占全国的80% 左右，是名副其实的煤炭消耗大户。因此，我国的二氧化硫主要是来自于煤炭的大量燃烧，而火力发电产生的二氧化硫是大气中二氧化硫的主要来源。能够对火力发电中二氧化硫进行合理的控制，就能有效地减少酸雨发生，利于环境保护。对于促进火力发电的长期持续健康地发展，实现经济效益和环境的全面协调发展具有十分重要的作用。
一、系统的组成及设备
1、系统组成
烟气脱硫系统一般由石灰石与浆液制备系统、脱硫系统、石膏脱水系统组成。这三部分需要根据具体的情况而定，可以外购石灰粉直接将其配成浆液，石膏的脱水需要根据市场来确定。烟气脱硫系统包括以下部分：由烟气通道、膨胀节、脱硫风机、换热器和脱硫塔等组成的烟气系统；浆液循环系统，石膏浆的派出系统，强氧化系统，冲洗水系统。
2、系统设备
烟气系统最主要的系统是脱硫风机，其类型有三种：离心风机、动叶/静叶可调轴流风机。各有各的特点，需要根据具体的情况进行选定。由于脱硫风机与锅炉的引风机都是进行串行连接的，所以，它们的选型基本相同。有些时候也可以将他们合并为一台。典型的脱硫系统，风机的配置主要有四种：进口侧、出口侧、处理过的烟气进口侧、出口侧。原烟气进口侧：烟气是干的，温度高，含有大量的粉尘，流量大，风机的容量要大，耗电量高，磨损重。出口侧：温度低，烟气量较少，需要注意两个方面：由于密封气体是湿气，经过反应之后，会腐蚀设备；由于硫风机在出气口侧，原烟气处于负压状态，可能带入部分湿烟气，造成腐蚀。因此都需要进行防腐蚀。净气进口侧：烟气的温度低，为饱和的湿润气，烟气量较小，呈酸性，需要考虑防腐蚀，另外，由于净气侧的压力较大，如果密封性不好，可能造成湿润气泄漏，因此，出气口侧需要做防腐处理。净气出口侧：温度约在80 度左右，湿度较大，气流量较大，气压较大，容易造成净气泄漏，需要考虑进行考虑防腐措施，并会造成脱硫率下降等后果。通过以上的叙述，可以得出：脱硫风机需要优先考虑原烟气进气口，虽然具有风量大、能耗高等缺点，因风机不需要防腐处理，成本相对较低，维护的任务较少，利于生产者的管理，同时，在国内就能够采购，利于实现国产化。
脱硫塔是脱硫系统的核心设备。种类较为繁多，当前使用广泛的是空塔及其类似的设备。空塔是由浆液槽、强氧化喷嘴、浆液搅拌器等组成，浆液槽分为氧化和结晶两个部分，烟气进入之后，与浆液进行充分地接触，完成去尘，去二氧化硫的过程，此过程也叫绝热蒸发过程，高温烟气经过不断地蒸发，然后冷却至绝热饱和状态，经过捕沫器，通过气液分离出塔。
浆液吸收二氧化硫之后，由于重力的作用，进入氧化区，在此完成大部分的反应，并生成亚硫酸盐，然后进行氧化，进入结晶区，结晶成石膏晶体。里面设置有搅拌器，主要是用来提高对其的氧化，防止浆液结晶，保证系统的正常运行，并为石膏地浓缩创造条件。其主要的参数有：气流速度，浆液速度，烟气的温度等。
二、主要的湿法烟气脱硫技术
1、石灰石/石灰湿法脱硫工艺
石灰石/石灰湿法脱硫工艺是最早采用的烟气脱硫工艺之一，广泛应用。根据脱硫产物处理方式的不同，分为石灰石/石灰抛弃法、石灰/亚硫酸钙法和石灰/石灰石-石膏法3 种。石灰石/石灰抛弃法是以石灰石或石灰的水浆液作脱硫剂，在吸收塔内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，SO2与吸收剂中的碱性物质发生反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙而将SO2除去。副反应产品是未氧化的亚硫酸钙和自然氧化产物石膏的混合物，无法进行再利用，只能以回填法或不渗透池存储法抛弃，占用大量土地面积，把气体污染转化成了固体废弃物污染，副产物得不到回收利用，这在资源日益缺乏的现在不值得提倡。
石灰-亚硫酸钙法是利用石灰或石灰石生成浆料，将烟气通入洗涤剂中，与之反应，形成可利用的亚硫酸钙。石灰/石灰石-石膏法是目前世界上最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，该工艺是用30% 的石灰或石灰石浆与含SO2的烟气在吸收塔内反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后以石膏的形式回收。石灰/石灰石法脱硫技术应用广泛，脱硫效果较好，且石灰石廉价易得，但整个脱硫装置体积庞大，能耗较高，且脱硫后产品绝大多数弃置不用，造成硫资源的浪费，这与当前倡导的循环经济不符。
2、湿式氨法脱硫技术
湿式氨法脱硫即用氨水等氨类碱性溶液作为吸收剂吸收烟气中的SO2的脱硫技术。在氨吸收法中，因吸收液再生方法不同而形成不同的脱硫方法，其中以氨-酸法、氨-亚硫酸铵法和氨-硫铵法比较成熟。氨-酸法是以氨水或碳酸氢铵水溶液为吸收剂来吸收SO2，吸收液亚硫酸盐用酸分解( 如90% ～93%的硫酸) ，得高浓度SO2气体，经氨蒸发、常压冷冻的液化处理，得无色透明的液体SO2，分解后的母液用来制取硫铵。氨-酸法具有工艺成熟、设备简单、操作方便、可副产化肥等优点。但该法需消耗大量的氨和硫酸，对不具备这些原料的冶金、电厂等部门，推广应用有一定困难。氨-亚硫酸铵法以碳酸氢氨等的水溶液为吸收剂，吸收SO2后吸收液不用酸分解，而是直接将母液加工成亚硫酸铵( 简称亚铵) 作为产品。氨-亚硫酸铵法流程简单，可减少硫酸和氨的消耗，且气氨、氨水和固体碳酸氢铵均可作为氨源，既可生产液体亚胺，又可以制取固体亚胺。氨-硫氨法是以工业氨水为吸收剂，将氨吸收后的含亚硫酸铵的母液直接用空气氧化，制得副产品硫酸铵。该法和氨-亚硫酸铵法相比较是一种简便的方法，但副产品硫铵销路不好，存在治理经济不佳的问题。用氨作SO2的吸收剂，与其它碱类相比，主要优点是脱硫费用低，脱硫剂利用率高和脱硫效率高，且吸收剂可以留在成品内，以氮肥的形式使用。但氨易挥发，使吸收剂的消耗量增加。
3、双碱法烟气脱硫技术
双碱法是用碱金属盐类，如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等水溶液作为吸收剂，与含SO2的烟气在吸收塔中接触发生反应，烟气中的SO2被吸收掉，然后脱硫废液在另一反应器中再与第二碱( 通常为石灰石或石灰) 反应，使溶液得到再生，再生后的吸收液循环利用，同时产生亚硫酸钙( 或硫酸钙) 不溶性沉淀。根据脱硫过程中所使用的第一碱和第二碱的不同，双碱法有多种组合，如钠钙双碱法、碱性硫酸铝法等，其中最常用的是钠钙双碱法，它采用纯碱吸收SO2，吸收液用石灰进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物，再生后的吸收液返回吸收系统循环使用。与石灰石/石灰法相比，双碱法的优点是: 钙基脱硫渣在反应池中而非塔内生成，大大减少结垢机会; 钠基清液吸收SO2速率快，故可用较小的液气比达到较高的脱硫率; 对脱硫除尘一体化技术而言，可避免未反应完的石灰颗粒混在沉灰池的灰渣中，而提高石灰利用率。
结束语
总之，对于烟气脱硫技术，还需要进一步改进现有工艺，探索新技术，开发新设备，开发新的脱硫吸收剂和性能优良的新吸附剂，从而强化吸收效果，提高脱硫率，克服现有脱硫工艺及设备的缺陷，降低脱硫费用，以增进其推广应用; 其次，力求使烟气脱硫工艺向着可回收利用和可再生脱硫方向发展，实现绿色、环保、高效脱硫，这也是烟气脱硫技术的发展趋势。
参考文献
[1] 杨慧谷. 烟气脱硫技术主要技术及其应该[J]. 电力环境保护，2006（02）.
