第一篇：干法脫硫

干法脫硫技術(shù)及應(yīng)用

我國(guó)是燃煤大國(guó)，連續(xù)多年SO2排放總量超過2000萬t，已成為世界上最大的排放國(guó)。煙氣脫硫是控制SO2排放最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段。目前，我國(guó)大型火電廠煙氣脫硫主要采用國(guó)外應(yīng)用較成熟、業(yè)績(jī)較多的石灰石／石膏濕法工藝，但由于濕法工藝系統(tǒng)復(fù)雜、投資較大、占地面積大、耗水較多、運(yùn)行成本較高，國(guó)內(nèi)企業(yè)迫切需要投資少、運(yùn)行成本低、效率高的脫硫技術(shù)。奧地利AEE集團(tuán)(LLAG)公司在上世紀(jì)70年代末率先將循環(huán)流化床工藝用于煙氣脫硫，開發(fā)了一種煙氣循環(huán)流化床干法脫硫工藝(Circu．1ating Fluidized Bed nue GasDesulphurization，簡(jiǎn)稱CFB— FGD)。經(jīng)過近30年的不斷改進(jìn)(主要是在90年代中后期)，解決負(fù)荷適應(yīng)性、煤種變化、物料流動(dòng)性、可靠性、大型化應(yīng)用等方面的技術(shù)問題，至今運(yùn)行業(yè)績(jī)達(dá)到40多臺(tái)套。

遼寧萬和環(huán)保有限責(zé)任公司于2009年10月在國(guó)內(nèi)率先引進(jìn)了德國(guó)LLAG公司的CFB—FGD技術(shù)。2002年底，華能國(guó)際電力有限公司在經(jīng)過多次論證和招標(biāo)后，為其下屬撫順新鋼鐵燒結(jié)機(jī)的2 X 300MW機(jī)組配套由遼寧萬和環(huán)保股份有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造的CFB—FGD裝置。

l 工程概況

撫順新鋼鐵位于遼寧省中部地區(qū)的撫順市，是個(gè)典型的多煤地區(qū)，距沈陽(yáng)東南方向150km。一期已建2X 100MW燃煤機(jī)組，2002年新建二期工程，安裝2 X 300MW空冷燃煤發(fā)電機(jī)組，配置2臺(tái)1053t／h'~粉鍋爐。

榆社電廠2 X 300MW機(jī)組配套煙氣循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)于2003年4月開始設(shè)計(jì)，2003年12月開始安裝。2004年10月初和11月中旬，兩套脫硫系統(tǒng)分別與鍋爐同步投運(yùn)。脫硫效率高達(dá)90％以上，運(yùn)行可靠，成功地將國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與國(guó)內(nèi)的吸收、消化和工程管理相結(jié)合，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能，使之成為目前世界上單機(jī)容量最大的干法脫硫系統(tǒng)。2 工程設(shè)計(jì) 2．1 煤質(zhì)特性

榆社電廠二期工程燃用貧煤，主要的煤質(zhì)特性

2．3 吸收劑分析(1)吸收劑名稱：生石灰

(2)吸收劑品質(zhì)要求：軟煅生石灰粒徑≤lmm，氧化鈣(CaO)含量≥70％，生石灰消化速度Voo<4min(檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為DIN EN459—2)。2．4 工藝原理

CFB—FGD工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，采用消石灰為脫硫劑。該技術(shù)工藝流程如圖1所示，主要由吸收塔、脫硫除塵器、吸收劑制備、物料再循環(huán)及排放、工藝水、儀表控制系統(tǒng)等6個(gè)部分組成。

燒結(jié)機(jī)排放煙氣通過文丘里管的加速?gòu)奈账牡撞颗c加入的吸收劑和脫硫灰混合后而懸浮起來，形成激烈的湍動(dòng)狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有很大的相對(duì)滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強(qiáng)化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時(shí)通過向吸收塔內(nèi)噴水，濕潤(rùn)顆粒表面，煙氣冷卻到最佳的化學(xué)反應(yīng)溫度。此時(shí)煙氣中的SO2 和幾乎全部的SO3、HCI、HF等酸性成分被吸收而除去，生成CaSO3·1／2H2O等副產(chǎn)物。主要化學(xué)反應(yīng)是： Ca(OH)2+S02 = CaSO3·1／2H20+1／2H20 Ca(OH)2+SO3 = CaSO4·1／2H20+1／2H20 CaSO3·1／2H2O +1／202 = CaSO4·1／2H2O 2Ca(OH)2+2HCI = CaCI2·Ca(OH)2·2H20 Ca(OH)2+2HF = CaF2+2H20 Ca(OH)2+C02 = CaCO3+H20 為了降低吸收劑的耗量和穩(wěn)定流化床的運(yùn)行，除塵器收集到的脫硫產(chǎn)物和未反應(yīng)的吸收劑循環(huán)回吸收塔進(jìn)一步參加反應(yīng)。由于吸收塔內(nèi)擁有較高顆粒的床層密度，使得床內(nèi)的Ca／S比高達(dá)50以上，S02可以得到充分反應(yīng)。通過控制吸收劑的加入量以及物料與煙氣的接觸時(shí)間，可獲得90％～98％的穩(wěn)定SO2脫除效率以及99％的SO3、HCI、HF脫除效率。2．5 設(shè)計(jì)參數(shù)

脫硫除塵島的設(shè)計(jì)要求同時(shí)滿足燒結(jié)機(jī)燃用設(shè)計(jì)煤種和校核煤種兩種情況，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表3。3 系統(tǒng)組成 3．1 吸收塔

吸收塔為文丘里空塔結(jié)構(gòu)，是整個(gè)脫硫反應(yīng)的核心。由于煙氣中幾乎所有的SO3都被脫除以及始終在煙氣露點(diǎn)溫度20℃ 以上，吸收塔內(nèi)部不需要任何防腐內(nèi)襯，塔體由普通碳鋼制成。為適應(yīng)大型化應(yīng)用，吸收塔流化床的入口采用4個(gè)文丘里管結(jié)構(gòu)。

吸收塔的流化床反應(yīng)段的直徑為7.5m，吸收塔總高度為35m。3．2 脫硫除塵器

脫硫除塵器采用布袋除塵器(也可以用電除塵器)，由于物料的不斷循環(huán)使脫硫除塵器的人口粉塵濃度高達(dá)6O0～1000g／Nm3，是常規(guī)電站電除塵器的20～30倍，為了滿足環(huán)保煙塵濃度50mg／Nm3的要求。脫硫除塵器的除塵效率必須到達(dá)99．98％以上，但由于通過吸收塔的噴水增濕、降溫，十分有利于脫硫效率的提高。萬和環(huán)保采用德國(guó)魯奇Bs型高濃度電除塵技術(shù)，通過有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以滿足脫硫工藝的要求。脫硫除塵器采用雙室四電場(chǎng)，型號(hào)為BS470／2—4／38／400／15．425／4×11一LC，本體阻力250Pa，陽(yáng)極板采用ZI24型，陰極線為V型線，設(shè)計(jì)效率為99．99％。3．3 吸收劑制備系統(tǒng)

CFB—FGD所需的脫硫劑一般為Ca(OH)2，其來源有兩種方式：一是直接采購(gòu)符合要求的消石灰Ca(OH)2粉，二是采購(gòu)滿足要求的粉狀CaO由密封罐車運(yùn)到脫硫島并泵人生石灰倉(cāng)。然后經(jīng)過安裝在倉(cāng)底的干式石灰消化器生成Ca(OH)2干粉，通過氣力輸送進(jìn)人消石灰倉(cāng)儲(chǔ)存。根據(jù)脫硫需要，通過計(jì)量系統(tǒng)向吸收塔加入Ca(OH)干粉。

本項(xiàng)目的生石灰倉(cāng)和消石灰倉(cāng)的有效容積分別為300m3、500m3，滿足滿負(fù)荷運(yùn)行7天用量。干式石灰消化器采用意大利進(jìn)口產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)為臥式雙軸攪拌式消化器，設(shè)計(jì)消化能力為10t／h，消石灰粉含水率低于1.5％。

3．4 物料再循環(huán)及排放系統(tǒng)

脫硫除塵器收集的脫硫灰大部分通過空氣斜槽返回吸收塔進(jìn)行再循環(huán)，該項(xiàng)目設(shè)有兩條循環(huán)空氣斜槽，通過控制循環(huán)灰量即可調(diào)節(jié)吸收塔的壓降。在脫硫除塵器的灰斗設(shè)有2個(gè)外排灰點(diǎn)，采用正壓濃相氣力輸送方式，輸送能力按實(shí)際灰量的200％設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)配套兩條輸送管道將脫硫灰輸送到脫硫灰?guī)熨A存。3．5 工藝水系統(tǒng)

脫硫除塵島的工藝用水包括吸收塔脫硫反應(yīng)用水和石灰消化用水。前者通過高壓水泵以一定的壓力通過回流式噴嘴注人吸收塔內(nèi)，在回流管上設(shè)有回水調(diào)節(jié)閥，用以跟蹤和調(diào)節(jié)水量。高壓水泵的流量為60m3／h，壓力為4．0MPa。石灰消耗用水采用計(jì)量泵根據(jù)生石灰的加人量進(jìn)行控制。3．6 控制系統(tǒng)

CFB—FGD的工藝控制過程主要有3個(gè)控制回路，這3個(gè)回路相互獨(dú)立，互不影響。(1)SO2控制：根據(jù)吸收塔人口SO2、ESP2排放SO2濃度和煙氣量控制吸收劑的加入量，以保證達(dá)到按要求的SO2排放濃度；(2)吸收塔反應(yīng)溫度的控制：通過控制噴水量可以控制吸收塔內(nèi)的反應(yīng)溫度在最佳反應(yīng)溫度70～80~C；(3)吸收塔壓降控制：通過控制循環(huán)物料量，控制吸收塔整體壓降在1600～2000Pa左右。榆社項(xiàng)目采用SIEMENS的DCS系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，畫面豐富，準(zhǔn)確靈活，與鍋爐主機(jī)通訊可靠暢通。4 工藝布置

榆社電廠2×300MW機(jī)組CFB—FGD脫硫除塵島內(nèi)各個(gè)分系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置，所有的工藝、電氣設(shè)備均為一爐一套。脫硫除塵島沿鍋爐中心軸，順煙氣方向成一字形布置，即原煙氣主煙道中心線、預(yù)電除塵器、吸收塔中心線、脫硫電除塵器中心線、鍋爐引環(huán)保技術(shù)風(fēng)機(jī)、煙囪在一條直線上。主要輔助工藝設(shè)施如工藝水系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)就近圍繞吸收塔，各設(shè)備的平面和空間組合，既做到工作分區(qū)明確，又做到合理、緊湊、方便，外觀造型美觀，整體性好，并與電廠其他建筑群體相協(xié)調(diào)，同時(shí)最大限度地節(jié)省用地。脫硫除塵島內(nèi)的建構(gòu)筑物主要有預(yù)電除塵器、吸收塔、脫硫電除塵器、生石灰倉(cāng)、消石灰倉(cāng)、脫硫控制樓等。脫硫控制樓布置在兩臺(tái)爐的中間，兩臺(tái)爐脫硫除 島照片見圖2所示__ 5 運(yùn)行情況

2004年10月初和11月中旬，兩套脫硫系統(tǒng)分別與鍋爐同步投運(yùn)，經(jīng)過1個(gè)多月的試運(yùn)行后，于12月上旬兩臺(tái)爐脫硫除塵島順利通過了78h的滿負(fù)荷運(yùn)行考核，并移交給電廠運(yùn)行。由于榆社電廠燃用貧煤和混煤，實(shí)際含硫量高于設(shè)計(jì)和校核煤種，約為2．5％，在考核運(yùn)行時(shí)，脫硫除塵島的人口SO2濃度最高達(dá)到近7000mg／Nm3，但通過加大Ca／S，可以確保90％以上的脫硫效率，最高達(dá)到98．4％(參見圖3)，同時(shí)脫硫后電除塵器出口粉塵排放在20～50mg／Nm3之間，滿足環(huán)保要求。而在考核運(yùn)行中采用的吸收劑生石灰的純度只有70％，活性 為10min左右 本次考核的運(yùn)行參數(shù)如表4。7 結(jié)束語(yǔ)