篇3
关键词：催化裂化装置；烟气；脱硫脱氮技术
催化裂化装置之中所使用的原料油中一般包含着许多含硫化合物，并且在整个反应过程中转化成为硫化氢等成分存在于生产的成品和焦炭之中。但是含硫的焦炭一旦在再生器之中发生氧化反应，排出的废气将会直接污染大气。因为在整个催化裂化过程之中，出现的氮氧化物主要来自含氮化合物，所以对于大气的污染不容我们忽视。如何对于烟气进行脱硫脱氮，是目前炼油行业中高度关注的课题。而现阶段社会中存在着多种脱硫脱氮技术，我们对其进行分析，从而选择合适的处理方案。
1 催化裂化装置烟气脱硫脱氮技术的简要分析
1.1 脱硫
现阶段我国流行对烟气进行脱硫的技术有三种，分比为干法、半干法和湿法。这三种方法不同之处在于选择使用的吸收剂不同，干法主要使用的是例如石灰石等干粉来作为主要的吸收剂，使用回收系统对于吸收剂的颗粒进行回收。而半干法则是将一些湿的吸收剂制作成为干剂进行吸收。而湿法则是采用液体作为主要的吸收剂进行吸收。
干法脱出的硫产物一般呈现出一种干燥的粉状，工艺十分的简单，并且所需要的成本少，但是产物的利用率也明显低于其他的方式，甚至可能会出现二次污染的情况。而利用湿法进行脱硫，不仅仅能够脱硫还能够脱出颗粒物，甚至利用液体处理系统来去除二次污染的危险。
现阶段国内主要使用的方法是利用国外的湿法技术，主要技术有以下几种：
（1）EDV脱硫技术
这一技术只要是利用洗涤系统和处理洗涤液双重系统构成，洗涤系统主要使用的是喷林塔、过滤器以及分离液滴器组成。使用的吸收剂一般是使用NaOH，并且效率极高，一般≥95%。
（2）LABSORBTM再生式二氧化硫脱除工艺
这一工艺主要是在洗涤器中循环使用吸收剂磷酸钠溶液，并且与烟气中的SO2产生反应，从而将其脱出，继而将溶液流入再生装置之中。一般的脱除率维持在90%至95%之间，成本投入小，工作效率高都是它突出的优势。
1.2 脱氮技术
脱氮主要是使用物理化学过程，将烟气中的NO3加以还原或者氧化继而去除，主要有以下三种技术：
（1）催化脱氮技术
这一技术主要是将氨气稀释进入水蒸气之中，然后注入到烟气之中去脱氮，在此反应之下生成氮气和水。一般使用的催化剂为金属氧化物。
（2）非催化脱氮技术
这一技术主要是将还原剂喷入炉内，与NO3选择性的发生反应，这一技术并不适用催化剂，但是对于温度的要求极高，一般维持在850℃～1100℃之间。
（3）低温氧化技术
这一技术是在烟气温度饱和之后，在臭氧器之中产生臭氧，并且在被氧化之后使用胆酸盐的形式使用洗涤剂进行洗除。
2 两种技术之间的比较和选择
现阶段我国国内主要使用的是湿法工艺装置，并且在脱除SO2的同时还要一起将NO3以及颗粒物脱除。
2.1 动力波逆喷塔脱硫技术
一般是将催化烟气加热到200℃，并且烟气直接从管道的顶部进入到塔内，继而接触塔内的液体形成泡沫区域，在这个泡沫区域内部液体表面温度骤降，并且用极快的速度进行更新，也使得SO2一并被吸收。加热后的温度进入管道之后，温度会瞬间降到50℃～60℃左右，同时作为吸收剂的粉尘也洗涤下来。净化后的烟气通过专门的管道排到外部。剩下的液体则是返回到泡沫区，形成新的泡沫。
这一技术所具有的特点体现在以下几点：（1）技术十分的成熟可靠，并且操作简便，容易上手，所需要的设备少，整个工艺流程能够在同一个环境内部完成。（2）液体喷头是大口径，在整个加工容器内部不会出现雾化和堵塞的现象，并且整个运行十分的稳定，控制操作十分简单。（3）可以采用各种脱硫剂进行脱硫除尘，脱硫率在95%以上。（4）反应区/吸收区被限制在进料逆流喷塔中进行，减少了高等级合金钢的使用；在同一塔中将亚硫酸盐氧化为硫酸盐，减少了后续的处理设施数量。（5）烟气上进下出，逆流接触。（6）运行费用高，系统阻力降较大，需要增压风机。（7）没有相应的脱氮技术。
2.2 湿法洗涤系统烟气脱硫脱氮及数
EDV系统由喷射塔、过滤器和液滴分离器组成。喷射塔内部有多组设计独特的喷嘴，通过喷嘴喷出的洗涤液能够形成非雾化的液滴。烟气由底部进入喷射塔后，立即被急冷洗涤到饱和温度，同时脱除了烟气中的SO2和粉尘。设计独特的喷嘴是该技术的重要组成部分，具有防堵塞、耐磨耐腐蚀、能处理高浓度液浆等特点。经过喷射塔后，烟气会携带部分洗涤液通过过滤器和液滴分离器，除去大部分雾滴，净化后的烟气经烟囱排出。经过洗涤烟气压降为1.5-2.0kPa。为达到严格的环保要求，Belco公司研发了LoTOxTM烟气的NO2脱除技术，该技术是在EDV脱硫技术的基础上，将臭氧通入烟气中，把NOx氧化成可溶性（N2O5）化合物，再把这种化合物从洗涤塔中除掉。
该技术的特点如下：（1）技术成熟可靠，操作简单，设备较少，尾气的急冷、酸性气体脱除以及固体粉尘的脱除可在同一塔中完成。（2）特殊的喷头设计，塔内不雾化、无堵塞，运行稳定，系统控制简单。（3）可以采用各种脱硫剂进行脱硫除尘，脱硫率在95%以上，NO二脱除效率为90%。（4）模块化和集成化，单一系统控制所有污染物。（5）烟气下进上出，有利于烟道布置。（6）可将脱硫脱氮在同一洗涤塔中完成。（7）运行费用较高，氧化部分在塔外，便于维修。（8）该技术的专利设备喷嘴具有良好的耐磨蚀和耐腐蚀性能，能确保脱硫设施长周期运行，能够满足催化裂化主体装置“三年一修”的运行周期要求。
新建的重油催化裂化装置的再生烟气出CO预热锅炉后，压力通常为常压或微负压，在保证脱硫效率的前提下，烟气洗涤部分的压降越低越好，这样有利于节能。鉴于美国Belc。公司EDV-LoTOxTM脱硫脱氮技术具有系统阻力小、不需要增压风机、系统具备脱氮功能等特点，更符合新建的重油催化裂化装置烟气脱硫脱氮需求。从国内外催化裂化装置使用情况来看，该技术较为成熟可靠。因此，上海石化的3.5Mt/a重油催化裂化装置选用EDV-LoTOxTM烟气脱硫脱氮技术。
结束语
随着环保要求的日益严格，催化裂化再生烟气污染物排放限值越来越低，传统的干法和半干法烟气脱硫脱氮工艺将不能满足严格的减排要求。同时，传统工艺还存在设备投资高、占地面积大、系统复杂等缺点。
EDV-LoTOxTM烟气脱硫脱氮技术将湿法烟气脱硫技术与低温氧化脱氮技术的组合，不仅能有效地脱除烟气中的SO3和SO2，而且能很好地脱除NOx和粉尘，实现了脱硫、脱氮、除尘一体化解决方案的目标。
参考文献
[1]郭大为等.催化裂化烟气脱硫、脱氮吸附剂的初步研究[J].石油学报（石油加工），2011，27（02）：192-197.
篇4
关键词：发电厂 双碱烟气脱硫技术 烟气脱硫技术
一、引言
近些年来，酸雨产生的危害是有发生，导致了大量鱼类死亡、湖泊退化等现象，导致酸雨的原因方面很多，而普遍都认可的便是二氧化硫是酸雨的主要成分之一，而发电厂又常常被认为二氧化硫的主要排放源之一[1，2]。
因此，提高发电厂环保措施，特别是烟气脱硫工艺的提高，可以减少二氧化硫的排放量，进而控制酸雨的形成起到了重要作用。目前，在电厂烟气脱硫中主要有干法脱硫和湿法脱硫两类[3，4]。而湿法脱硫技术是采用液体的吸收剂进行脱硫，由于气液传质比干法的气固传质要更快，所以湿法在烟气脱硫中交往受欢迎。而在湿法脱硫中，双碱法脱硫工艺师当前较为广泛采用的工艺之一，钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一，该法由于具有吸收效率高等特点在国外广为应用，像日本和美国目前已有50套以上的钠钙双碱法应用于电厂烟气的脱硫。本文结合电厂的基本情况详见论述了钠钙双碱法在烟气脱硫中的应用及相应的问题，本文的研究对电厂烟气脱硫有一定的总结意义。
二、双碱脱硫工艺
通常，在电厂烟气双碱脱硫工艺是相对于石灰/石灰石法来说的，石灰/石灰石法虽然脱硫率较高，但是存在着石灰石溶解问题易导致结垢堵塞吸收系统的管道等问题，而双碱法采用两种不同的脱硫剂即氢氧化钠（或碳酸钠）和石灰，该方法成功解决了结垢堵塞问题。
1.双碱脱硫工艺的基本原理
双碱脱硫工艺具体过程包括吸收脱硫和再生两步。为氢氧化钠（或碳酸钠）溶液为启动脱硫剂，该溶液作为循环脱硫液进入电厂的脱硫系统进行脱硫。吸收烟气的二氧化硫之后循环液进入沉淀池，通过沉淀等去除烟尘之后进入反应池，在反应池中投加石灰进行反应，置换出即氢氧化钠（或碳酸钠），再次进入循环脱硫系统。
2.双碱脱硫工艺的优点
双碱法脱硫技术作为一种湿法脱硫工艺与其他脱硫工艺具有非常明显的优势，表1列出了与部分脱硫工艺的对比。
从表1中可以归纳出双碱法脱硫的主要优点如下：
2.1吸收效率高。钠基吸收剂相对于钙基吸收剂直接吸收二氧化硫相比，钠基吸收剂吸收二氧化硫属于气膜控制，即液相吸收速度快，大大提高了吸收效率。
2.2产物溶解度大解决了结垢等问题。双碱脱硫工艺是在石灰法基础上的改进，由于生成的钠盐相对于钙盐更易容易水，解决了石灰脱硫技术这种钙基吸收生成溶解度小的钙盐导致管道或者脱硫塔的结垢进而导致堵塞的缺点。
2.3能耗较低。由于吸收剂的再生在脱硫塔之外的反应池进行，可以避免了脱硫塔的磨损和堵塞，可以提高运行稳定性，进而降低运行成本。
2.4无二次污染现象。
三、双碱脱硫工艺在国内的应用现状及主要问题
1.国内电厂烟气脱硫的应用现状
进入新世纪以来，二氧化硫的排放量逐年增多，而作为二氧化硫主要的贡献源的火力发电厂随着装机容量的增多，例如2005年我国火电装机容量达到5.08亿千瓦，这比2002年装机容量多出1倍多，二氧化硫的排放量增加了27.8%[5]。快速发展是导致SO2排放量增加的主要原因二氧化硫的排放也不断也不断增多，例如1998年火力发电厂的二氧化硫排放量占到全国总排放量的将近四成，但是到了2010年就达到了六成之多。
目前，为了减少二氧化硫的排放，各种脱硫工艺得到不断的发展，其中湿法脱硫占到了85%以上，在湿法脱硫中钠钙双碱法目前也成为较为普遍采用的脱硫工艺。在我国，双碱脱硫工艺工业化应用的单机规模最大的达到了100MW，成功的实例也很多。双碱脱硫技术是仅次于石灰石/石灰-石膏脱硫技术的湿法脱硫方法。
2.双碱法脱硫出现的问题
2.1烟气中亚硫酸盐去除不高导致烟囱腐蚀严重[6]
双碱法去除烟气中的二氧化硫的效率很高，但是对于其他含硫物质的去除效果并不明显，例如SO32-，而较低的去除率导致烟气中亚硫酸盐较多，在湿度较大的烟气中对烟囱和管道都会产生严重的腐蚀现象。近些年，在一些发电厂该种烟囱由于亚硫酸盐的腐蚀而出现问题的事情非常多。
2.2钠基脱硫剂消耗量大，成本高
目前，困扰双碱脱硫技术的主要问题是再生反应阶段，即亚硫酸钠置换形成新鲜吸收剂氢氧化钠的过程效率不高。这将直接导致大量的钠盐进入废水或者其他途径而消耗掉。这势必导致补充大量的新鲜钠基脱硫剂，这就增加了脱硫剂费用和运行成本。
2.3含硫废水和脱硫灰渣对环境产生危害
双碱法脱硫产生的脱硫废水和脱硫灰渣处理不当容易对环境产生危害。如脱硫废水在外环境中被硫酸盐还原菌还原成硫化物，会影响周围环境水体的水质。脱硫灰渣处理不当容易引起空气扬尘。
四、有关问题的解决方法
1.针对腐蚀问题，应优化工艺和提高烟气输送管道和烟囱的设计
主要包括：工艺上提高除雾器的去除效果，减少烟气湿度；提高烟囱和管道的防腐质量；采用效果更好的防腐材料。
2.改进双碱脱硫工艺提高石灰置换成亚硫酸盐的效率
例如，采用更搞笑的置换反应器以提高置换率，减少钠基脱硫剂的补充量；工艺上优化操作参数，如反应器的搅拌速度的优化提高传质。
3.采用更加有效的环保措施
针对含硫废水提出回用处理措施，提高回用率甚至提出废水的零排放；针对灰渣要做到及时清理，将灰渣综合利用等。
五、展望
目前，在发电厂烟气脱硫工艺中，由于各种原因仍然以石灰石/石灰-石膏脱硫为主，然后双碱法脱硫工艺由于具有更大的优势，其必将在脱硫工艺中占到更大的比例。在当前环保意识提高和环保政策严格的情况下，应该建立健全烟气脱硫的法律、法规和执法力度，并提高企业的环保意识，并合理的利用烟气脱硫工艺，特别是从众多的烟气脱硫工艺中选出更加合理的方法，并在实际运行过程中不断优化，更好的减少二氧化硫的排放，以便减少酸雨对环境的危害。
参考文献
[1]国家环境保护总局.国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划[EB/OL]. （2008-01-17）http：// sepa. gov. cn/info/gw/huangfa/200801 /P020080117479516237831
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[4]董佩杰.火电厂烟气脱硫技术的探讨[ J].山西电力， 2006，（4）： 63～65.
[5]汪艳红 我国火电厂烟气脱硫工艺现状及发展综述[J].硫磷设计与粉体工程，2008，2：13-24.
篇5
关键词：火电厂；烟气脱硫；防腐
Abstract: at present, our country mainly has the power or power is given priority to, the thermal power desulfurization technology in our country the desulfurization technology application is more widely, but later cause environmental pollution is the crowd's attention, this paper focuses on the wet to take off the flow of technology and corrosion problems are analyzed.
Key words: the power plant; Flue gas desulfurization; anticorrosive
中图分类号：TM621文献标识码：A 文章编号：
我公司总承包的新疆天龙矿业股份有限公司电解铝技改配套(1×200MW)发电机组烟气脱硫工程配置一套石灰石-石膏湿法脱硫装置（简称FGD），全烟气脱硫，脱硫效率要求不小于95%，不设GGH，有增压风机、设置全烟气旁路。
本工程是采用的石灰石/石膏湿法脱硫。即CaCO3＋SO2 Ca2SO3・1/2H2O，然后将亚硫酸钙（Ca2SO3・1/2H2O）充分氧化成石膏。脱硫岛的关键设备是脱硫吸收塔。吸收塔为圆筒型常压设备，吸收塔下部内径为φ12400mm，上部内径为φ9700mm，烟气入口高度为11715mm，烟气出口高度为25525mm，液位高度为8430mm，吸收塔高为27070mm。吸收塔底部浆液池设有一层氧化空气管网和3台侧进式搅拌器，吸收塔上部设有三层循环浆液喷淋系统和二级除雾系统以及工艺管道接口等。
脱硫系统包括：
1.石灰石制浆系统
2.吸收剂浆液供应系统
3.烟气系统
4.SO2吸收系统
5.石膏浆液脱水系统
6.工艺水和设备冷却水系统
7.排放系统
8.压缩空气系统
1脱硫技术概述
脱硫技术从脱硫形式讲，主要方法：燃烧前控制―――原煤净化；燃烧中控制―――硫化床燃烧（CFB）和炉内喷吸收剂；燃烧后控制―――烟气脱硫；新工艺（如煤气化/联合循环系统、液态排渣燃烧器）。
1.1燃烧前脱硫技术
在燃料进入燃烧器之前所进行的处理、加工，主要包括燃料的替换、洗选加工、形态转换等技术。
1.2燃烧过程中脱硫
在燃烧过程中，通过各种手段将煤中的硫转移到固体废物中，从而减少二氧化硫向大气的排放。
1.3燃烧后脱硫技术
指对燃烧装置排出的烟气进行处理，脱除其中二氧化硫的技术。FGD是去除矿物燃料燃烧所产生的硫化物最常用的方法，分为干法和湿法。
2烟气脱硫工艺选择因素和原则
2.1脱硫工艺选择因素
（1）当地的自然资源和社会环境：脱硫工艺所需要的吸收剂在当地易获得，自然资源丰富、储量大、产量高、品质好（如石灰石、石灰，海水，氨水等），以满足脱硫的需要。所产生的副产品易处理，可用性好的副产品（当地自然资源缺乏）社会需求量大（如石膏、优质粉煤灰、农用肥、化工原料等），以增加经济收入，降低运行费用。
（2）燃煤含硫量和机组容量：要维持相同的大气质量，燃煤含硫量高或机组容量大的电厂，应考虑选择系统稳定、吸收剂利用率高、效率高、烟气处理能力大的脱硫装置；燃煤含硫量低或机组容量不大的电厂，应考虑选择系统简单、投资少、能耗低、运行灵活、效率适中的脱硫装置。
（3）环境、地理位置和环保要求：我国各地的环保要求不同，地势低、靠近大城市、人口密集的地区环保要求相对较高，地势高、偏远、人口稀少的地区环保要求相对较低。在环保要求较低的地区，可考虑选择效率较低的脱硫工艺；环保要求较高的地区，考虑选择效率较高的脱硫工艺。同时应尽可能考虑能同时除NOx的工艺。
（4）副产品的处理和利用：所有的脱硫装置都产生含硫的副产品。在石灰石、石灰的脱硫装置中，副产品一般是CaSO3、CaSO4、过量吸收剂和部分飞灰组成的固态混合物，可利用性较差，选择时要考虑二次污染、储存场地和费用问题。副产品可用性较好的脱硫工艺，要依据当地的产业结构进行选择，避免造成由于副产品销路不畅，而提高整体运行费用。
（5）不应对原有的综合利用造成影响：我国的粉煤灰综合利用率逐步提高，优质的粉煤灰不但不再造成环境的二次污染，还可创造较高的经济效益。在我国的一些大城市，粉煤灰的需求还呈供不应求的局面，因此在选择脱硫工艺时，应尽可能避免其受到影响。
（6）对锅炉和现有烟气系统的影响：有些脱硫工艺可能对锅炉的燃烧、炉管磨损和结渣、空气预热器磨损和堵塞、烟道积灰和腐蚀、除尘效率和腐蚀、引风机负荷和腐蚀、烟囱腐蚀有影响，选择时应考虑这些因素。
（7）机组运行特性：为便于电网负荷平衡的调整，各国都将机组划分为带基本负荷机组和调峰机组。带基本负荷机组由于容量较大、运行稳定，选择时应考虑系统稳定可靠、效率高的脱硫工艺；调峰机组由于容量较小、起停频繁，选择时应考虑系统简单、运行灵活、效率适中的脱硫工艺。
（8）初起投资和年运行费用：选择脱硫工艺时也要在初起投资和年运行费用之间作平衡比较。各脱硫装置在初起投资和年运行费用上差别很大，要根据可用资金情况，仔细分析比较，这是脱硫装置经济运行的重要一环。
（9）应用新工艺：各国都在不断探索、研究和开发低投资、低运行成本、能够变废为宝的高科技新型工艺技术，如电子束照射法、NADS法、生物脱硫法等，这些都是能够变废为宝，有效降低运行成本，甚至能够产生经济效益的高科技工艺技术，是未来脱硫技术的发展方向。
2.2脱硫工艺选择原则
（1）燃用含硫量大于1％煤（含1％）、并且容量大于200 MW（含200 MW）的机组，建设烟气脱硫设施应重点考虑采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺技术。
（2）燃用含硫量小于1％煤、并且容量小于200 MW的机组，或剩余寿命低于10年的老机组以及在场地条件有限的现役电厂，在吸收剂来源和副产物处置条件充分落实情况下，建设烟气脱硫设施可考虑采用干法、半干法或其他一次性投资较低的成熟技术。
（3）200 MW及以上机组，采用干法、半干法或其他一次性投资较低的成熟技术。并提供国内外已有相同或更大容量的烟气脱硫设施成功投运的实例。