撫順新鋼鐵燒結(jié)機(jī)2×300MW機(jī)組煙氣循環(huán)流化床干法脫硫系統(tǒng)是目前世界上投運(yùn)成功的處理煙氣量最大，同時(shí)也是配套燒結(jié)機(jī)機(jī)組容量最大的干法脫硫裝置。通過運(yùn)行證明，CFB—FGD脫硫工藝可以滿足大型燒結(jié)機(jī)機(jī)組煙氣脫硫、除塵的需要。不僅脫硫率可達(dá)到90％以上，而且脫硫電除塵器出口粉塵排放也能滿足50 mg／Nm3的環(huán)保要求。同時(shí)，CFB—FGD脫硫工藝可以滿足高硫煤的脫硫需要，為我國(guó)高硫煤地區(qū)的脫硫工藝選擇增加一種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性良好的比選工藝。

中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司

摘 要：綜述了國(guó)內(nèi)外燃煤電廠干法煙氣脫硫技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀。其中對(duì)循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)及其在國(guó)內(nèi)脫硫工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)比了濕法與干法脫硫技術(shù)的投資及運(yùn)行成本。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流化床法煙氣脫硫技術(shù)是目前技術(shù)較成熟、運(yùn)行可靠的干法脫硫技術(shù)。

關(guān)鍵詞：干法脫硫技術(shù)；循環(huán)流化床；經(jīng)濟(jì)性概述

目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的干法（半干法）脫硫技術(shù)大致分為如下幾種：循環(huán)流化床脫硫技術(shù)（CFB）、活性炭（焦）法、NID半干法脫硫技術(shù)、SDA旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫技術(shù)、LIFAC技術(shù)和電子束法等。其中在國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠應(yīng)用較多的干法技術(shù)為循環(huán)流化床（CFB）脫硫和NID脫硫，前者單塔脫硫能力可達(dá)300MW（最大應(yīng)用業(yè)績(jī)?yōu)?00MW機(jī)組），后者為50MW（最大應(yīng)用業(yè)績(jī)?yōu)?00MW機(jī)組）。LIFAC技術(shù)主要用于前幾年較多的CFB鍋爐的脫硫整改。活性炭技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用并不多，基本集中在神華集團(tuán)的自備電廠，國(guó)外的最大應(yīng)用業(yè)績(jī)?yōu)?00MW機(jī)組；電子束法和SDA旋轉(zhuǎn)噴霧法在國(guó)內(nèi)外都未有較多應(yīng)用。

現(xiàn)主要介紹國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠應(yīng)用較多的循環(huán)流化床法，另對(duì)活性炭脫硫技術(shù)也進(jìn)行了介紹。

國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀

循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用比較成熟的干法煙氣脫硫技術(shù)[1，2]。與濕法脫硫相比，優(yōu)點(diǎn)是：耗水量少（約為濕法的50%左右）、占地面積小（約為濕法的60%左右，布置較為靈活，爐前爐后均可）、運(yùn)行成本比濕法略低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是：負(fù)荷適應(yīng)性較差，對(duì)運(yùn)行人員要求較高，吸收劑利用率為60%~80%（濕法為97%），脫硫副產(chǎn)品不穩(wěn)定，難以綜合利用，通常脫硫效率為85%~90%，適用于硫含量小于2%的機(jī)組，目前單塔最大處理能力為300MW，國(guó)內(nèi)最大應(yīng)用業(yè)績(jī)?yōu)槿A能邯峰2×600MW機(jī)組，采用一爐兩塔方式。

國(guó)外環(huán)保公司掌握此項(xiàng)技術(shù)的主要有；奧地利能源&環(huán)境工程有限公司（AEE）、德國(guó)魯奇能捷斯公司（LLAG）、德國(guó)Wulff公司和美國(guó)艾尼克公司。

國(guó)內(nèi)環(huán)保公司掌握此項(xiàng)技術(shù)的主要有；遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保公司（技術(shù)來源—奧地利能源&環(huán)境工程有限公司），福建龍凈和山東三融公司（技術(shù)來源—德國(guó)魯奇能捷斯公司），武漢凱迪公司（技術(shù)來源—德國(guó)Wulff公司），甘肅龍?jiān)垂荆夹g(shù)來源—美國(guó)艾尼克公司）。工藝技術(shù)簡(jiǎn)介

循環(huán)流化床法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程如圖1所示，根據(jù)循環(huán)流化床的原理，通過物料在反應(yīng)塔內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和高倍率的外循環(huán)，形成含固量很高的氣固流化床，從而強(qiáng)化了脫硫吸收劑顆粒之間、煙氣SO2、SO3、HCl、HF等氣體與脫硫吸收劑的接觸時(shí)間和傳熱傳質(zhì)性能，并延長(zhǎng)了固體物料在反應(yīng)塔內(nèi)的停留時(shí)間，提高了SO2與脫硫劑的利用率和脫硫效率[3，4]。

循環(huán)流化床煙氣脫硫的技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）塔內(nèi)沒有運(yùn)動(dòng)部件，磨損較小，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)量小，運(yùn)行費(fèi)用較低。

（2）無需防腐。吸收塔內(nèi)具有優(yōu)良的傳質(zhì)傳熱條件，使塔內(nèi)的水分迅速蒸發(fā)，并且可同步脫除SO3，HCl，HF等酸性氣體，煙氣溫度高于露點(diǎn)20℃左右，因此吸收塔及其下游設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)、堵塞、腐蝕。

循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用情況

遠(yuǎn)達(dá)公司于2006年11月與奧地利能源&環(huán)境集團(tuán)公司（AEE）完成了技術(shù)裝讓，目前應(yīng)用于江西南昌發(fā)電廠2×125MW機(jī)組、吉林渾江發(fā)電廠#5/#6機(jī)組（2×200MW）、吉林松花江電廠2×125MW機(jī)組、吉林四平電廠2×125MW機(jī)組、上海城投危廢焚燒項(xiàng)目，其中江西南昌電廠2×125MW機(jī)組已于2007年8月完成了初步驗(yàn)收，渾江#6機(jī)組正在進(jìn)行熱態(tài)調(diào)試。上海城投危廢項(xiàng)目為亞洲最大的危廢焚燒線。

江西南昌發(fā)電廠為遠(yuǎn)達(dá)公司的第一個(gè)干法項(xiàng)目，在實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)一些問題，#11爐順利通過96小時(shí)試運(yùn)行，而10#爐則多次出現(xiàn)塔內(nèi)結(jié)垢問題，經(jīng)反復(fù)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，CEMS在線分析系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)非常重要，其直接影響到加水量的多少，這是循環(huán)流化床是否產(chǎn)生結(jié)垢的關(guān)鍵，故對(duì)CEMS、霧化噴槍和調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了一些改進(jìn)。

福建龍凈于2001年10月引進(jìn)了魯奇公司干法技術(shù)，次年山東三融環(huán)保也引進(jìn)了魯奇技術(shù)，德國(guó)Wulff公司的技術(shù)于2002年轉(zhuǎn)讓給武漢凱迪。

福建龍凈于2004年4月投運(yùn)了當(dāng)時(shí)最大的2×300MW干法機(jī)組（山西榆社，國(guó)產(chǎn)化試點(diǎn)項(xiàng)目），運(yùn)行效果不是很好，后經(jīng)過多次整改，于2006年基本運(yùn)行正常。該公司目前承接了華能邯峰2×600MW機(jī)組（一爐兩塔），目前正在實(shí)施。

山東三融的干法項(xiàng)目主要集中在河南和山東的中小型機(jī)組，包括焦作、聊城等項(xiàng)目，最大為聊城2×300MW機(jī)組。

武漢凱迪早期引進(jìn)的Wulff技術(shù)應(yīng)用并不理想，在廣東實(shí)施的恒運(yùn)項(xiàng)目基本是失敗的，雙方合作不是很好。北京紫泉公司在遠(yuǎn)達(dá)公司的技術(shù)支持下，與Wulff合作的山西河坡電廠2×100MW（兩爐一塔）運(yùn)行較為良好。

甘肅龍?jiān)磁c美國(guó)艾尼克公司合作的吉林四平電廠項(xiàng)目#3爐項(xiàng)目，歷經(jīng)2年，期間調(diào)試并不理想，后來增加了再循環(huán)煙道，基本運(yùn)行正常。投資及運(yùn)行成本分析

目前，國(guó)內(nèi)干法脫硫EPC工程單位千瓦造價(jià)均在200元/KW以上（中小型機(jī)組居多），福建龍凈公司正在實(shí)施的華能邯峰2×600MW電廠EPC工程造價(jià)為2.4億元，單千瓦造價(jià)200元/KW（含硫率1.5%，一爐兩塔）；山東三融公司實(shí)施的山東聊城2×300MW循環(huán)流化床煙氣脫硫工程EPC造價(jià)1.6億元，單千瓦造267元/KW（含硫率1%，一爐一塔）。

下面以2×200MW機(jī)組為例，就某技改項(xiàng)目（干法脫硫）和某新建項(xiàng)目（濕法脫硫）的經(jīng)濟(jì)性作以下比較。

5.1 EPC工程造價(jià)比較

（1）干法項(xiàng)目EPC工程造價(jià)。項(xiàng)目概況：某電廠2×200MW技改工程，含硫率0.8%，低位發(fā)熱量16MJ/kg，以下數(shù)據(jù)按二臺(tái)一爐一塔方案進(jìn)行計(jì)算，脫硫率90%。

EPC工程總造價(jià)9500萬元（其中靜電除塵器設(shè)備本體及相應(yīng)建安工程共計(jì)約3030萬元），單千瓦造價(jià)237.5元/KW。如果新建項(xiàng)目，主機(jī)除塵器采用雙電場(chǎng)或單電場(chǎng)方式，可減少主機(jī)除塵器設(shè)備費(fèi)用約600萬元。折算到新建項(xiàng)目2×200MW干法脫硫EPC工程總造價(jià)為8900萬元，單千瓦造價(jià)222.5元/KW。

（2）濕法項(xiàng)目EPC工程造價(jià)。項(xiàng)目概況：某新建項(xiàng)目一期工程2×200MW煙氣脫硫工程，含硫率0.8%，低位發(fā)熱量19MJ/kg，采用二爐一塔的濕法脫硫方式，脫硫率95%。

EPC工程總造價(jià)7500萬元，千瓦造價(jià)187.5元/KW。

干法脫硫裝置比濕法脫硫裝置的EPC工程費(fèi)用增加1400萬，千瓦造價(jià)增加35元/KW。

5.2項(xiàng)目運(yùn)行成本比較

（1）干法FGD項(xiàng)目的運(yùn)行成本。年運(yùn)行成本，2398.10萬元，單位脫硫成本為：13.32元/MWh；

（2）濕法FGD項(xiàng)目的運(yùn)行成本。年運(yùn)行成本，2457.86萬元，單位脫硫成本為：13.65元/MWh。

目前干法脫硫的初投資較濕法較高（因機(jī)組容量較小），運(yùn)行成本較濕法脫硫略低。耗水量約為濕法的50%左右。結(jié)論 從干法脫硫裝置的運(yùn)行情況來看，技術(shù)比較成熟、運(yùn)行可靠的干法脫硫技術(shù)是循環(huán)流化床干法脫硫工藝。參考文獻(xiàn)

[1]程亮，劉宇，李華民.循環(huán)流化床脫硫技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用[J].江西能源，2008（1）：56-59.[2]麻瑜.循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術(shù)分析[J].電力學(xué)報(bào)，2007（2）：58-60.[3]王鳳印，王翠蘋.循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].電力環(huán)境保護(hù)，2005（4）：15-18.[4]王忠喜，高霞紅.循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)及其環(huán)境經(jīng)濟(jì)可行性探討[J].污染防治技術(shù)，

第二篇：干法脫硫交流

脫硫工藝方案

工藝流程描述：循環(huán)流化床干法脫硫工藝系統(tǒng)主要由生石灰消化輸送系統(tǒng)、循環(huán)流化床吸收塔、噴水增濕系統(tǒng)、返料系統(tǒng)、氣力輸送系統(tǒng)、灰?guī)臁⒚摿虺龎m器以及儀表控制系統(tǒng)組成，如圖1-1。

圖1-1

循環(huán)干法工藝流程示意圖

工藝簡(jiǎn)介：

CFB煙氣脫硫工藝是八十年代末德國(guó)魯奇(Lurgi)公司開發(fā)的一種新的干法脫硫工藝，這種工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次再循環(huán)，延長(zhǎng)吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間，大大提高了吸收劑的利用率。它不但具有干法工藝的許多優(yōu)點(diǎn)，如流程簡(jiǎn)單、占地少，投資小以及副產(chǎn)品可以綜合利用等，而且能在很低的鈣硫比（Ca/S＝1.1~1.3）情況下達(dá)到濕法工藝的脫硫效率，即95%以上。實(shí)踐證明，CFB煙氣脫硫工藝處理能力大，對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)能力很強(qiáng)，運(yùn)行可靠，維護(hù)工作量少，且具有很高的脫硫效率。