（4）燃用含硫量小于1％煤的海滨电厂，在海水碱度满足工艺要求、海域环境影响评价通过国家有关部门审查，并经全面技术经济比较后，可以考虑采用海水法脱硫工艺。
（5）在吸收剂来源以及副产物销售途径充分落实的前提下，且经过国家有关部门技术鉴定并有明确适用规模的或者能证明在国内外已有相同或更大容量的脱硫设施成功投运的，可以考虑采用其他脱硫工艺技术。
3防腐材料的施工技术要求
在湿法FGD工艺中，由于橡胶优良的化学稳定性和相对较低的价格，人们很自然想到用衬胶方法进行防腐。另外，橡胶具有非常好的弹性，在结构件发生一定限度变形时随着基体一起变形而不产生裂纹，而且橡胶还有良好的耐磨损性能。经过实验室试验并根据实际使用经验，人们认为丁基橡胶具有相对较低的渗透系数，更适合用在湿法FGD工艺中，如氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶。丁基橡胶已在FGD领域中得到广泛应用。
对用于FGD的胶板，倾向使用压延工艺形成多层复合，最大程度地降低针孔的可能性。为使胶板同时具有与基体良好的粘接力、高抗渗透性和良好的抗磨损性，已制造出1种胶板由多种不同聚合物复合而成，并根据橡胶硫化程度不同进行布置，如在底层为提高粘接性选用天然橡胶或氯丁胶，中间层为提高抗渗透能力选用硬橡胶，面层为提高抗介质磨损性采用软橡胶。
在粘接剂上国外已取得长足发展。20世纪60―80年代，用于衬胶的粘接剂一般为3～5层系统，依靠热活化产生粘接效果。加热的方法有热蒸汽法和热水法。加热方法固化程度不易掌握，往往只形成部分粘接。最新发展出来1种双涂层粘接系统基本代替其他粘接系统，它不是靠热活化产生粘接效果，并可在无压力蒸气下达到良好粘接，且与之配套的底涂可在1周内有效，给操作者留下充分时间喷砂及底涂其他区域等工作。
（1）喷砂处理：施工前需先进行防腐物体表面喷砂处理，达到粗糙度Sna=2.5级。
（2）粘胶：橡胶衬里的组织形式为1～2层总厚度2～6 mm的硬胶、半硬胶或硬软胶的联合衬里，特殊要求可衬3层，但总厚度不宜超过8 mm，橡胶衬里用的橡胶板应符合GB555―85《化工设备衬里用未硫化橡胶板》的规定，且在衬胶前应先进行胶板的漏电性能检测，以消除针孔等漏电缺陷。
（3）硫化：橡胶衬里硫化后的硬度测定采用天然硬（半硬）橡胶及软橡胶，应分别用邵尔D型及邵尔A型硬度计来测量，各测点硬度的算术平均值应符合如下规定：经蒸汽加压硫化后的硬（半硬）橡胶硬度应达到邵尔D60-90、软橡胶硬度应达到邵尔A55。各测点硬度的允许偏差不大于±5度。
（4）电火花试验：
1）橡胶衬里的设备及管道、管件应100％进行“漏电”性能检测，不允许漏电现象存在。2）“漏电”现象评定：检测电压为20 kV，探头距衬里层的距离为2～3 mm，探头移动速度3～5 m／min时，如产生剧烈的青白色连续火花，则表明衬里层此测点处呈“漏电”，质量为不合格。3）检测衬里层“漏电”性能所使用高频检漏仪技术指标要求：输出电压≥20 kV，输出频率≥200 Hz，探头形状为检测容器内壁衬里层及管件时用多股钢丝刷状等，检测管段内壁衬里时用铜材直杆状。
4结束语
促使我国脱硫行业向更加健康的道路上发展,必须依托更加成熟、先进的脱硫技术;加强完善脱硫行业相关政策法规和标准体系;同时着重脱硫设施建设与运行的全过程监管;扶持自有知识产权的工艺技术;大幅度提高脱硫设备的国产化率;改进现有工艺,提高脱硫率,降低烟气脱硫费用,是烟气脱硫技术的发展趋势。
参考文献
[1]超.烟气脱硫技术简介[J].石油化工环境保护, 2004, 27(2): 35~39.
篇6
关键词：中小型锅炉；烟气脱硫技术；分析
对于煤粉炉、流化床锅炉等大型锅炉，可采用炉内脱硫，通过把石灰石掺入燃煤进行脱硫，煤炭燃烧时会产生高温，石灰石会分解成CaO，煤炭燃烧产生SO2，两者发生反应生产稳定的CaSO3并随着锅炉渣排出。对于中小型锅炉，主要采用炉外脱硫，就是把燃煤燃烧产生的烟气进行水浴进行脱硫。烟气脱硫技术由多种，其中石灰法、钠碱法、双碱法和氧化镁法最为常用，是本文论述的重点。
1.石灰法
石灰法主要是利用石灰制成的乳液对烟气进行水浴，进而实现脱硫，石灰是脱硫剂。石灰法脱硫涉及一系列的化学反应，在CaO、SO2、SO32+、CO2、H2O之间存在一个动态的化学平衡。乳液中的Mg、Na、Ca、Cl、K等离子与气体中SO2、O2、CO2、NOx、SO3等相互反应，其中2个气液反应、6个固液、22个离子型反应，可生成50多种产物，共生成50多种产物。也就是说，石灰法脱硫是一个气―液―固三相体系，反应机理复杂，不过核心机理是SO2+CaO=CaSO3、2CaSO3+O2=2CaSO4
在洗涤塔内，SO2溶于水，生成弱酸性的H2SO3，亚硫酸不稳定，会在水中电离，生成H+、HSO3-、SO32-，不过SO32-很少，以H+、HSO3-为主[1]。
SO32-是二价酸，与碱反应，可生成酸式盐（亚硫酸氢盐）和正盐（亚硫酸盐）。在亚硫酸盐中，铵盐、碱金属盐、酸式盐溶于水，其它盐类均难溶于水，这是烟气脱硫能实现的原因。
生石灰（CaO）置于水中生成能溶于水的熟石灰Ca（OH）2，与溶于水中的二氧化硫反应，生成CaSO3。CaSO3具有一定的市场价值，可作为副产品进行销售，也可与氧反应生成石膏。与石灰石相比，石灰的反应活性更强，反应速度快，钙离子的利用率高，液相阻力小，但易于发生结垢堵塞，不适合大型锅炉，主要应用于中小型锅炉。
2.钠碱法
钠碱法主要是利用纯碱（NaOH）或烧碱（Na2CO3）对烟气进行脱硫，碱是脱硫剂，涉及的主化学反应有：二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；二氧化硫与碳酸钠反应亚硫酸钠和二氧化碳；亚硫酸钠与二氧化硫和水反应生成亚硫酸氢钠；亚硫酸氢钠与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；亚硫酸氢钠与碳酸钠反应生成亚硫酸钠和水。副化学反应有：亚硫酸氢钠与氧反应生成硫酸钠；亚硫酸氢钠与亚硫酸钠反应生成硫酸钠和水以及Na2S2O3。
由于硫酸钠会影响二氧化硫的吸收率，所以一定要尽量减少亚硫酸钠的氧化，比如向吸收液中添加0.03%-0.04%的对苯二胺类（阻氧剂），并定期排放部分废水。烧碱或纯碱具有较强的亲和力，几乎能使得所有的生成物溶于吸收液，有效避免了结垢堵塞的发生。此外，吸收液还可以循环利用，这是钠碱法的优势所在[2]。不过，钠碱价格较贵，前期投入较大，甚至能达到整个运行成本的30%以上。
3.双碱法
双碱法是利用两种碱对烟气进行脱硫，碱是脱硫剂。第一碱通常是钠基碱，主要进行吸收；第二碱是钙基碱，主要是对吸收液就行再生。双碱法不仅能减少钠碱耗量，降低运行成本，还可以避免吸收塔内发生结垢堵塞。双碱法是钠碱法的改良，继承了钠碱法的优势，又尽量规避了钠碱的成本支出。在脱硫的过程中，钠碱亲和力得到充分运用，固化二氧化硫又是廉价的石灰，使得大多数钠碱都可以再生循环利用。
脱硫涉及的化学反应有：二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水；亚硫酸钠与二氧化硫和水反应生成亚硫酸氢钠。再生涉及的化学反应有：亚硫酸钠与氢氧化钙和水反应生成亚硫酸钙、氢氧化钠和水；亚硫酸氢钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钠、亚硫酸钙和水。再生反应发生于吸收塔，亚硫酸钙与氧反应生成硫酸钙，并以沉渣的形式分离，清液回用。从理论上看，双碱法几乎完全规避了钠碱法存有的问题。但在实际的应用在，存在以下问题： 再生操作不可能把所有的钙离子都沉淀下来，这使得清液中会含有一定的钙离子，随着循环使用次数的增加，钙离子会逐渐聚集，聚集到一定程度，就会结晶形成垢堵物，如果管理不善，还可能倒灌吸收塔内形成结垢堵塞。
4.氧化镁法
氧化镁法是利用氧化镁对烟气进行脱硫，脱硫剂是氧化镁。脱硫装置与石灰/石灰石法类似。氧化镁法涉及的化学反应有：二氧化硫与氢氧化镁进行反应生成亚硫酸镁与水；硫酸镁与二氧化硫和水反应生成亚硫酸氢镁和水；亚硫酸氢镁与氢氧化镁反应生成亚硫酸镁和水。总的化学反应是：二氧化硫与氢氧化镁反应生成亚硫酸镁与水；副反应是：亚硫酸镁与氧反应生成硫酸镁；氢氧化镁与三氧化硫反应生成硫酸镁与水；亚硫酸氢镁与氧放映生成硫酸镁、二氧化硫与水。
副产物以亚硫酸镁水合物为主，微溶于水，还有少量的硫酸镁水合物，溶于水。为了满足排污标准，可对排放部分的水合物进行回收或曝气处理。硫酸镁的热解度是1124℃，亚硫酸镁的热解度是800℃，为了减少能量的消耗，应尽量避免亚硫酸镁被氧化，可添加适量的阻氧剂，再生处理用到的还原剂是CO和炭。再生处理涉及到的化学反应有：800℃下，亚热解成氧化镁和二氧化硫；1200℃下，硫酸镁与炭反应生成氧化镁、二氧化硫和一氧化碳；硫酸镁与一氧化碳反应生成氧化镁、二氧化硫和二氧化碳。
从理论上看，MgO可以再生循环使用，但由于需要提供大量的热量，其能耗是非常巨大的。此外，还需要投入大量的资金购买再生装置，企业为了降低运行成本，废水直排，不做再生，主要还是应用氧化镁进行脱硫。
结束语：
随着我国生态环境的日益恶化，中小型锅炉除了更新设备、采用清洁能源外，还应根据自身的特点，采取合适的烟气脱硫技术，在确保经济效益的同时尽量减少对环境的污染。
参考文献
[1]张杰.燃煤炉内脱硫对汞形态转化影响的试验研究[D].同济大学，2007.