我公司在自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)干法脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本公司在大型火電廠煙氣脫硫工程實(shí)踐中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，并消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)的干法循環(huán)流化床脫硫工藝，具有較高的性價(jià)比。該工藝系統(tǒng)由脫硫系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)等組成。是目前國(guó)內(nèi)干法類脫硫技術(shù)中處理能力大、脫硫綜合效益優(yōu)越的一種脫硫工藝。

煙氣經(jīng)過預(yù)除塵后由反應(yīng)塔下部經(jīng)過整流后進(jìn)入反應(yīng)塔，與消石灰顆粒充分混合，HCL、HF、SO2、SO3和其他有害氣體與消石灰反應(yīng)，生成CaCL2·2H2O、CaF2、CaSO3·1/2H2O、CaSO4·2H2O和CaCO3。反應(yīng)產(chǎn)物由煙氣從反應(yīng)塔上部帶出。經(jīng)后布袋除塵器收集。分離出的固體絕大部分被送回流化床反應(yīng)器，以延長(zhǎng)吸收劑的作用時(shí)間，提高利用效率。將水直接噴入反應(yīng)器下部，使反應(yīng)溫度盡可能接近露點(diǎn)溫度，以提高脫硫效率。

該煙氣脫硫工藝的吸收劑可以直接用生石灰干消化所得的氫氧化鈣細(xì)粉，由于這種消石灰顆粒很細(xì)，因此無須磨細(xì)，即節(jié)省了購(gòu)買磨機(jī)等大型設(shè)備的投資費(fèi)用，也減少了能源消耗，使運(yùn)行費(fèi)用大為降低。

脫硫副產(chǎn)品呈干粉狀，其化學(xué)組成與噴霧干燥工藝的副產(chǎn)品相類似，主要有飛灰、CaCl2、CaSO3、CaSO4、CaF2以及未反應(yīng)的吸收劑等組成，其處置方法與噴霧干燥的副產(chǎn)品基本相同。工藝原理：

循環(huán)干法工藝的原理是Ca(OH)2粉末和煙氣中的SO2和幾乎全部的SO3、HCl、HF等酸性氣體，在Ca(OH)2粒子的液相表面發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)如下：

在循環(huán)干法工藝的循環(huán)流化床內(nèi)，Ca(OH)2粉末、煙氣及噴入的水分，在流化狀態(tài)下充分混合，并通過Ca(OH)2粉末的多次再循環(huán)，使得床內(nèi)參加反應(yīng)的Ca(OH)2量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新投加的Ca(OH)2量，即實(shí)際反應(yīng)的吸收劑與酸性氣體的摩爾比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表觀摩爾比，從而使HCl、HF、SO2、SO3等酸性氣體能被充分地吸收，實(shí)現(xiàn)高效脫硫。

工藝流程描述：

從鍋爐的空氣預(yù)熱器出來的煙氣溫度約150℃左右，直接從底部進(jìn)入吸收塔，煙氣通過吸收塔底部的文丘里管的加速，進(jìn)入循環(huán)流化床體，物料在循環(huán)流化床里進(jìn)行反應(yīng)；含有大量粉塵的煙氣進(jìn)入袋除塵器，經(jīng)袋除塵器除塵凈化的煙氣通過脫硫除塵器后引風(fēng)機(jī)從煙囪排放；采用消石灰作為吸收劑，外購(gòu)消石灰先存入消石灰儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)，再經(jīng)計(jì)量系統(tǒng)加入反應(yīng)塔；而經(jīng)袋除塵器捕集下來的固體顆粒，一部分循環(huán)回吸收塔進(jìn)一步參加反應(yīng)，一部分經(jīng)倉(cāng)泵輸送至灰?guī)欤に嚵鞒谈綀D。

進(jìn)入吸收塔的煙氣通過吸收塔底部的文丘里管的加速，進(jìn)入循環(huán)流化床體，物料在循環(huán)流化床里，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，充分接觸，在上升的過程中，不斷形成聚團(tuán)物向下返回，而聚團(tuán)物在激烈湍動(dòng)中又不斷解體重新被氣流提升，使得氣固間的滑移速度高達(dá)單顆粒滑移速度的數(shù)十倍。這樣的循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流機(jī)制，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱，為實(shí)現(xiàn)高脫硫率提供了保證。

在文丘里的出口擴(kuò)管段設(shè)一套噴水裝置，噴入霧化水以降低脫硫反應(yīng)器內(nèi)的煙溫，使煙溫降至高于煙氣露點(diǎn)20℃左右，從而使得SO2與Ca(OH)2的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)。吸收劑、循環(huán)脫硫灰在文丘里段以上的塔內(nèi)進(jìn)行第二步的充分反應(yīng)，生成副產(chǎn)物CaSO3·1/2H2O，還與SO3、HF和HCl反應(yīng)生成相應(yīng)的副產(chǎn)物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O等。

煙氣在上升過程中，顆粒一部分隨煙氣被帶出吸收塔，一部分因自重重新回流到循環(huán)流化床內(nèi)，進(jìn)一步增加了流化床的床層顆粒濃度和延長(zhǎng)吸收劑的反應(yīng)時(shí)間，從而有效地保證了脫硫效率。

噴入用于降低煙氣溫度的水，通過以激烈湍動(dòng)的、擁有巨大表面積的顆粒作為載體，在塔內(nèi)得到充分蒸發(fā)，保證了進(jìn)入后續(xù)除塵器中的灰具有良好的流動(dòng)性能。

由于SO3幾乎全部得以去除，加上排煙溫度始終控制在高于露點(diǎn)溫度20℃，因此煙氣不需要再加熱，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)也無須任何防腐處理。

凈化后的含塵煙氣從吸收塔頂部側(cè)向排出，然后轉(zhuǎn)向進(jìn)入脫硫后除塵器，再通過鍋爐風(fēng)機(jī)排入煙囪。經(jīng)除塵器捕集下來的固體顆粒，通過除塵器下的再循環(huán)系統(tǒng)，返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，如此循環(huán)，多余的少量脫硫灰渣經(jīng)倉(cāng)泵輸送至灰?guī)煸偻ㄟ^罐車外運(yùn)。我公司循環(huán)干法煙氣脫硫技術(shù)的工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

1)設(shè)備使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)量小。

塔內(nèi)完全沒有任何運(yùn)動(dòng)部件和支撐桿件，煙氣流速合理，塔內(nèi)磨損小，沒有堆積死角，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)、檢修方便。

2)煙氣、物料、水在劇烈的摻混升降運(yùn)動(dòng)中接觸時(shí)間長(zhǎng)、接觸充分，脫硫效率高。由于設(shè)計(jì)選擇最佳的煙氣流速，使得氣固兩相流在吸收塔內(nèi)的滑移速度最大，脫硫反應(yīng)區(qū)床層密度高，顆粒在吸收塔內(nèi)單程的平均停留時(shí)間長(zhǎng)，煙氣在塔內(nèi)的氣固接觸時(shí)間高達(dá)6秒以上，使得脫硫塔內(nèi)的氣固混合、傳質(zhì)、傳熱更加充分，優(yōu)化了脫硫反應(yīng)效果，從而保證了達(dá)到較高的脫硫效率。

3)控制簡(jiǎn)單。

工藝控制過程主要通過三個(gè)回路實(shí)現(xiàn)（如下圖1-2），這三個(gè)回路相互獨(dú)立，互不影響。脫硫劑給料量控制

根據(jù)脫硫反應(yīng)塔入口和出口煙氣中SO2濃度控制消石灰粉的給料量，以確保煙囪排煙中SO2的排放值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

循環(huán)灰量控制

干法吸收塔內(nèi)的固/氣比（固體顆粒濃度）是保證其良好運(yùn)行的重要參數(shù)。沿床高度的固/氣比可以通過沿床高度底部和頂部的壓差△P來表示。固/氣比越大，表示固體顆粒濃度越大，因而床的壓力損失越大。根據(jù)沿床高度底部和頂部的壓差△P來控制反應(yīng)器進(jìn)口的回灰量，將△P控制在一定范圍內(nèi)，從而保證床內(nèi)必需的固/氣比，使反應(yīng)器始終處于良好的運(yùn)行工況。△P的最大值由鍋爐引風(fēng)機(jī)所能克服的最大阻力和電除塵器的除塵效率所決定。

脫硫煙溫控制 根據(jù)反應(yīng)塔頂部處的煙氣溫度直接控制反應(yīng)器底部的噴水量。以確保反應(yīng)器內(nèi)的溫度處于最佳反應(yīng)溫度范圍內(nèi)。噴水量的調(diào)節(jié)方法一般采用回水調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)回流水壓來調(diào)節(jié)噴水量。

霧化噴嘴噴嘴型式可根據(jù)具體情況選單相噴嘴和兩相流兩種型式。

圖1-2 循環(huán)干法工藝控制回路圖

4)單塔處理能力大，已有大型化的應(yīng)用業(yè)績(jī)。

通過采用一個(gè)塔內(nèi)配置多個(gè)文丘里管的結(jié)構(gòu)，單塔理論上最高可處理2.5×106Nm3/h的煙氣。同類型配置單個(gè)文丘里單塔流化床系統(tǒng)已在山西××電廠（200MW燃煤機(jī)組）上得到成功運(yùn)行。

為克服單個(gè)大文丘里噴嘴的缺點(diǎn)，以便適于處理大煙氣量，在該工藝中采用一種入口為多個(gè)文丘里噴嘴的吸收塔，其優(yōu)點(diǎn)：一是減少單個(gè)噴嘴的高度和自由射流區(qū)的長(zhǎng)高，由于在自由射流區(qū)內(nèi)顆粒物的含量較低，減少其長(zhǎng)度，可增大有效反應(yīng)空間；使煙氣與固體顆粒物的混合得到加強(qiáng)。

5）采用計(jì)算機(jī)直接模擬底部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，保證了脫硫塔入口氣流分布均勻。

為了適應(yīng)處理大煙氣量，必須采用一塔多個(gè)文丘里噴嘴結(jié)構(gòu)的吸收塔，還必須使進(jìn)入塔內(nèi)的煙氣流場(chǎng)分布較為均勻，否則因各個(gè)噴嘴流速差異較大，可能導(dǎo)致固體顆粒物從某個(gè)噴嘴向下滑落。

為了解決布?xì)獠痪鶆蛟斐伤?nèi)形成不均勻的固體顆粒分布的問題，我們采用了直接數(shù)值模擬的蒙特卡洛方法（DSMC）對(duì)脫硫塔內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行直接模擬。通過計(jì)算機(jī)全尺寸直接模擬，來確定脫硫塔底部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，從而保證了脫硫塔入口氣流分布均勻。

6）無須防腐。

吸收塔內(nèi)具有優(yōu)良的傳質(zhì)傳熱條件，使塔內(nèi)的水分迅速蒸發(fā)，并且可脫除幾乎全部的SO3，煙氣溫度高于露點(diǎn)20℃以上，可確保吸收塔及其下游設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生腐蝕。

7）良好的入口煙氣二氧化硫濃度變化適應(yīng)性。

當(dāng)煤的含硫量或要求的脫硫效率發(fā)生變化時(shí)，無需增加任何工藝設(shè)備，僅需調(diào)節(jié)脫硫劑的耗量便可以滿足更高的脫硫率的要求。

其它

在燃用煤種符合設(shè)計(jì)和校核煤種的要求下，脫硫布袋除塵器出口煙溫≥70℃，脫硫效率≥90％工況下，脫硫劑、工藝水、電耗量、物耗總價(jià)格不超過我方保證值。

脫硫除塵裝置系統(tǒng)總阻力(脫硫塔入口到引風(fēng)機(jī)入口)不超過我方保證值。系統(tǒng)總阻力≤3200Pa。脫硫裝置本體漏風(fēng)率應(yīng)至少達(dá)到≤2%；布袋除塵器本體漏風(fēng)率應(yīng)至少達(dá)到≤2%，總漏風(fēng)率≤4%。鈣硫比為1.3。

脫硫劑消耗量約為1.27t/h。煙塵排放指標(biāo)

煙塵排放濃度保證值≤50mg/Nm3。脫硫裝置可用率

脫硫裝置可用率保證值≥95%。氣力除灰系統(tǒng)綜合出力

氣力除灰系統(tǒng)在鍋爐BMCR工況下能夠長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)綜合出力滿足業(yè)主方需要。

第三篇：干法脫硫技術(shù)（推薦）

干法脫硫技術(shù)

摘要：本文主要論述了干法脫除煙氣中SO2的各種技術(shù)應(yīng)用及其進(jìn)展情況，對(duì)煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行展望，即研究開發(fā)出優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)配套、性能可靠、不造成二次污染、適合國(guó)情的全新的煙氣污染控制技術(shù)勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫 二氧化硫 干法

前言：我國(guó)的能源以燃煤為主，占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產(chǎn)生嚴(yán)重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導(dǎo)致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時(shí)在一定條件下還可破壞臭氧層以及產(chǎn)生光化學(xué)煙霧等。總之燃煤產(chǎn)生的煙氣是造成中國(guó)生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源之一。中國(guó)的能源消費(fèi)占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國(guó)總排放量的87%。中國(guó)煤炭一年的產(chǎn)量和消費(fèi)高達(dá)12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)煤炭量將達(dá)18億噸，如果不采用控制措施，SO2的排放量將達(dá)到3300萬噸。據(jù)估算，每削減1萬噸SO2的費(fèi)用大約在1億元左右，到2010年，要保持中國(guó)目前的SO2排放量，投資接近1千億元，如果想進(jìn)一步降低排放量，投資將更大[1]。為此1995年國(guó)家頒布了新的《大氣污染防治法》，并劃定了SO2污染控制區(qū)及酸雨控制區(qū)。各地對(duì)SO2的排放控制越來越嚴(yán)格，并且開始實(shí)行SO2排放收費(fèi)制度。隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，減少污染源、凈化大氣、保護(hù)人類生存環(huán)境的問題正在被億萬人們所關(guān)心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當(dāng)代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量，既需要國(guó)家的合理規(guī)劃，更需要適合中國(guó)國(guó)情的 低費(fèi)用、低耗本的脫硫技術(shù)。

煙氣脫硫技術(shù)是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點(diǎn)主要分為濕法煙氣脫硫、干法煙氣脫硫和半干法煙氣脫硫。

濕法脫硫是采用液體吸收劑洗滌SO2煙氣以脫除SO2。常用方法為石灰/石灰石吸收法、鈉堿法、鋁法、催化氧化還原法等，濕法煙氣脫硫技術(shù)以其脫硫效率高、適應(yīng)范圍廣、鈣硫比低、技術(shù)成熟、副產(chǎn)物石膏可做商品出售等優(yōu)點(diǎn)成為世界上占統(tǒng)治地位的煙氣脫硫方法。但由于濕法煙氣脫硫技術(shù)具有投資大、動(dòng)力消耗大、占地面積大、設(shè)備復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用和技術(shù)要求高等缺點(diǎn)，所以限制了它的發(fā)展速度。

干法脫硫技術(shù)與濕法相比具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修方便、煙氣無需再熱等優(yōu)點(diǎn)，但存在著鈣硫比高、脫硫效率低、副產(chǎn)物不能商品化等缺點(diǎn)。

自20世紀(jì)80年代末，經(jīng)過對(duì)干法脫硫技術(shù)中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進(jìn)，現(xiàn)在已取得突破性進(jìn)展。有代表性的噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法、煙氣循環(huán)流化床技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床技術(shù)等一批新的煙氣脫硫技術(shù)已成功地開始了商業(yè)化運(yùn)行，其脫硫副產(chǎn)物脫硫灰已成功地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術(shù)的進(jìn)步，迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術(shù)的新的快速發(fā)展時(shí)期。

傳統(tǒng)的石灰石/石膏法脫硫與新的干法、半干法煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較見表1。表1說明在脫硫效率相同的條件下，干法、半干法脫硫技術(shù)與濕法相比，在單位投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積的方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，將成為具有產(chǎn)業(yè)化前景的煙氣脫硫技術(shù)。

3、電子射線輻射法煙氣脫硫技術(shù)

電子射線輻射法是日本荏原制作所于1970年著手研究，1972年又與日本原子能研究所合作，確立的該技術(shù)作為連續(xù)處理的基礎(chǔ)。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣，進(jìn)行了1000Nm3/h規(guī)模的試驗(yàn)，探明了添加氨的輻射效果,穩(wěn)定了脫硫脫硝的條件，成功地捕集了副產(chǎn)品和硝銨。80年代由美國(guó)政府和日本荏原制作所等單位分擔(dān)出資在美國(guó)印第安納州普列斯燃煤發(fā)電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為24000Nm3/h地電子束裝置，1987年7月完成，取得了較好效果，脫硫率可達(dá)90％以上，脫硝率可達(dá)80％以上。現(xiàn)日本荏原制作所與中國(guó)電力工業(yè)部共同實(shí)施的“中國(guó)EBA工程”已在成都電廠建成一套完整的煙氣處理能力為300000Nm3/h的電子束脫硫裝置，設(shè)計(jì)入口SO2濃度為1800ppm，在吸收劑化學(xué)計(jì)量比為0.8的情況下脫硫率達(dá)80％，脫硝率達(dá)10％[6]。

該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體捕集四道工序組成，其工藝流程圖如圖2所示。溫度約為150℃左右的煙氣經(jīng)預(yù)除塵后再經(jīng)冷卻塔噴水冷卻道60～ 70℃左右，在反應(yīng)室前端根據(jù)煙氣中SO2及NOX的濃度調(diào)整加入氨的量，然后混合氣體在反應(yīng)器中經(jīng)電子束照射，排氣中的SO2和NOX受電子束強(qiáng)烈作用，在很短時(shí)間內(nèi)被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周圍的氨反應(yīng)生成微細(xì)的粉粒（硫酸銨和硝酸銨的混合物），粉粒經(jīng)集塵裝置收集后，潔凈的氣體排入大氣[7]。

6、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術(shù)

爐內(nèi)噴鈣尾部增濕也作為一種常見的干法脫硫工藝而被廣泛應(yīng)用。雖然噴鈣尾部增濕脫硫的基本工藝都是將CaCO3粉末噴入爐內(nèi)，脫硫劑在高溫下迅速分解產(chǎn)生CaO，同時(shí)與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3。由于單純爐內(nèi)噴鈣脫硫效率往往不高（低于20％～50％），脫硫劑利用率也較低，因此爐內(nèi)噴鈣還需與尾部增濕配合以提高脫硫效率。該技術(shù)已在美國(guó)、日本、加拿大和歐洲國(guó)家得到工業(yè)應(yīng)用，是一種具有廣闊發(fā)展前景的脫硫技術(shù)。目前，典型的爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)有美國(guó)的爐內(nèi)噴鈣多級(jí)燃燒器（LIMB）技術(shù)、芬蘭的爐內(nèi)噴石灰石及氧化鈣活化反應(yīng)（LIFAC）技術(shù)、奧地利的灰循環(huán)活化（ARA）技術(shù)等，下面介紹一下LIFAC技術(shù)[11]。

LIFAC脫硫技術(shù)是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發(fā)成功并投入商業(yè)應(yīng)用的該技術(shù)是將石灰石于鍋爐的800℃～1150℃部位噴入，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當(dāng)部位（一般在空氣預(yù)熱器與除塵器之間）裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器，使?fàn)t內(nèi)未反應(yīng)的CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2,進(jìn)一步吸收SO2,提高脫硫率。

LIFAC技術(shù)是將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來，是其開創(chuàng)性工作，目前該技術(shù)脫硫率可達(dá)90％以上，這已在德國(guó)和奧地利電廠的商業(yè)運(yùn)行中得到實(shí)現(xiàn)。

LIFAC技術(shù)具有占地小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較、無廢水排放等優(yōu)點(diǎn)，脫硫率為60％～80％；但該技術(shù)需要改動(dòng)鍋爐，會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。我國(guó)南京下關(guān)電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進(jìn)的LIFAC脫硫技術(shù)和設(shè)備目前已投入運(yùn)行。

7、爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器煙氣脫硫技術(shù)

爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)是由德國(guó)Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發(fā)的。該技術(shù)的基本原理是：在鍋爐爐膛適當(dāng)部位噴入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部煙道電除塵器前裝設(shè)循環(huán)流化床反應(yīng)器，爐內(nèi)未反應(yīng)的CaO隨著飛灰輸送到循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，在循環(huán)硫化床反應(yīng)器中大顆粒CaO被其中湍流破碎，為SO2反應(yīng)提供更大的表面積，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的脫硫率[12]。

該技術(shù)將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來，是其開創(chuàng)性工作，目前該技術(shù)脫硫率可達(dá)90％以上，這已在德國(guó)和奧地利電廠的商業(yè)運(yùn)行中得到證實(shí)。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)EEC(Enviromental Elements Corporation)和德國(guó)Lurgi公司進(jìn)一步合作開發(fā)了一種新型煙氣的脫硫裝置。在該工藝中粉狀的Ca(OH)2和水分別被噴入循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，以此代替了爐內(nèi)噴鈣。在循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，吸收劑被增濕活化，并且能充分的循環(huán)利用，而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎，為脫硫反應(yīng)提供更大反應(yīng)表面積。

本工藝流程的脫硫效率可達(dá)95％以上，造價(jià)較低，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)不高，是一種較有前途的脫硫工藝。

8、干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)

干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)具有投資少、占地小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，兼有高效除塵和煙氣凈化功能，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因而，國(guó)家電站燃燒工程技術(shù)研究中心和清華大學(xué)煤的清潔燃燒技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)該技術(shù)的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型等進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。其工藝流程如圖3示，從煤粉燃燒裝置產(chǎn)生的實(shí)際煙氣通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入反應(yīng)器，再經(jīng)過旋風(fēng)除塵器，最后通過引風(fēng)機(jī)從煙囪排出。脫硫劑為從回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的高品質(zhì)石灰粉，用螺旋給粉機(jī)按給定的鈣硫比連續(xù)加入。旋風(fēng)除塵器除下的一部分脫硫灰經(jīng)循環(huán)灰斗和螺旋給灰機(jī)進(jìn)入反應(yīng)器中再循環(huán)。在文丘里管中有噴水霧化裝置，通過調(diào)節(jié)水量來控制反應(yīng)器內(nèi)溫度[13]。

摘 要 本文針對(duì)工業(yè)煙氣的脫硫技術(shù)的研究現(xiàn)狀及研究方向進(jìn)行綜合性分析。關(guān)鍵詞 煙氣 脫硫 技術(shù) 研究

前言

SO2是造成大氣污染的主要污染物之一，有效控制工業(yè)煙氣中SO2是當(dāng)前刻不容緩的環(huán)保課題。

據(jù)國(guó)家環(huán)保統(tǒng)計(jì)，每年各種煤及各種資源冶煉產(chǎn)生二氧化硫（SO2）達(dá)2158.7萬t，高居世界第一位，其中工業(yè)來源排放量1800萬t，占總排放量的83％。其中我國(guó)目前的一次能源消耗中，煤炭占76％，在今后若干年內(nèi)還有上升的趨勢(shì)。我國(guó)每年排入大氣的87％的SO2來源于煤的直接燃燒。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，SO2的排放量也日漸增多。

2、煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)展

目前，煙氣脫硫技術(shù)根據(jù)不同的劃分方法可以分為多種方法；其中最常用的是根據(jù)操作過程的物相不同，脫硫方法可分為濕法、干法和半干法[1]。

2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快，脫硫效率高，一般均高于90％，技術(shù)成熟，適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟，生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠，在眾多的脫硫技術(shù)中，始終占據(jù)主導(dǎo)地位，占脫硫總裝機(jī)容量的80％以上[2]。

缺點(diǎn)：生成物是液體或淤渣，較難處理，設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重，洗滌后煙氣需再熱，能耗高，占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高，一般適用于大型電廠。

分類：常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

A 石灰石／石灰-石膏法：

原理：是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，經(jīng)分離的亞硫酸鈣（CaO3S）可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣（CaSO4），以石膏形式回收。是目前世界上技術(shù)最成熟、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝，脫硫效率達(dá)到90％以上。

B 間接石灰石-石膏法: 常見的間接石灰石-石膏法有：鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理：鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應(yīng)而得以再生，并生成石膏。該法操作簡(jiǎn)單，二次污染少，無結(jié)垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。