[2]薛勇，王成端，陈海焱等.燃煤炉窑烟气净化工艺及其装置的研究开发[J].西南科技大学学报，2003，18（2）：53-58.
作者简介：
篇7
关键词：湿法脱硫 ；SCR脱硝 ；环境保护
中图分类号：B82文献标识码： A
一、引言
根据环境年鉴资料，我国2000年SO2排放总量已达到1995万吨，为世界之冠。SO2排入是构成我国酸雨污染的主要因素。SO2的污染具有低浓度、大范围、长期作用的特点，其危害是慢性的和迭加累进性的。大气中的SO2对人类健康、自然生态、工生产、建构筑物材料等多方面都会造成危害和破坏。SO2是形成硫酸型酸雨的根源，当它转化为酸性降水时，对人类和环境的危害更加广泛和严重。我国NOx排放量和大气NOx浓度的快速增加，使大气污染的性质发生根本性变化，大气氧化性增加，导致城市和区域一系列的环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大威胁。
二、案例分析
2.1 脱硫工艺
2.1.1 案例概况
某厂二期工程2×300MW 机组烟气脱硫系统引进美国巴威公司提供的石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术，最常用的试剂为：石灰石――CaCO3 生石灰――CaO 消石灰――Ca(OH)2石灰石数量多，因此相对比较便宜，生石灰和熟石灰都是通过加热石灰石生成的，脱硫吸收剂选用石灰石粉。该系统组成部分有：吸收剂制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水系统、废水处理系统、辅助系统、石膏储运系统。
湿法石灰石FGD系统的工艺化学反应是比较复杂的，有一些中间反应过程；
吸收：SO2 + H2OH++ HSO3-
石灰石溶解：CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3-
酸的中和：HCO3-+ H+CO2 + H2O
氧化：HSO3-+ 1/2O2SO42- + H+
石膏结晶： Ca2+ + SO42- + 2H2OCaSO4∙2H2O
总体反应： CaCO3 + SO2+1/2O2 + 2H2OCaSO4∙2H2O + CO2
2.1.2各工艺系统
（1）工艺描述―吸收剂制备系统
吸收剂制备为公用系统，设一个石灰石粉仓和一个石灰石浆液箱，二台石灰石浆液泵(一运一备)。石灰石粉仓容量按二台炉BMCR工况下，机组烟气脱硫装置所需石灰石粉7天用量计算，有效容积659m3。
石灰石粉利用罐车自带的风泵将石灰石粉送入石灰石粉仓，石灰石粉仓设置1套完整的卸料设备，包括1台手动插板门、1台旋转给料阀和 1台电动插板门，石灰石粉仓底部用压缩空气进行流化，石灰石粉经仓底给料阀排出进入石灰石浆液箱制浆后经石灰石输送泵送入吸收塔内。吸收剂细度要求为325目筛余量小于5%的石灰石粉，加入工艺水搅拌后制成30%浓度的石灰石浆液。
（2）工艺描述―烟气系统
烟气系统由2台增压风机、1台回转式烟气再热器、2个旁路烟气挡板、2个入口原烟气挡板、2个增压风机出口挡板、2个出口净烟气挡板及相应的烟道和膨胀节等组成。脱硫系统运行时，锅炉至烟囱的旁路挡板门关闭，单台锅炉引风机来的全部烟气汇合后经过原烟气挡板门进入增压风机，升压后的烟气经风机出口挡板门送至回转式烟气再热器（GGH）原烟气侧，高温烟气对GGH内的涂搪瓷换热元件放热，然后烟气进入吸收塔进行SOx的脱除处理，脱硫后的低温烟气再经GGH净烟气侧加热，使烟气温度升到80℃以上，最后通过净烟气挡板门送入烟囱排向大气。当脱硫系统停运时，锅炉烟气旁路挡板门全部开启，脱硫装置原烟气挡板门和净烟气挡板门关闭，原烟气通过锅炉至烟囱的旁路烟道进入烟囱。当一台锅炉停运时，开启该炉旁路挡板门，关闭该炉增压风机的进出口挡板门。
（3）工艺描述―SO2吸收系统
SO2吸收系统包括一台吸收塔（含二级除雾器、三层喷淋层及喷嘴、托盘、四台侧进搅拌器及氧化空气矛式喷管）、三台浆液循环泵、三台氧化风机及相应的管道阀门等。吸收塔自下而上分为三个主要功能区：
①氧化结晶区，该区为吸收塔浆池区，主要功能是用于石灰石溶解和亚硫酸钙的氧化；
②吸收区，该区包括吸收塔入口及其上的托盘和三层喷淋层，其主要功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质；
③除雾区，该区包括二级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾滴，降低对下游设备的腐蚀，减少结垢和降低吸收剂及水的损耗。
（4）工艺描述―石膏脱水系统
石膏脱水系统分为两个子系统，即一级脱水系统和二级脱水系统，包括2台吸收塔排出泵、1台石膏旋流站、2台真空皮带脱水机。吸收塔底部的石膏浆液通过吸收塔排出泵，泵入石膏旋流器进行石膏浆液预脱水和石膏晶体分级，进入石膏旋流器的石膏悬浮切向流动产生离心运动，细小的微粒从旋流器的中心向上流动形成溢流，溢流大部分返回吸收塔重复利用，一部分进入废水处理系统集中处理，而石膏旋流器中重的固体颗粒被抛向旋流器壁，并向下流动，形成含固浓度为50%的底流，直接进入真空皮带脱水机，最后制备成含水量小于10%、含CI-＜100ppm的石膏，从皮带脱水机滤出的滤液流至滤液水箱。
（5）工艺描述―废水处理系统
石膏旋流站来的溢流经废水旋流站再次进行旋流分离，得到含固量为3%的溢流和含固量为10%的底流，底流进入滤液水箱，返回FGD系统循环使用，溢流进行废水处理。
（6）工艺描述―辅助系统
工艺水由电厂工业水系统提供，进入FGD系统的工艺水箱，共设置2台工艺水泵及2台除雾器冲洗水泵。
（7）工艺描述―石膏储运系统
真空脱水后的石膏直接落至底部石膏库储存，石膏库容积按两台炉BMCR工况时至少7天的石膏产量，有效容积1210m3（石膏堆积密度按1.0t/m3）。石膏库内配置1台4吨石膏铲车用于石膏的装车。
2.2 脱硝工艺
2.2.1 案例概况
某厂二期工程2X300MW机组烟气脱硝装置，是采用引进日本三菱MHI公司的选择性催化还原法（SCR）脱硝技术设计和制造的。SCR脱硝技术是一个燃烧后NOx控制工艺，整个过程包括将还原剂氨（NH3）喷入燃煤锅炉产生的烟气中，含有氨气的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器，在催化剂的作用下，氨气同NOx发生分解反应，转化成无害的氮（N2）和水蒸气（H2O）。SCR烟气脱硝系统工艺流程如下图所示：
2.2.2 脱硫脱硝系统前后数据对比
（1）机组负荷为200MW，脱硫系统原烟气SO2含量为984.6mg/Nm3，净烟气SO2含量为37.6mg/Nm3，脱硫效率为96.2%。
（2）机组负荷为275MW，脱硫系统原烟气SO2含量为909.8mg/Nm3，净烟气SO2含量为30.5mg/Nm3，脱硫效率为96.6%。
（3）机组负荷为300MW，脱硫系统原烟气SO2含量为1142.6mg/Nm3，净烟气SO2含量为56.8mg/Nm3，脱硫效率为95.0%。
（4）机组负荷为200MW，脱硝系统反应器A、B入口NOX浓度376.8 mg/Nm3、373.5 mg/Nm3，反应器A、B出口NOX浓度33.1 mg/Nm3、72.2 mg/Nm3，脱硝效率为85.9%。
（5）机组负荷为275MW，脱硝系统反应器A、B入口NOX浓度430.5 mg/Nm3、439.4 mg/Nm3，反应器A、B出口NOX浓度65.2 mg/Nm3、54.9 mg/Nm3，脱硝效率为86.1%。
（6）机组负荷为300MW，脱硝系统反应器A、B入口NOX浓度473.4 mg/Nm3、530.8 mg/Nm3，反应器A、B出口NOX浓度102.7 mg/Nm3、135.8 mg/Nm3，脱硝效率为76.3%。
篇8
关键词： 烟气脱硫;氨法脱硫;二氧化硫
1烟气脱硫技术
目前国内外的脱硫工艺有几十种。按脱硫工艺在生产中所处的部位可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫;按脱硫方法来分有湿法、半干法和干法;目前，烟气脱硫有数10种，主要有湿法和干法两种。湿法脱硫根据使用的脱硫剂不同可分为钙法、钠法、镁法、氨法和海水脱硫等。因条件限制，海水脱硫只在少数地区采用;钠法的脱硫剂价格昂贵、运行费用高，产出废液要加以进-步处理.-般也较少采用。下面就石灰石-石膏湿法脱硫、LCFB-FGD循环流化床脱硫、MgO湿法烟气脱硫、氨-肥法烟气脱硫、可再生胺脱硫工艺的技术经济进行比较说明。
1.1石灰石-石膏湿法烟气脱硫
石灰石-石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏），脱硫后的烟气从烟囱排放。
（1）优点：①技术成熟，运行可靠，目前国内烟气脱硫的80%以上采用该法，设备和技术很容易取得;②脱硫剂石灰石易得，价格便宜，且周边已有制粉企业;副产品-石膏目前有-定的市场。
（2）缺点：①占地面积较大，脱硫塔设备投资稍高;②脱硫塔循环量大，耗电量较高;③系统有发生结垢、堵塞的倾向;④石膏纯度须在94%以上才有出路。
1.2 LCFB―FGD循环流化床脱硫技术
工艺流程主要由脱硫剂制备系统流化床反应塔、电除尘器、吸收剂循环设备以及电气自控系统组成。锅炉排出的烟气直接进入流化床反应塔与塔内高浓度的脱硫剂反应，完成脱硫。
（1）优点：①系统阻力低，确保锅炉正常运行;②断面风速高，床体瘦长，占地少，有利于现有电站锅炉的烟气脱硫剂技术改造;③负荷调节比例大，负荷调节快，适合负荷波动大的场合。（2）缺点：①脱硫效率相对较低，国内目前运行的系统中脱硫效率基本在80%左右;②适应范围较小，适用范围为-炉-塔或二炉-塔，对多炉-塔则系统的稳定性较差;③脱硫产物由于含量复杂，基本无法利用。（3）脱硫剂的消耗、成品产出指标脱硫剂的消耗：1 t SO2，消耗0.9 t生石灰或1.2t消石灰。成品产出指标：1 t SO2，产出2t固体废弃物。