C 檸檬吸收法：

原理：檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當(dāng)SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時(shí)，煙氣中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在99％以上。這種方法僅適于低濃度SO2煙氣，而不適于高濃度SO2氣體吸收，應(yīng)用范圍比較窄[3]。

另外，還有海水脫硫法、磷銨復(fù)肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術(shù)。

2.2 干法煙氣脫硫技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：干法煙氣脫硫技術(shù)為氣同反應(yīng)，相對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)來說，設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統(tǒng)等。

缺點(diǎn)：但反應(yīng)速度慢，脫硫率低，先進(jìn)的可達(dá)60-80％。但目前此種方法脫硫效率較低，吸收劑利用率低，磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在設(shè)備維護(hù)方面難度較大，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性不高，且壽命較短，限制了此種方法的應(yīng)用。

分類：常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。

典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時(shí)，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈣，達(dá)到脫硫的目的。

A 活性碳吸附法：

原理：SO2被活性碳吸附并被催化氧化為三氧化硫(SO3)，再與水反應(yīng)生成H2SO4，飽和后的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時(shí)生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產(chǎn)品H2SO4，液態(tài)SO2和單質(zhì)硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫資源。該技術(shù)經(jīng)西安交通大學(xué)對(duì)活性炭進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出成本低、選擇吸附性能強(qiáng)的ZL30，ZIA0，進(jìn)一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達(dá)到95.8％，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)[4]。

B 電子束輻射法：

原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質(zhì)，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進(jìn)一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收

C 荷電干式吸收劑噴射脫硫法(CD．SI):

原理：吸收劑以高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū)，使吸收劑帶有靜電荷，當(dāng)吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理，無設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象，不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品還可以作為肥料使用，無二次污染物產(chǎn)生，脫硫率大于90％[7]，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，適應(yīng)性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子；對(duì)于一般的大型企業(yè)來說，需大功率的電子槍，對(duì)人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運(yùn)行和維護(hù)要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙氣中SO2的脫硫達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

D 金屬氧化物脫硫法：

原理：根據(jù)SO2是一種比較活潑的氣體的特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對(duì)SO2具有較強(qiáng)的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對(duì)SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬鹽。然后對(duì)吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒有得到推廣，主要是因?yàn)槊摿蛐时容^低，設(shè)備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是開發(fā)新的吸附劑。

以上幾種SO2煙氣治理技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，防污不徹底，造成二次污染等不足，與我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的大方針不相適應(yīng)，故有必要對(duì)新的脫硫技術(shù)進(jìn)行探索和研究。

2.3 半干法煙氣脫硫技術(shù)

半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動(dòng)床脫硫、煙道噴射脫硫等。

A 噴霧干燥法[5]：

噴霧干燥脫硫方法是利用機(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種方法的脫硫率65％～85％。其優(yōu)點(diǎn)：脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進(jìn)行，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，生成物為干態(tài)的CaSO、CaSO，易處理，沒有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點(diǎn)：自動(dòng)化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。B 半干半濕法：

半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術(shù)的特點(diǎn)是：投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù)，但仍可達(dá)到70％tn，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比，省去了制漿系統(tǒng)，將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與干法脫硫系統(tǒng)相比，克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提高了脫硫劑的利用率，且工藝簡(jiǎn)單，有很好的發(fā)展前景。

C 粉末一顆粒噴動(dòng)床半千法煙氣脫硫法:

技術(shù)原理：含SO2的煙氣經(jīng)過預(yù)熱器進(jìn)入粉粒噴動(dòng)床，脫硫劑制成粉末狀預(yù)先與水混合，以漿料形式從噴動(dòng)床的頂部連續(xù)噴人床內(nèi)，與噴動(dòng)粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時(shí)進(jìn)行。脫硫反應(yīng)后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對(duì)環(huán)境的影響很小。但進(jìn)氣溫度、床內(nèi)相對(duì)濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴(yán)格的要求，在漿料的含濕量和反應(yīng)溫度控制不當(dāng)時(shí)，會(huì)有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。

D 煙道噴射半干法煙氣脫硫:

該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進(jìn)行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡(jiǎn)單，需場(chǎng)地較小，適合于在我國(guó)開發(fā)應(yīng)用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。新興的煙氣脫硫方法以及當(dāng)前研究的熱點(diǎn)

最近幾年，科技突飛猛進(jìn)，環(huán)境問題已提升到法律高度。我國(guó)的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術(shù)，但大多還處于試驗(yàn)階段，有待于進(jìn)一步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證。

3．1 硫化堿脫硫法

由Outokumpu公司開發(fā)研制的硫化堿脫硫法主要利用工業(yè)級(jí)硫化納作為原料來吸收SO2工業(yè)煙氣，產(chǎn)品以生成硫磺為目的。反應(yīng)過程相當(dāng)復(fù)雜，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質(zhì)生成，由生成物可以看出過程耗能較高，而且副產(chǎn)品價(jià)值低，華南理工大學(xué)的石林經(jīng)過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應(yīng)條件的改變而改變，將溶液pH值控制在5.5—6.5之間，加入少量起氧化作用的添加劑TFS，則產(chǎn)品主要生成Na2S203，過濾、蒸發(fā)可得到附加值高的5H 0·Na2S203，而且脫硫率高達(dá)97％，反應(yīng)過程為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術(shù)已通過中試，正在推廣應(yīng)用。

3．2 膜吸收法

以有機(jī)高分子膜為代表的膜分離技術(shù)是近幾年研究出的一種氣體分離新技術(shù)，已得到廣泛的應(yīng)用，尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創(chuàng)造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體，效果比較顯著，脫硫率達(dá)90％。過程是：他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器，以NaOH溶液為吸收液，脫除SO2氣體，其特點(diǎn)是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液分開，SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達(dá)氣液相界面處，SO2與NaOH迅速反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的。此法是膜分離技術(shù)與吸收技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)，能耗低，操作簡(jiǎn)單，投資少。

3．3 微生物脫硫技術(shù)

根據(jù)微生物參與硫循環(huán)的各個(gè)過程，并獲得能量這一特點(diǎn)，利用微生物進(jìn)行煙氣脫硫，其機(jī)理為：在有氧條件下，通過脫硫細(xì)菌的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細(xì)菌從中獲取能量。

生物法脫硫與傳統(tǒng)的化學(xué)和物理脫硫相比，基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件，均為常溫常壓下操作，而且工藝流程簡(jiǎn)單，無二次污染。國(guó)外曾以地?zé)岚l(fā)電站每天脫除5t量的H：S為基礎(chǔ)；計(jì)算微生物脫硫的總費(fèi)用是常規(guī)濕法50％[6]。無論對(duì)于有機(jī)硫還是無機(jī)硫，一經(jīng)燃燒均可生成被微生物間接利用的無機(jī)硫SO2，因此，發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù)，很具有潛力。四川大學(xué)的王安等人在實(shí)驗(yàn)室條件下，選用氧化亞鐵桿菌進(jìn)行脫硫研究，在較低的液氣比下，脫硫率達(dá)98％。

4、煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

目前已有的各種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)和缺陷，具體應(yīng)用時(shí)要具體分析，從投資、運(yùn)行、環(huán)保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，某一項(xiàng)新技術(shù)韻產(chǎn)生都會(huì)涉及到很多不同的學(xué)科，因此，留意其他學(xué)科的最新進(jìn)展與研究成果，并把它們應(yīng)用到煙氣脫硫技術(shù)中是開發(fā)新型煙氣脫硫技術(shù)的重要途徑，例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù)，由于他們各自獨(dú)特的特點(diǎn)都將會(huì)有很大的發(fā)展空間。隨著人們對(duì)環(huán)境治理的日益重視和工業(yè)煙氣排放量的不斷增加，投資和運(yùn)行費(fèi)用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的過程中取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等一系列高新、適用性強(qiáng)的脫硫技術(shù)將會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫硫方法。

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[5] 孫勝奇，陳榮永等．我國(guó)二氧化硫煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]．2005，29（1）：44-47 干法煙氣脫硫是反應(yīng)在無液相介入的完全干燥的狀態(tài)下進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物也為干粉狀，不存在腐蝕、結(jié)露等問題。干法主要有爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫、活性炭吸附—再生煙氣脫硫等技術(shù)。

(1)爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫技術(shù)

爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫是把鈣基吸收劑如石灰石、白云石等噴到爐膛燃燒室上部溫度低于1200℃的區(qū)域，隨后石灰石瞬時(shí)煅燒生成CaO，新生的CaO與SO2進(jìn)行硫酸鹽化反應(yīng)生成CaSO4，并隨飛灰在除塵器中收集。該反應(yīng)過程是非常復(fù)雜的，主要由石灰石的煅燒、CaO/SO2硫酸鹽化反應(yīng)和CaCO3/SO2直接硫酸化反應(yīng)等組成。曾經(jīng)認(rèn)為是簡(jiǎn)單反應(yīng)的CaO/SO2硫酸鹽化反應(yīng)，現(xiàn)在被認(rèn)為是復(fù)雜的高溫、瞬時(shí)的多相反應(yīng)。吸收劑的類型、新生CaO的微孔結(jié)構(gòu)、溫度、時(shí)間等諸多參數(shù)影響著硫酸鹽化反應(yīng)過程。因此，爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫仍是一個(gè)值得研究的課題。爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)是投資省、占地面積小、易于在老鍋爐上改造，不足之處是脫硫效率低，鈣利用率低。為此，可以通過加裝一些設(shè)備提高爐內(nèi)噴鈣的SO2脫除率。最簡(jiǎn)單的方法是在除塵器之前向煙道內(nèi)噴水，這能使脫硫率提高10%。反應(yīng)產(chǎn)物再循環(huán)也是提高脫硫率和石灰石利用率的有效方法。被除塵設(shè)備（ESP或布袋除塵器）收集下來的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過一些調(diào)整后，噴入爐膛或管道并循環(huán)數(shù)次，使脫硫率達(dá)到70%以上。

(2)爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫技術(shù)

爐內(nèi)噴鈣在除塵裝置如ESP之前噴水增濕，使未反應(yīng)的CaO活化，提高煙氣中SO2的脫除效率。芬蘭IVO公司把煙氣增濕這一概念進(jìn)行了擴(kuò)展，開發(fā)出爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫工藝（LIFAC）。該工藝除了保留爐內(nèi)噴射石灰石粉脫硫系統(tǒng)，在爐后煙道上增設(shè)了一個(gè)獨(dú)立的活化反應(yīng)器，將爐內(nèi)未反應(yīng)完的CaO通過霧化水進(jìn)行活化后再次脫除煙氣中的SO2。LIFAC工藝可以分步實(shí)施，以滿足用戶在不同階段對(duì)脫硫效率的要求。可分三步實(shí)施：石灰石爐內(nèi)噴射→煙氣增濕及干灰再循環(huán)→加濕灰漿再循環(huán)。第一步通過石灰石粉噴入爐膛可得到25%~35%的脫硫率，該步的投資需要量很小，一般為整個(gè)脫硫系統(tǒng)費(fèi)用的10%。在第二步中活化塔是核心，煙氣要進(jìn)行增濕和脫硫灰再循環(huán)，可使脫硫效率達(dá)到75%，該步的投資大約是脫硫系統(tǒng)總費(fèi)用的85%。增加第三步灰漿再循環(huán)后脫硫效率可增至85%，而投資費(fèi)用僅為總費(fèi)用的5%。分步實(shí)施可以在原有鍋爐上進(jìn)行。這樣非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使得用戶在計(jì)劃自己的投資和滿足排放標(biāo)準(zhǔn)方面有更大的靈活性。該工藝1985年在芬蘭建成了第1套工業(yè)化裝置后短短幾年，就在多個(gè)國(guó)家應(yīng)用。南京下關(guān)電廠引進(jìn)芬蘭IVO公司全套LIFAC技術(shù)，配套125MW機(jī)組，燃煤含硫0.92%時(shí)，脫硫率為75%左右，該脫硫工程已于1998年投入運(yùn)行。

(3)活性炭吸附－再生煙氣脫硫技術(shù)

活性炭吸附－再生煙氣脫硫技術(shù)最早出現(xiàn)在19世紀(jì)70年代后期，已有數(shù)種工藝在日本、德國(guó)、美國(guó)等得到工業(yè)應(yīng)用，其代表方法有日立法、住友法、魯奇法、BF法及Reidluft法等。目前已由火電廠擴(kuò)展到石油化工、硫酸及肥料工業(yè)等領(lǐng)域。

活性炭脫硫的主要特點(diǎn)：過程比較簡(jiǎn)單，再生過程中副產(chǎn)物很少；吸附容量有限，須在低氣速（0.3～1.2m/s）下運(yùn)行，因而吸附器體積較大；活性炭易被廢氣中的O2氧化而導(dǎo)致?lián)p耗；長(zhǎng)期使用后，活性炭會(huì)產(chǎn)生磨損，并因微孔堵塞喪失活性。

一般認(rèn)為當(dāng)煙氣中沒有氧和水蒸氣存在時(shí)，用活性炭吸附SO2僅為物理吸附，吸附量較小，而當(dāng)煙氣中有氧和水蒸氣存在時(shí)，在物理吸附過程中，還會(huì)發(fā)生化學(xué)吸附。這是由于活性炭表面具有催化作用，使吸附的SO2被煙氣中的O2氧化為SO3，SO3再與水蒸氣反應(yīng)生成硫酸，使其吸附量大為增加，該過程可表示為：SO2→SO2*(物理吸附)，O2→O2*(物理吸附)，H2O→H2O*(物理吸附)，2SO2*+ O2*→2SO3*(化學(xué)吸附)，SO3*+ H2O*→H2SO4*(化學(xué)吸附)，H2SO4*+ nH2O*→H2SO4?H2O*(化學(xué)吸附)。

活性炭吸附SO2后，在其表面形成的硫酸存在于活性炭的微孔中，降低其吸附能力，因此需把存在于微孔中的硫酸取出，使活性炭再生。再生方法包括洗滌再生和加熱再生兩種。兩種方法中，以洗滌再生較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。洗滌再生法是通過洗滌活性炭床層使炭孔內(nèi)的酸液不斷排出炭層，從而恢復(fù)炭的催化活性。因?yàn)槊摿蜻^程在炭?jī)?nèi)形成的稀硫酸幾乎全部以離子形態(tài)形式存在，而活性炭有吸附選擇性能，對(duì)這些離子化物質(zhì)的吸著力非常薄弱，可以通過洗滌造成濃度差擴(kuò)散使炭得到再生，該再生法常常用于固定床吸附流程中。對(duì)于固定床，其流程為煙氣經(jīng)除塵后，送入吸附塔。吸附塔可以并聯(lián)或串聯(lián)運(yùn)行。并聯(lián)時(shí)的脫硫效率為80%左右，串聯(lián)可達(dá)到90%。各塔吸附SO2達(dá)飽和后，輪流進(jìn)行水洗，用水量為活性炭重量的4倍，水洗時(shí)間為10h，可得到濃度為10%～20%的硫酸，稀硫酸可用浸沒燃燒裝置濃縮至70%。

活性炭加熱再生常采用移動(dòng)床吸附脫硫流程。該流程為煙氣送入吸附塔與活性炭錯(cuò)流接觸，SO2被活性炭吸附而脫除，凈化煙氣經(jīng)煙囪排入大氣。吸附了SO2的活性炭被送入脫附塔，先在換熱器內(nèi)預(yù)熱至300℃，再與300℃的過熱水蒸氣接觸，活性炭上的硫酸被還原成SO2放出。脫硫后的活性炭與冷空氣進(jìn)行熱交換而被冷卻至150℃后，送至空氣處理槽，與預(yù)熱過的空氣接觸，進(jìn)一步脫除SO2，然后送入吸附塔循環(huán)使用。從脫附塔產(chǎn)生的SO2、CO2和水蒸氣經(jīng)過換熱器除去水汽后，送入硫酸廠，此工藝脫硫率可達(dá)90%以上。吸附法常用的吸附劑除活性炭外，還有用活性焦、分子篩、硅膠等吸附介質(zhì)。活性焦比活性炭的經(jīng)濟(jì)性要好，表現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。活性炭或活性焦吸附法煙氣脫硫能否得到應(yīng)用的關(guān)鍵是解決副產(chǎn)物稀硫酸的應(yīng)用市場(chǎng)及提高它們吸附性能。

隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念不斷地?cái)U(kuò)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)活性炭或活性焦吸附－再生煙氣脫硫技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣，該技術(shù)特別適合于缺水、脫硫石膏無法綜合利用的區(qū)域。因此，國(guó)內(nèi)已有多家單位正在開展該技術(shù)的工業(yè)試驗(yàn)，有望今后能在大型機(jī)組上應(yīng)用。

第四篇：干法脫硫工藝技術(shù)分析

干法脫硫工藝技術(shù)分析

摘 要：火電廠排放的二氧化硫形成的酸雨已嚴(yán)重危害人類的生存環(huán)境，國(guó)家強(qiáng)制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。但是，受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等條件的限制，必須發(fā)展脫硫率高、系統(tǒng)可利用率高、流程簡(jiǎn)化、系統(tǒng)電耗低、投資和運(yùn)行費(fèi)用低的脫硫技術(shù)和工藝。在這種形勢(shì)下，干法脫硫工藝應(yīng)運(yùn)而生。為此，結(jié)合國(guó)內(nèi)外目前比較成熟、大型商業(yè)化運(yùn)行的幾種干法、半干法脫硫工藝，分析了干法、半干法脫硫工藝在大型化發(fā)展、控制調(diào)節(jié)、預(yù)除塵器和脫硫除塵器設(shè)置的技術(shù)要點(diǎn)，最后指出干法脫硫工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；干法脫硫工藝;技術(shù)要點(diǎn)；前景

1煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

世界上煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下3個(gè)階段：

a)20世紀(jì)70年代，以石灰石濕法為代表第一代煙氣脫硫。

b)20世紀(jì)80年代，以干法、半干法為代表的第二代煙氣脫硫。主要有噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化（LIFAC）、煙氣循環(huán)流化床（CFB）、循環(huán)半干法脫硫工藝（NID）等。這些脫硫技術(shù)基本上都采用鈣基吸收劑，如石灰或消石灰等。隨著對(duì)工藝的不斷改良和發(fā)展，設(shè)備可靠性提高，系統(tǒng)可用率達(dá)到97%，脫硫率一般為70%～95%，適合燃用中低硫煤的中小型鍋爐

c)20世紀(jì)90年代，以濕法、半干法和干法脫硫工藝同步發(fā)展的第三代煙氣脫硫。

由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的原因，一些煙氣脫硫工藝已被淘汰，而主流工藝，如石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化、噴霧干燥法、氣體懸浮吸收脫硫工藝（GSA）以及改進(jìn)后的NID卻得到了進(jìn)一步的發(fā)展，并趨于成熟。這些煙氣脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)是：脫硫率高(可達(dá)95%以上)；系統(tǒng)可利用率高；工藝流程簡(jiǎn)化；系統(tǒng)電耗低；投資和運(yùn)行費(fèi)用低。從20世紀(jì)90年代開始，中國(guó)先后從國(guó)外引進(jìn)了各種類型的脫硫技術(shù)，建成了6個(gè)示范工程項(xiàng)目，涉及濕法、半干法和干法煙氣脫硫技術(shù)，見表1。

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本文根據(jù)幾種干法、半干法脫硫工藝的基本原理，對(duì)干法工藝的幾個(gè)重要方面進(jìn)行分析。

2脫硫塔大型化的要點(diǎn)

2.1盡量使用單塔脫硫

隨著機(jī)組容量的增大，脫硫塔的直徑也隨著增大。在能使用單塔的情況下，盡量不要使用雙塔和多塔，因?yàn)閱我晃账夹g(shù)提高了系統(tǒng)的可靠性和脫硫率，而且初期投資費(fèi)可降低30%～50%。脫硫副產(chǎn)品回收利用的研究開發(fā)，也拓寬了其商業(yè)應(yīng)用的途徑。

2.2脫硫塔大型化的主要問題

脫硫塔大型化最主要的問題是要保證塔內(nèi)流場(chǎng)中溫度的均勻性和調(diào)節(jié)的靈敏性。

a)塔內(nèi)流場(chǎng)中溫度均勻性的要求

在塔的高度方向的各個(gè)斷面上，各點(diǎn)的溫度趨于一致，不能有高、低溫差異太大的情況出現(xiàn)。因?yàn)楦邷靥幍腟O2吸收反應(yīng)效果較差，高溫時(shí)吸收劑的活性較小，反應(yīng)溫度與煙氣露點(diǎn)溫度的差值較大（AST），反應(yīng)率就低；而低溫處，尤其出現(xiàn)低于露點(diǎn)溫度，即AST＜0時(shí)，容易出現(xiàn)局部的結(jié)露、粘連和筒壁腐蝕，這就是為什么有些脫硫工藝需要在反應(yīng)塔內(nèi)加裝內(nèi)襯的原因，其實(shí)，這種情況的危害性較大，反應(yīng)塔可以通過內(nèi)襯防腐，但煙氣下游的設(shè)備和煙氣管道卻難以防腐，且花費(fèi)較大。

b)脫硫塔調(diào)節(jié)的靈敏性要求

隨著負(fù)荷、工況的變化，各參數(shù)的負(fù)荷應(yīng)變時(shí)間短，較少滯后，使脫硫效率隨著工況的變化而變化，從而保證各種工況下脫硫率穩(wěn)定。 2.3循環(huán)流化床煙氣脫硫塔

為保證脫硫反應(yīng)塔溫度的均勻性和調(diào)節(jié)靈敏性，要求塔內(nèi)有良好的傳質(zhì)特性。物料的傳質(zhì)往往比傳熱更重要，而且能更快達(dá)到更好的效果，單純的傳熱速度較慢，而且熱力場(chǎng)有熱力梯度，很難使各點(diǎn)的溫度在短時(shí)間內(nèi)很均勻，利用循環(huán)流化床的原理而設(shè)計(jì)的脫硫塔，在這一方面比較能夠達(dá)到這一要求，它使反應(yīng)塔內(nèi)的傳熱傳質(zhì)非常強(qiáng)烈。 2.3.1循環(huán)流化床脫硫塔的特點(diǎn)

根據(jù)循環(huán)流化床原理而設(shè)計(jì)制造的脫硫反應(yīng)塔，其煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔底部時(shí)，塔內(nèi)文丘里的加速，將噴入塔內(nèi)的吸收劑和循環(huán)回流的物料吹起，形成沸騰床體，氣體和物料無論處于流化床的過渡段還是穩(wěn)定段，都處于強(qiáng)烈的紊流狀態(tài)，物料之間的碰撞、摩擦、反應(yīng)、傳熱等物理化學(xué)過程非常強(qiáng)烈，任何工況變化所引起的波動(dòng)都會(huì)在這個(gè)強(qiáng)烈的傳熱傳質(zhì)狀態(tài)下迅速達(dá)到新的平衡。這樣，布置在塔頂?shù)臏囟葴y(cè)點(diǎn)產(chǎn)生假信號(hào)或幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度信號(hào)不一致而使控制系統(tǒng)無法及時(shí)進(jìn)行各種物料的調(diào)節(jié)的可能性大為減少，同時(shí)也使脫硫設(shè)備出現(xiàn)低溫、結(jié)露、腐蝕的概率大為減少。

2.3.2回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫塔的特點(diǎn)

尤其是德國(guó)WULFF公司的回流式煙氣循環(huán)流化床（RCFB），其獨(dú)特的流場(chǎng)和塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在RCFB吸收塔中，煙氣和吸收劑顆粒的向上運(yùn)動(dòng)中會(huì)有一部分因回流（Reflux）而從塔頂向下返回塔中。這股向下的回流固體與煙氣的方向相反，而且，它是一股很強(qiáng)的內(nèi)部湍流，從而增強(qiáng)了煙氣與吸收劑的接觸時(shí)間。實(shí)際上可以認(rèn)為這是一種與外部再循環(huán)相似的內(nèi)部再循環(huán)。在內(nèi)部再循環(huán)的作用下，RCFB工藝的脫硫效率得到了優(yōu)化。也許很多脫硫工藝都很難避免腐蝕情況的出現(xiàn)，但這種概率和趨向則可以把握。 2.4脫硫塔內(nèi)煙氣濕度的控制