1.3MgO湿法烟气脱硫技术
工艺系统主要包括：烟气系统、S02吸收系统、脱硫剂浆液制备系统、副产物处理系统、事故浆液系统、工艺水系统等。
（1）优点：①技术成熟，运行可靠氧化镁脱硫技术是-种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺。在日本和美国，氧化镁脱硫在各工业领域得到-定应用。并且目前在国内也已有使用，但副产品抛弃不回收。②脱硫效率高
在化学反应活性方面氧化镁要大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其他条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率，一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95%～98%。
（2）缺点：①副产品回收困难。因MgSO3和MgSO4在水中的溶解度较高，如采用蒸发结晶的办法将消耗大量能源。对于本项目最经济的办法就是加入生石灰CaO，此法实际上就是“双碱法”。其最终副产品也是石膏。②到目前为止，国内还没有带回收副产品的镁法脱硫装置。
③镁法脱硫工艺成立的前提是：副产品有市场，能回收再利用。其出路有：造纸业（MgSO3）和硫酸生产厂。④可能存在副反应。MgO的实际消耗将比理论预计的要多。
1.4氨-肥法烟气脱硫工艺
氨-肥法技术以水溶液中的S02和NH3的反应为基础，采用氨将废气中的S02脱除，得到亚硫酸铵中间产品。采用压缩空气对亚硫铵直接氧化，并利用烟气的热量浓缩结晶生产硫铵。
（1）优点：①氨法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥;②尤其适用高硫煤;③脱硫效率较高，可达90%～95%;④占地面积相对较小;⑤系统阻力较小，脱硫塔总阻力在1250 Pa左右;-般可以利用原系统风机。（2）缺点：①对烟气中的尘含量要求较高（不大于200mg/m3），如烟气中尘含量达到350mg/m3，平均每天将有近1t的滤料要清理。②脱硫成本主要取决于氨的价格。氨的消耗为1 t SO2消耗0.5t氨。如氨的价格上涨较多，将影响脱硫成本（-般地说，硫铵价格与氨的价格挂钩，同涨同降）。③系统须采用重防腐。④如氨系统泄漏，易造成二次污染。
1.5可再生胺脱硫技术
（1）优点：①脱硫效率高，脱后烟气含硫量可在50mg/m3以下;②系统操作、维护简单可靠。（2）缺点：①需要有硫磺回收或硫酸等下游配套装置;②再生蒸汽消耗量较大，能耗成本高;③有机胺的抗氧化性、过程中生成的盐需要很好地解决。
2烟气脱硫技术经济对比
2.1各工艺比较的基础
石灰石-石膏湿法：-台吸收塔，成品石灰石粉进厂;循环流化床法：每台炉-套吸收装置，成品生石灰粉进厂;氧化镁法：按轻烧粉（75%含量）进厂，烟气不加热直排（湿烟囱），-台吸收塔;氨-肥法：两台吸收塔，-套硫铵回收系统，液氨管道输送进厂;有机胺法：两台吸收塔，一台再生塔，公用设施（贮罐、蒸汽系统、自控系统）-套，不考虑除盐器、专利技术使用费等。
2.3运行成本分析
运行成本分析的基本条件如下：
（1）脱硫装置年运行时间7200h。
（2）脱硫装置的设计及运行保证年限为14年，装置残值率为3%～5%。
（3）原材料价格：电价0.50kw・h;水价1元/t;石灰石粉250元/t;轻烧镁粉（75%含量，含运费）630元/t;生石灰粉260元/t;液氨l770元/t;有机胺59300元/t;蒸汽100元/t;有机胺法脱硫的冷却水换算成电耗。
（4）定员：氨-肥法为24人;石灰石-石膏湿法、循环流化床法、氧化镁法和有机胺法均为12人，运行人员的工资福利及培训费用按每人每年3万元计。
（5）副产物：石膏40元/t;亚硫酸镁/硫酸镁不利用，运至堆场运费5元/t;循环流化床法副产品不利用，运至堆场运费5元/t;硫铵600元/t;SO2气体200元/t。
结语
氨法脱硫工艺已经有了成功案例 ，其初步投资和运行 费用都具有一定 的优势 ，如果采用氨水作为脱硫剂，其运行成本将会更低 ，随着氨法脱硫技术的不断更新和完善 ，将会被更多的用户接受 。
石灰石 一石膏脱硫技术 比较成熟 ，应用也最广 ，主要问题是运行成本 较高 ，特别是电耗 比较大 。在发电市场竞争 日渐激烈的今天，如何降低发电的运行成本 ，将是石灰石 一石膏法技术发展的重点和方 向。
减排 SO2建设环境友好型社会是关系到 国计 民生的大事 ，是我国环保发展的方向。随着技术的进步，各种烟气脱硫系统将逐步完善 ，成本将会逐步降低。
参考文献：
篇9
关键词： 烟气 脱硫 技术 研究
1 前言
so2是造成大气污染的主要污染物之一，有效控制工业烟气中so2是当前刻不容缓的环保课题。
据国家环保统计，每年各种煤及各种资源冶炼产生二氧化硫（so2）达2158.7万t，高居世界第一位，其中工业来源排放量1800万t，占总排放量的83％。其中我国目前的一次能源消耗中，煤炭占76％，在今后若干年内还有上升的趋势。我国每年排入大气的87％的so2来源于煤的直接燃烧。随着我国工业化进程的不断加快，so2的排放量也日渐增多。
2、烟气脱硫技术进展
目前，烟气脱硫技术根据不同的划分方法可以分为多种方法；其中最常用的是根据操作过程的物相不同，脱硫方法可分为湿法、干法和半干法[1]。
2.1 湿法烟气脱硫技术
优点：湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90％，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的80％以上[2]。
缺点：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。
分类：常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
a 石灰石／石灰-石膏法：
原理：是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的so2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙（cao3s）可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙（caso4），以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到90％以上。
b 间接石灰石-石膏法:
常见的间接石灰石-石膏法有：钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理：钠碱、碱性氧化铝(al2o3·nh2o)或稀硫酸（h2so4）吸收so2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。
c 柠檬吸收法：
原理：柠檬酸(h3c6h5o7·h2o)溶液具有较好的缓冲性能，当so2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的so2与水中h发生反应生成h2so3络合物,so2吸收率在99％以上。这种方法仅适于低浓度so2烟气，而不适于高浓度so2气体吸收，应用范围比较窄[3]。
另外，还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。
2.2 干法烟气脱硫技术
优点：干法烟气脱硫技术为气同反应，相对于湿法脱硫系统来说，设备简单，占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。
缺点：但反应速度慢，脱硫率低，先进的可达60-80％。但目前此种方法脱硫效率较低，吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短，限制了此种方法的应用。
分类：常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。
典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的so2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。
a 活性碳吸附法：
原理：so2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(so3)，再与水反应生成h2so4，饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生，同时生成稀h2so4或高浓度so2。可获得副产品h2so4，液态so2和单质硫，即可以有效地控制so2的排放，又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进，开发出成本低、选择吸附性能强的zl30，zia0，进一步完善了活性炭的工艺，使烟气中so2吸附率达到95.8％，达到国家排放标准[4]。
b 电子束辐射法：
原理：用高能电子束照射烟气，生成大量的活性物质，将烟气中的so2和氮氧化物氧化为so3和二氧化氮(no2)，进一步生成h2so4和硝酸(nano3)，并被氨(nh3)或石灰石(caco3)吸收剂吸收
c 荷电干式吸收剂喷射脱硫法(cd．si):