溫度的控制，實(shí)質(zhì)上是對(duì)煙氣濕度的控制。脫硫工藝中，煙氣的濕度對(duì)脫硫效率的影響很大。例如爐內(nèi)噴鈣尾部增濕工藝，其爐內(nèi)噴鈣脫硫效率為25%～35%，尾部增濕效率為40%～50%，總效率為75%左右，這說明了煙氣濕度對(duì)脫硫效率的影響。在相對(duì)濕度為40%～50%時(shí)，消石灰活性增強(qiáng)，能夠非常有效地吸收SO2，煙氣的相對(duì)濕度是利用向爐內(nèi)給煙氣噴水的方法來提高。半干法煙氣脫硫工藝中，水和石灰以漿液的狀態(tài)注入煙氣，漿液中固態(tài)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%～50%，而干法脫硫工藝，如RCFB和NID，加入的水量相同，但水分布在粉料微粒的表面，用于蒸發(fā)的表面積很大。煙氣濕度的提高，可以使煙氣脫硫操作溫度接近或高于露點(diǎn)溫度10～20 ℃(實(shí)踐中，這一溫度范圍為65～75 ℃)，激活消石灰吸收SO2。SO2是煙氣中反應(yīng)較慢的成分，保持床溫接近露點(diǎn)溫度（即較高的相對(duì)濕度），可以保持微粒表面的濕膜有較長(zhǎng)的停留時(shí)間，促進(jìn)SO2和Ca2化學(xué)成分之間的反應(yīng)，使吸收的程度和石灰的利用率達(dá)到最佳。SO3和鹵化酸類（HCl、HF等）的酸性比SO2強(qiáng)，所以SO3，HCL，HF成分在裝置中的去除率達(dá)99%，因其活性強(qiáng)，幾乎能全部與SO2同時(shí)被吸收，適量的鹵化酸類因鈣的吸濕性、因霧滴在濕潤(rùn)環(huán)境中的干燥時(shí)間較長(zhǎng)，有助脫除SO2，這也是采用接近露點(diǎn)溫度的另一好處。

3干法脫硫工藝的運(yùn)行調(diào)節(jié)

干法脫硫工藝的系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)主要取以下3個(gè)信號(hào)，用以前饋或反饋到各個(gè)調(diào)節(jié)回路，相互配合，達(dá)到脫硫的最佳工況條件，保證脫硫的效果。3.1控制好脫硫塔內(nèi)的溫度及高度重視塔內(nèi)的加水方式

a)監(jiān)測(cè)脫硫塔內(nèi)的溫度，以此來調(diào)節(jié)噴水系統(tǒng)的開度和噴水量的大小，保持適當(dāng)?shù)腁ST值，使床溫在各種負(fù)荷和工況條件下，煙氣的酸露點(diǎn)溫度始終保持在較高處，這樣，吸收劑的活性最佳，能夠較好地捕捉SO2，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高脫硫率。

在大型化商業(yè)運(yùn)行的脫硫塔中，溫度的控制是比較困難的，它是制約脫硫裝置大型化發(fā)展的主要因素之一。當(dāng)脫硫塔直徑越來越大時(shí)，要各個(gè)大面積截面上的溫度保持均勻性，需采取大量的有效措施，目前，干法、半干法脫硫裝置還沒有在較大容量機(jī)組上使用的業(yè)績(jī)，與此有很大關(guān)系。較為成熟的脫硫技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)噴霧法，GSA法，其單塔容量一般都在100 MW機(jī)組以下，單塔直徑4 500 mm以下，而NID法則做得更小一些。各國(guó)公司都在圍繞干法、半干法脫硫裝置大型化發(fā)展進(jìn)行開發(fā)和研究，德國(guó)WULFF公司利用流化床和帶內(nèi)回流的循環(huán)流化床技術(shù)（RCFB），在解決傳熱傳質(zhì)這一問題上，取得了一定的成績(jī)，效果明顯。目前，RCFB單塔用于奧地利1臺(tái)300 MW機(jī)組煙氣脫硫并獲得成功。

b)給脫硫塔內(nèi)加水的方式頗為講究。在旋轉(zhuǎn)噴霧，GSA半干法中，由于吸收劑以漿液形式噴入時(shí)帶有水，運(yùn)行時(shí)又需加調(diào)節(jié)，造成由溫度信號(hào)而引起的水路調(diào)節(jié)變得復(fù)雜化，因?yàn)樵趪姖{工藝中，所加入的水與吸收劑的量有比例關(guān)系，使噴水調(diào)節(jié)受其它因素影響。NID法的水完全與吸收劑、再循環(huán)料一道加入反應(yīng)塔（視垂直煙道為反應(yīng)塔）。RCFB法吸收劑直接以干粉形態(tài)噴入，水路另外單獨(dú)噴入，就噴水調(diào)溫而言，RCFB法顯然要更方便一些。 3.2監(jiān)測(cè)SO2排放量

監(jiān)測(cè)SO2排放量信號(hào)，用于調(diào)節(jié)脫硫劑的加入量。當(dāng)SO2排放量較大時(shí)，就應(yīng)加入更多的吸收劑去吸收更多的SO2；當(dāng)SO2的排放量較小時(shí)，就應(yīng)減少吸收劑的使用，使系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理，降低成本。3.3監(jiān)測(cè)吸收塔的壓降

監(jiān)測(cè)吸收塔的壓降，用于調(diào)節(jié)再循環(huán)量的大小，使脫硫渣的循環(huán)量和循環(huán)次數(shù)控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，這樣既可控制下游脫硫除塵器的入口灰塵的質(zhì)量濃度和煙囪煙塵質(zhì)量濃度的排放，又可提高吸收劑的利用率，降低堿酸比。

控制這三個(gè)監(jiān)測(cè)量及其相關(guān)的信號(hào)去調(diào)節(jié)各運(yùn)行回路，使脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化，這是干法、半干法脫硫工藝控制系統(tǒng)的基本要求。就控制的靈敏性、可靠性而言，如果三個(gè)控制回路能完全獨(dú)立，各行其是，互不影響則最理想，而RCFB技術(shù)的控制原理最能符合這一要求，由于其吸收劑、水和脫硫渣的再循環(huán)是獨(dú)立加入到脫硫塔的，這樣就避免了其它工藝三者的互相牽連，避免了增加脫硫劑時(shí)附加了水而使溫度下降或加水降溫時(shí)附加了脫硫劑，從而增加再循環(huán)量而增大堿酸比的情況。當(dāng)然，以上三個(gè)參數(shù)總是相互影響、協(xié)同調(diào)節(jié)的，但三路系統(tǒng)的參數(shù)分別調(diào)節(jié)，會(huì)更方便靈活一些。

4預(yù)除塵器設(shè)置的探討

對(duì)于是否使用預(yù)除塵器，很多文獻(xiàn)或資料并沒有詳細(xì)說明。據(jù)國(guó)外一些資料指出，一般干法或半干法都設(shè)有預(yù)除塵器，但國(guó)內(nèi)很多電廠沒有設(shè)預(yù)除塵器。不設(shè)預(yù)除塵器，筆者認(rèn)為起碼會(huì)影響以下2方面。 4.1不利于燃料灰和脫硫灰的再循環(huán)

根據(jù)計(jì)算，鍋爐燃煤產(chǎn)生的燃料灰的量比較多，而用于脫硫產(chǎn)生的脫硫灰的量比較少，通常前者是后者的三倍左右。以200 MW機(jī)組為例，耗煤量約95 t/h，產(chǎn)生的燃料灰約22 t（灰分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以25%計(jì)），而脫硫灰量（硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以0.85%計(jì)）約7 t；以300 MW機(jī)組為例，耗煤量約140 t/h，產(chǎn)生的燃料灰約32 t，而脫硫灰量約11 t。這就是說，如果沒有預(yù)除塵器，當(dāng)脫硫灰和燃料灰混在一起再循環(huán)時(shí)，將有75%的再循環(huán)物是燃料灰，而這些大量的燃燒灰對(duì)提高脫硫率和降低堿酸比值并沒有幫助，還會(huì)減少吸收劑、脫硫灰與SO2的接觸，消耗動(dòng)力，增大反應(yīng)塔容量；由于再循環(huán)量變大，還會(huì)提高煙氣噴射的初始速度以達(dá)到同樣的流化狀態(tài)，這一初始速度的提高，還會(huì)帶來以下2個(gè)問題：

a)減小煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間，使氣體很快通過吸收塔，降低了塔內(nèi)的反應(yīng)率，將部分脫硫反應(yīng)留在了下游設(shè)備中。

b)一般燃料灰比脫硫灰要粗一些，燃料灰的平均粒徑大致為15μm±5μm，脫硫灰的平均粒徑大致為10μm±5μm；燃料灰的體積質(zhì)量一般為700～1 000 kg/m3，而脫硫灰的體積質(zhì)量一般為500～1 000 kg/m3，煙氣流速的加大，將大量的細(xì)微粒帶出了反應(yīng)塔，不利于吸收劑的有效利用，影響了堿酸比。 4.2影響脫硫塔下游的脫硫除塵器

是否設(shè)置預(yù)除塵器，對(duì)脫硫塔下游的脫硫除塵器會(huì)產(chǎn)生較大的影響。如果沒有預(yù)除塵，大量燃煤灰混在脫硫灰中一起循環(huán)，使得循環(huán)量變大，脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度也隨之增大，在除塵器排放指標(biāo)一定的情況下，脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度是有限度的，太高的入口粉塵質(zhì)量濃度也會(huì)使除塵器的造價(jià)上升，這樣勢(shì)必減少循環(huán)次數(shù)，降低吸收劑利用率，使堿酸比值變大。如果有預(yù)除塵器，這一情況將得到改善。這就可以解釋GSA，NID脫硫工藝，在沒有預(yù)除塵器時(shí)，循環(huán)次數(shù)只有30～50次；而CFB，RCFB脫硫工藝，由于設(shè)置了預(yù)除塵器，循環(huán)次數(shù)就可以達(dá)到100～150次。

5脫硫除塵器的設(shè)置

干法、半干法脫硫用的除塵器有別于火力發(fā)電廠的常規(guī)除塵器，大型火力發(fā)電廠一般1臺(tái)爐配2臺(tái)除塵器，而脫硫裝置如果是配單塔脫硫，則通常只配一臺(tái)除塵器。除了設(shè)備數(shù)量的不同使得脫硫除塵器變大外，其差別還主要在于除塵器入口質(zhì)量濃度的不同。火力發(fā)電廠所配除塵器的入口質(zhì)量濃度通常在35 g/m3左

3右（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），若煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)以200 mg/m計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），則效率通常為99.4%左右，而脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度由于脫硫渣的多次再循環(huán)而變得很大，3通常達(dá)到0.6～1 kg/m（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。要達(dá)到相同的排放質(zhì)量濃度，除塵效率通常要求達(dá)到99.97%以上。如使用RCFB技術(shù)的廣州恒運(yùn)集團(tuán)公司的以大代小1×210 MW機(jī)組的煙氣脫硫系統(tǒng)，脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度為800 g/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），除塵效率要求達(dá)99.975%；使用NID技術(shù)的浙江巨化股份有限公司的230 t/h煙

3氣脫硫用除塵器的入口質(zhì)量濃度為1 kg/m（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），除塵效率要求達(dá)99.98%。凡利用循環(huán)技術(shù)進(jìn)行干法、半干法脫硫的工藝，其脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度都很高。如GSA，NID等工藝，由于循環(huán)量較大，一般循環(huán)次數(shù)為30～40次時(shí)，脫

3硫除塵器的入口質(zhì)量濃度便達(dá)到了1 kg/m（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。如采用預(yù)除塵器，由于再循環(huán)量減少了大約70%，其循環(huán)次數(shù)在100～150次左右時(shí)，脫硫除塵器的3入口質(zhì)量濃度可達(dá)到600～800 g/m（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），如RCFB工藝。對(duì)于高粉塵質(zhì)量濃度的除塵器，國(guó)外有用布袋式的，也有用靜電式的。由于布袋除塵價(jià)格較高，檢修強(qiáng)度較大，更換頻率快，且系統(tǒng)壓降較大，廠用電高，我國(guó)趨向于使用靜電除塵器。靜電除塵器處理高質(zhì)量濃度粉塵在結(jié)構(gòu)上有其特殊的地方，各種工藝所采取的辦法也不盡相同，如GSA工藝，在煙氣進(jìn)靜電除塵器之前，先通過旋風(fēng)分離器進(jìn)行機(jī)械預(yù)除塵；NID脫硫工藝，在靜電除塵器上加一段機(jī)械預(yù)除塵和小灰斗；lurgi公司采用上進(jìn)氣方式，通過煙氣回轉(zhuǎn)折流預(yù)除塵；德國(guó)WULFF公司在進(jìn)口及第一電場(chǎng)采取預(yù)除塵措施的同時(shí)，又在振打清灰，改善放電極線形式，加大放電強(qiáng)度，提高放電電流強(qiáng)度，防止二次飛揚(yáng)等方面做工作，并取得了較好的效果，獲得了很高的除塵效率。盡管脫硫除塵器的入口質(zhì)量濃度很高，但由于脫硫灰分的組成主要是鈣的化合物，不會(huì)有燃煤灰中的Al2O3和游離SiO2等難以捕捉的物質(zhì)，且脫硫灰的粉塵較細(xì)、比電阻較小，含濕量相對(duì)高一些、溫度較低等因素，還是對(duì)除塵有利。但是，脫硫除塵器是干法、半干法脫硫工藝一個(gè)非常主要的設(shè)備。因?yàn)椴粌H有部分脫硫反應(yīng)在除塵器中完成，而且除塵器還與脫硫塔的再循環(huán)聯(lián)系在一起。嚴(yán)格意義上講，脫硫除塵器是干法、半干法脫硫工藝的一個(gè)組成部分，與脫硫塔密不可分，實(shí)際上，國(guó)外所講的干法脫硫工藝系統(tǒng)，就包括了脫硫除塵器。