原理：吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使吸收剂带有静电荷，当吸收剂被喷射到烟气流中，吸收剂因带同种电荷而互相排斥，表面充分暴露，使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理，无设备污染及结垢现象，不产生废水废渣，副产品还可以作为肥料使用，无二次污染物产生，脱硫率大于90％[7]，而且设备简单，适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子；对于一般的大型企业来说，需大功率的电子枪，对人体有害，故还需要防辐射屏蔽，所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置，烟气中so2的脱硫达到国家排放标准。
d 金属氧化物脱硫法：
原理：根据so2是一种比较活泼的气体的特性，氧化锰(mno)、氧化锌(zno)、氧化铁(fe3o4) 、氧化铜(cuo)等氧化物对so2具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对so2起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与so2发生化学反应，生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法，虽然没有污水、废酸，不造成污染，但是此方法也没有得到推广，主要是因为脱硫效率比较低，设备庞大，投资比较大，操作要求较高，成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。
以上几种so2烟气治理技术目前应用比较广泛的，虽然脱硫率比较高，但是工艺复杂，运行费用高，防污不彻底，造成二次污染等不足，与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应，故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。2.3 半干法烟气脱硫技术
半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末一颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。
a 喷雾干燥法[5]：
喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴，雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积，在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石
浆液等，目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下，此种方法的脱硫率65％～85％。其优点：脱硫是在气、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的caso 、caso ，易处理，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。缺点：自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，吸收效率不是很高。所以，选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。 b 半干半湿法：
半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间，该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是：投资少、运行费用低，脱硫率虽低于湿法脱硫技术，但仍可达到70％tn，并且腐蚀性小、占地面积少，工艺可靠。工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比，省去了制浆系统，将湿法脱硫系统中的喷入ca(oh)：水溶液改为喷入cao或ca(oh)：粉末和水雾。与干法脱硫系统相比，克服了炉内喷钙法so2和cao反应效率低、反应时间长的缺点，提高了脱硫剂的利用率，且工艺简单，有很好的发展前景。
c 粉末一颗粒喷动床半千法烟气脱硫法:
技术原理：含so2的烟气经过预热器进入粉粒喷动床，脱硫剂制成粉末状预先与水混合，以浆料形式从喷动床的顶部连续喷人床内，与喷动粒子充分混合，借助于和热烟气的接触，脱硫与干燥同时进行。脱硫反应后的产物以干态粉末形式从分离器中吹出。这种脱硫技术应用石灰石或消石灰做脱硫剂。具有很高的脱硫率及脱硫剂利用率，而且对环境的影响很小。但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严格的要求，在浆料的含湿量和反应温度控制不当时，会有脱硫剂粘壁现象发生。
d 烟道喷射半干法烟气脱硫:
该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫，不需要另外加吸收容器，使工艺投资大大降低，操作简单，需场地较小，适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液，浆滴边蒸发边反应，反应产物以干态粉末出烟道。
3 新兴的烟气脱硫方法以及当前研究的热点
最近几年，科技突飞猛进，环境问题已提升到法律高度。我国的科技工作者研制出了一些新的脱硫技术，但大多还处于试验阶段，有待于进一步的工业应用验证。
3．1 硫化碱脱硫法
由outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要利用工业级硫化纳作为原料来吸收so2工业烟气，产品以生成硫磺为目的。反应过程相当复杂，有na2so4、na2so3、na2s203、s、na2sx等物质生成，由生成物可以看出过程耗能较高，而且副产品价值低，华南理工大学的石林经过研究表明过程中的各种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变，将溶液ph值控制在5.5—6.5之间，加入少量起氧化作用的添加剂tfs，则产品主要生成na2s203，过滤、蒸发可得到附加值高的5h 0·na2s203，，而且脱硫率高达97％，反应过程为：so2+na2s=na2s203+s。此种脱硫新技术已通过中试，正在推广应用。
3．2 膜吸收法
以有机高分子膜为代表的膜分离技术是近几年研究出的一种气体分离新技术，已得到广泛的应用，尤其在水的净化和处理方面。中科院大连物化所的金美等研究员创造性地利用膜来吸收脱出so2气体，效果比较显著，脱硫率达90％。过程是：他们利用聚丙烯中空纤维膜吸收器，以naoh溶液为吸收液，脱除so2气体，其特点是利用多孔膜将气体so2气体和naoh吸收液分开，so2气体通过多孔膜中的孔道到达气液相界面处，so2与naoh迅速反应，达到脱硫的目的。此法是膜分离技术与吸收技术相结合的一种新技术，能耗低，操作简单，投资少。
3．3 微生物脱硫技术
根据微生物参与硫循环的各个过程，并获得能量这一特点，利用微生物进行烟气脱硫，其机理为：在有氧条件下，通过脱硫细菌的间接氧化作用，将烟气中的so2氧化成硫酸，细菌从中获取能量。
生物法脱硫与传统的化学和物理脱硫相比，基本没有高温、高压、催化剂等外在条件，均为常温常压下操作，而且工艺流程简单，无二次污染。国外曾以地热发电站每天脱除5t量的h：s为基础；计算微生物脱硫的总费用是常规湿法50％[6]。无论对于有机硫还是无机硫，一经燃烧均可生成被微生物间接利用的无机硫so2，因此，发展微生物烟气脱硫技术，很具有潜力。四川大学的王安等人在实验室条件下，选用氧化亚铁杆菌进行脱硫研究，在较低的液气比下，脱硫率达98％。
4、烟气脱硫技术发展趋势
目前已有的各种技术都有自己的优势和缺陷，具体应用时要具体分析，从投资、运行、环保等各方面综合考虑来选择一种适合的脱硫技术。随着科技的发展，某一项新技术韵产生都会涉及到很多不同的学科，因此，留意其他学科的最新进展与研究成果，并把它们应用到烟气脱硫技术中是开发新型烟气脱硫技术的重要途径，例如微生物脱硫、电子束法脱硫等脱硫新技术，由于他们各自独特的特点都将会有很大的发展空间。随着人们对环境治理的日益重视和工业烟气排放量的不断增加，投资和运行费用少、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、污染少、无二次污染的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。
各种各样的烟气脱硫技术在脱除so2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益，但是还存在一些不足，随着生物技术及高新技术的不断发展，电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术将会代替传统的脱硫方法。
参考文献:
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[2] 林永明，韦志高．湿法石灰石／石灰一石膏脱硫技术应用综述[j]．广西电力工程，2000．4：92-98．
[3] 郭小宏，等．利用活性炭治理华光实业社会福利冶炼厂可行研究报告[r]．2002，6．
篇10
关键词：烧结机；烟气脱硫；SD-FGD；
1 前言
我国“十一五”规划纲要明确提出：要建设资源节约型、环境友好型社会，把单位GDP能耗降低20%，主要污染物排放总量减少10%，这是具有法律效力的约束性指标。当前，SO2的减排呼声最高，压力最大。钢铁企业是SO2排放的第二大户，存在巨大的减排空间，在电厂脱硫已取得较大成效的情况下，减排的压力正日益突出。烟尘主要来自烧结机的烧结过程及冷却机的冷却过程，SO2 主要来自烧结机头烟气。而烧结机头烟气中SO2 仍然采用烟囱高空排放，如果不对这些污染源加以控制，势必造成污染物的肆意排放，仍然会严重污染厂区环境，影响正常的生产，危害职工身体健康。
本文以济钢铸管集团公司为例，介绍了一种新型的SD-FGD系列喷射旋流曝气脱硫塔技术。
2 工程概述
2.1 工程简述
济钢铸管公司现有两台52m2烧结机，烧结机工艺设计分为两条主抽风烟道，配备有多管除尘器，排放烟气含尘浓度
2.2 烧结机烟气的特点
（1）烟气温度较高，随工艺操作状况的变化，烟气温度一般在120～180℃之间。
（2）烟气挟带粉尘多。粉尘主要由金属、金属氧化物或不完全燃烧物质等组成，一般浓度达10g/Nm3。
（3）含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性，混合料在烧结前必须加适量的水制成小球，所以含尘烟气的含湿量较大，按体积比计算，水分含量在10%左右。
（4）含有腐蚀性气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程，均产生一定量的HCl、SOx、NOx等。
（5）CO含量较高。
（6）含SO2平均浓度较低，根据原料和燃料差异而变化，一般在1000～3000mg/Nm3。
（7）重金属污染物。
（8）含二噁英类。目前钢铁行业的二噁英排放居世界第2位，仅次于垃圾焚烧行业。
3 烧结机脱硫技术
3.1 脱硫工艺的选择
目前国内外的脱硫方法主要有干法脱硫、半干法脱硫及湿法脱硫。除尘技术主要有电除尘、机械除尘、过滤式除尘等，根据除尘过程中是否用水或其他液体，还可将除尘器分为干式和湿式两大类。2006年石钢3#、4#烧结机新上的脱硫系统采用的是密相干塔工艺，即干法脱硫，除尘系统采用的是电除尘器；2007年福建三钢的180m2烧结机脱硫采用的是循环流化床干法脱硫，除尘系统采用布袋除尘器；2008年5月梅钢180m2烧结机采用的是喷旋冲湿式石灰石-石膏法脱硫工艺，属于湿法脱硫；2008年12月邯钢400m2烧结机采用的是气固再循环半干法脱硫，除尘系统为布袋除尘器。
由于烧结烟气具有前述的特点，必须采用适合烧结烟气特点的烟气净化装置；而且应具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等特点。山东球墨铸铁管有限公司所提供场地面积较小，因次对工艺的选择必须考虑到系统占地面积等因素，在本项目中我公司选择了双碱法作为脱硫主要工艺。
3.2 除尘方案的选择
由于冶金行业的烟气具有粉尘细，易黏附结垢的特点，而湿式除尘器利用水与含尘气体作用，在净化粉尘的同时，具有净化有毒气体的作用，且设备体积较小、投资较省，考虑到现场的情况我们选择湿式除尘方案。湿式除尘方法中文丘里管除尘器具有除尘效率高，能消除1：m以下的细尘粒，结构比较简单，而且还能用于除雾、降温等方面，符合烧结机烟气的特点，因此在本项目中我们选择了文丘里管湿式除尘法。
除尘射流器应用原理是依据文丘里原理开发出的一种产品，文丘里除尘的工作原理是靠高速运动的气流及流经的管道截面发生变化，使气溶胶与洗涤液或吸收液在高速气流中发生相对运动，从而达到气溶胶与空气分离的目的，文丘里洗涤器净化原理图如图1所
图一 文丘里洗涤器净化原理图
3.3 工艺流程
我公司与日本住友金属工業（株）和歌山製鉄所環境部合作，结合我国冶金行业的特点，对日本及欧洲冶金行业的脱硫成熟技术进行引进与消化吸收。共同开发出了SD-FGD系列喷射旋流曝气脱硫塔。该设备集脱硫、除尘于一体，脱硫、除尘效率均较高，投资低、占地少，在国内处于先进水平该技术在日本冶金行业得到广泛应用。该技术吸取了我公司在济南庚辰钢铁有限公司24平米烧结机应用石灰石法脱硫工艺中的不足，解决了塔内及管道结垢缺陷，解决了出风含水量大的问题。我公司针对山东球墨铸铁管有限公司实际情况，对52平米烧结机进行专项设计，除尘、脱硫工艺中所配备的SD-PS80-Ⅱ喷射旋流曝气脱硫塔，具有气液传质好、脱硫除尘效率高、液气比小、装置内无活动部件、工程造价低、节省运行费用等优点。
本系统主要包括除尘系统、脱硫系统、脱硫液循环系统、除尘液循环系统。
4、 设计参数
4.1 文丘里洗涤器的最佳操作条件
（1）.喉管面积A0=2.83m2
（2）.喉管直径D0=1.7m
（3）.喉管长度L0=1.6m
（4）.收缩管的进气截面积A1=7.6m2
（5）.收缩管的进气端直径D1=3.2m
（6）.收缩管的长度L1=2.3m
（7）.渐扩管出口直径D2=3.2m
4.2 脱硫方法
由双碱法的原理可以看出氧化反应主要是将SO32-和CaSO3氧化，而H++SO32-（HSO3-，故系统pH的高低也决定着氧化反应发生的程度。
对于脱硫效果来讲，塔进口pH越高，吸收液脱硫能力也就越强。但pH过高后，可能会增加系统中Ca2+的浓度，从而增加系统中CaSO4的过饱和度，引起系统的结垢和堵塞。为了防止系统的结垢和堵塞，下面对系统运行各个阶段的pH进行研究。
图1 清液池pH与再生池pH变化规律
图2 混浆池pH=11时再生池各阶段pH
由图1可知，随着清液池pH升高，无论是低pH运行还是高pH运行，再生液的pH都会升高。当低pH运行时，由于塔出口pH较低，且塔出口中大部分为HSO3-，HSO3-+OH-（SO32-，快速消耗OH-，故在开始阶段上升幅度较大，在pH=11.0左右时，再生液pH上升趋势才趋于平缓，此时再生液的pH也接近于7。高pH运行时，塔出口pH较高，随着清液池pH值升高，再生液pH继续升高，但上升的幅度整体趋于平缓。如果不断提高混浆池的pH值，即增加投入Ca（OH）2的量，可以增强脱硫液的脱硫效率，但一方面增加了系统的运行花费，另一方面投入Ca（OH）2的量增加，Ca2+也随着增加，将有可能引起系统结垢和堵塞。
4.3 脱硫液循环系统
脱硫液与烟气接触反应后，经塔体底部水封口由排水沟流入循环水池，循环水池由再生反应池、氧化池、沉淀池和清水池四部分组成。从脱硫装置底部出来的脱硫液首先进入再生反应池，与石灰浆液发生再生反应，然后进入氧化池，通过搅拌并鼓入空气将水池中的CaSO3氧化为CaSO4，经沉淀后的池底浓浆由浓浆泵将CaSO4抽出，送到板框压滤机，制成脱硫渣滤饼综合利用或抛弃，滤液流到循环水池。在清水池旁设有pH值检测仪，并补充NaOH溶液，调节pH值后，由循环水泵抽送到脱硫装置进行脱硫。
4.4 除尘液循环系统
除尘液与烧结烟气接触后，经管道流到后面的惯性分离器，固液分离后，除尘液经底部水封口流入循环池，循环池由泥浆池和清液池组成。从分离器底部出来的除尘液首先进入泥浆池沉淀，停留一段时间后，上清液进入清液池，由循环水泵抽送到除尘装置进行除尘；池底泥浆则由浓浆泵抽送到板框压滤机，压缩脱水后，定期由运渣车外运。
以上四个单元是本系统的主要单元，除此之外，本系统还包括脱硫剂制备系统及电气和自控系统等。
4.5 SD-FGD曝气脱硫塔原理
应用文丘里除尘、惯性分离等原理设计的高效喷射旋流曝气除尘脱硫塔，高效旋流曝气脱硫塔为圆柱形塔体，塔外有高效射流器，塔内安装有若干层高负荷旋流装置和高效除雾装置。脱硫工作时，烟气由塔底切向进入，形成旋转气流上升，烟气通过塔板旋流叶片的导向作用使烟气呈旋转上升。经二次扩散，使得气体里所含的二氧化硫散发，并与上部两层喷淋的脱硫浆液充分接触，从而增大气液间的接触面积；液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后液滴被甩到塔壁上沿壁流下，经过溢流装置到下层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。如上所述，液体在与气体充分接触后得到有效分离，避免雾沫夹带，其气液负荷比常用塔板大一倍以上。又因塔板上液层薄，开孔率大而使压降较低，比达到同样效果的一般旋流板塔的压降约低50%，因此，综合性能优于常用的旋流板塔。
由于装置内部提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收的效果好；采用较低的液气比是1：0.8～1.2。高效喷射旋流脱硫除尘装置上部装有高效除雾装置，安装两层折板除雾器，从而使气流带出塔的雾滴很少。减少出口烟气带水的危害。
烟气进入射流器，由于有降尘水及烟尘里有烧结机烟尘带出来的氧化钙，可以作为一级脱硫处理，效率在30%左右。在旋流脱硫塔内进行二级脱硫处理，效率在65%以上，总的脱硫效率在95%以上。
5 存在不足
由于此工程为老厂改造，因此可用场地面积较小，该系统整体的设备与管路布局不够理想，造成系统阻力稍大。另外由于工程指标要求该技术没有涉及到脱硝的内容，以后的应用中将逐步完善技术，使其应用范围更加广泛。
6 结论
1. 在钢铁行业烧结机脱硫塔主体材料采用玻璃钢塔为国内首创。脱硫塔采用玻璃钢整体制造，密封性能好，无跑冒滴漏现象，耐腐蚀性比其它材料强，使用寿命长达25年不用维护。
2.该工艺采用的两段法工艺，在预处理部分采用的除尘液为高炉冲渣水，该水呈碱性，除对烟气的润湿作用外也提高了对硫化物的吸收率，并且提高了水资源的利用率，减少了水资源的消耗。脱硫部分采用的双碱法湿式脱硫。
3.脱硫塔为我公司自创的喷射旋流曝气脱硫塔（SD-FGD），塔底部设有导气旋流装置，使烟气在塔内流动均匀，并且通过控制脱硫塔进口的pH值解决了塔内的结垢问题。
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