6結(jié)論

由于干法脫硫工藝在占地、造價(jià)、操作、調(diào)節(jié)、維護(hù)、副產(chǎn)品無二次污染等方面的優(yōu)點(diǎn)，這種工藝越來越受到業(yè)主方的廣泛青睞。現(xiàn)在各國(guó)都在積極研究干法脫硫技術(shù)，并使之逐步向設(shè)備大型化、系統(tǒng)簡(jiǎn)單化、控制自動(dòng)化發(fā)展，所以國(guó)內(nèi)干法、半干法應(yīng)用的比例也在逐步提高。隨著對(duì)干法脫硫工藝的深入認(rèn)識(shí)、研究和改進(jìn)以及對(duì)脫硫灰綜合利用的開發(fā)，干法脫硫工藝將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：干法脫硫工藝技術(shù)分析（xiexiebang推薦）

干法脫硫工藝技術(shù)分析

摘要：現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)各界對(duì)于能源的需求十分巨大，天然氣作為優(yōu)質(zhì)的清潔能源，其產(chǎn)業(yè)在良好的社會(huì)形勢(shì)下，得到了快速穩(wěn)定的發(fā)展。科學(xué)技術(shù)的提升，促進(jìn)了其各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，其中脫硫工藝技術(shù)語(yǔ)天然氣生產(chǎn)過程中極為重要的技術(shù)之一，其對(duì)于天然氣的質(zhì)量有著決定性的作用。基于此，本文就干法脫硫工藝技術(shù)進(jìn)行分析與研究。

關(guān)鍵詞：干法；脫硫工藝；技術(shù)

一、堿法脫硫技術(shù)

堿法脫硫技術(shù)屬于化學(xué)脫硫法的一種，是指使用酸堿度在9至11之間的強(qiáng)堿弱酸鹽溶液作為吸收劑，將硫元素吸收，較為典型的即是碳酸鹽法。如果是以碳酸鈉作為溶液，在吸收塔內(nèi)把原料氣和碳酸鈉溶液進(jìn)行融合入，使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其會(huì)生成碳酸氫鈉（NaHCO3）及硫氫化鈉（NaHS）。先將富液吸收大量的硫化氫，再采用真空碳酸鹽法，利用蒸汽對(duì)其進(jìn)行蒸餾，再次形成溶液，將該方法和克勞斯法有機(jī)結(jié)合，硫磺純度可以達(dá)到99.6%左右，該過程中需要使用蒸汽及大量冷卻水，能耗較大。熱碳酸鹽法是指在減少壓力的情況下，利用蒸汽對(duì)其進(jìn)行加熱再生，使之透析出硫化氫氣體，并生成碳酸鈉（Na2CO3），如果原料中的氧氣及二氧化碳較為豐富，即可以使用該方法。

二、物理吸收法

1.工藝概況

物理吸收法的吸收劑一般是使用較為特殊的有機(jī)復(fù)合物，其對(duì)于硫化氫等氣體具有良好的溶解性，可以實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。現(xiàn)代較為常用的物理吸收法有多乙二醇二甲醚法、低溫甲醇法、N甲基吡咯烷酮法等，其中低溫甲醇法的優(yōu)勢(shì)十分顯著，運(yùn)用的較為廣泛。其又稱為冷甲醇法，其基本原理是由于低溫條件下，甲醇能夠有效的吸收硫化氫等酸性氣體，如果溫度由20℃降低至零下40℃，二氧化碳在其中的溶解度會(huì)提升6倍左右；如果溫度保持在零下40至零下50℃，硫化氫的溶解度則要超過二氧化碳，約為二氧化碳的6倍左右，可以利用該性質(zhì)分別吸收硫化氫及二氧化碳。該工藝在脫硫的過程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)后期的凈化目標(biāo)，并能夠分別將其中需要處理的各種成分一一進(jìn)行回收處理，包括二氧化碳、硫化氫、羰基硫等，將二氧化碳進(jìn)行回收后可以英語(yǔ)制作尿素；利用克勞斯法可以在硫化氫溶液中回收硫磺，充分利用資源。該方式對(duì)于天然氣的凈化效果十分限制，能夠?qū)⒘蚝拷档椭?.1μL/L以內(nèi)，且反應(yīng)的過程中不會(huì)出現(xiàn)氣泡的現(xiàn)象，因此不會(huì)造成設(shè)備的腐蝕。但是由于甲醇具有一定的鍍鋅，應(yīng)在設(shè)備中設(shè)置制冷裝備，使得操作及維修工作存在一定的難度。

2.主要流程

首先需要把原料天然氣中二氧化碳的含量控制到一定范圍內(nèi)，有計(jì)劃的將硫化氫除去，并使用閃蒸再生塔系統(tǒng)脫去酸性組成成分，該工藝能夠較為自主的選擇脫去其中的有機(jī)硫，還可以改變天然氣的烴露點(diǎn)，使之更加符合要求。

三、生物脫硫法

生物脫硫法是較為新型的天然氣處理技術(shù)，主要是先利用某些微生物、細(xì)菌的特點(diǎn)，把硫化氫轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)硫，最后將其回收處理。現(xiàn)代使用的生物脫硫方法一般是在良好的環(huán)境中，使用有機(jī)微生物或酶，對(duì)硫成分形成催化反應(yīng)，使得非水溶性硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰衔铮倜撊テ渲械牧虺煞帧Ｓ袑W(xué)者運(yùn)用Bio-SR工藝，將鐵鹽的吸收作用和氧化亞鐵硫桿菌相結(jié)合，進(jìn)行了硫化氫的脫除實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果較為良好，脫除效率高達(dá)98.4%。但是該項(xiàng)技術(shù)尚未成熟，在國(guó)內(nèi)尚處于實(shí)驗(yàn)探索的過程中，如果將其應(yīng)用于工業(yè)方面，其需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行初始化運(yùn)行，微生物穩(wěn)定也有難度，需要較高的技術(shù)。

四、煙氣脫硫傳統(tǒng)工藝

（一）濕法脫硫技術(shù)

煙氣濕法脫硫技術(shù)是世界上廣為應(yīng)用的脫硫技術(shù)。到目前為止，可供選擇的濕法脫硫技術(shù)較多，主要有石灰石/石灰—石膏法、氫氧化鎂（氧化鎂）法、氫氧化鈉法、亞硫酸鈉法、氨法、海水法等。其中，石灰石/石灰—石膏法因其工藝具有技術(shù)成熟、效率較高（﹥90%）、運(yùn)行可靠、操作簡(jiǎn)單、煙氣中的粉塵對(duì)脫硫過程影響小，以及原料來源豐富、成本低廉、運(yùn)行可靠和鈣利用率高（﹥90%）等優(yōu)點(diǎn)，其裝機(jī)容量占現(xiàn)有工業(yè)脫硫裝置總?cè)萘康?5%。但是，目前我國(guó)大型煙氣脫硫裝置一般采用國(guó)外低PH漿液空塔噴淋技術(shù)，運(yùn)行過程液氣比高、PH低，投資及維護(hù)成本高。除此之外還存在吸收劑消耗量大、生成物難處理、易產(chǎn)生二次污染等問題。除此之外，該方法易在設(shè)備內(nèi)形成積垢，且存在堵塞、腐蝕與磨損的弊端。以500MW燃煤電廠為例，采用石灰石/石灰—石膏法每年消耗石灰6.1萬t（或石灰石13.2萬t），生成廢渣43.8萬t。即使是改良后的雙堿法也由于Ｎa2SO4難以再生，需要不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充NaOH或Na2Co3，造成堿的消耗增多。

超重力脫硫技術(shù)是北京化工大學(xué)開發(fā)的一種濕法脫硫新工藝，于2010年在巨化硫酸廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，形成了20萬t/a硫酸工業(yè)尾氣SO2深度脫除與資源化利用成套產(chǎn)業(yè)化裝置和工藝。超重力技術(shù)利用強(qiáng)化宏觀傳質(zhì)和微觀混合過程的方法，減少設(shè)備內(nèi)物料的停留時(shí)間，大幅縮小設(shè)備的尺寸與質(zhì)量，生產(chǎn)強(qiáng)度得到提高、易于操作，開停車、維護(hù)與檢修方便。超重力脫硫在巨化硫酸廠的運(yùn)行結(jié)果表明：其脫硫效率高達(dá)98%以上，尾氣排放的SO2濃度低于200mg/m3，是一種值得推廣的濕法煙氣脫硫技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。

（二）干法脫硫技術(shù)

干法脫硫工藝是在完全干燥、沒有液相參與的狀態(tài)下，通過應(yīng)用一定的技術(shù)手段將煙氣中的SO2分解或固定下來，以減少SO2的排放。

傳統(tǒng)的干法煙氣脫硫技術(shù)是將固體狀態(tài)的石灰粉料直接噴射到爐膛或反應(yīng)塔內(nèi)，通過化學(xué)反應(yīng)，吸收固定煙氣中的SO2。干法煙氣脫硫反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物均為固態(tài)干粉，不存在腐蝕、結(jié)垢及廢水處理等問題。傳統(tǒng)的干法脫硫流程還具備設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、占地少、施工周期短、反應(yīng)過程煙氣溫降小和有利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)。但是由于反應(yīng)發(fā)生在氣固界面，受到擴(kuò)散環(huán)節(jié)限制，其脫硫效率較低（一般僅有30%~60%）

（三）半干法脫硫技術(shù)

在濕法和干法脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合濕法脫硫工藝反應(yīng)充分、效率高，干法脫硫工藝投資少，無需廢水處理的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出了半干法脫硫技術(shù)。它是除了濕法脫硫工藝之外，應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)，占市場(chǎng)份額的10%。半干法脫硫技術(shù)是將石灰漿液噴入反應(yīng)塔中，借助煙氣自身熱量使吸收液中的水絕熱蒸發(fā)后隨煙氣排出，煙氣中SO2則以亞硫酸鈣/硫酸鈣的形式固定后外排。文獻(xiàn)以氧化鋅煙塵為吸收劑，漿化后吸收鋅冶煉揮發(fā)窯煙氣，二氧化硫以亞硫酸鹽和硫酸鹽的形式回收，二氧化硫回收率達(dá)到90%以上。

半干法工藝中，旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法使用最為廣泛。該方法由美國(guó)JOY公司和丹麥NIRO公司合作開發(fā)，其核心設(shè)備噴霧干燥塔可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)吸收和干燥兩方面作用。為了保證干燥和吸收過程的充分進(jìn)行，一般需保證煙氣在塔中停留10~12s 結(jié)束語(yǔ)

由于干法脫硫工藝在占地、造價(jià)、操作、調(diào)節(jié)、維護(hù)、副產(chǎn)品無二次污染等方面的優(yōu)點(diǎn)，這種工藝越來越受到業(yè)主方的廣泛青睞。現(xiàn)在各國(guó)都在積極研究干法脫硫技術(shù)，并使之逐步向設(shè)備大型化、系統(tǒng)簡(jiǎn)單化、控制自動(dòng)化發(fā)展，所以國(guó)內(nèi)干法、半干法應(yīng)用的比例也在逐步提高。隨著對(duì)干法脫硫工藝的深入認(rèn)識(shí)、研究和改進(jìn)以及對(duì)脫硫灰綜合利用的開發(fā)，干法脫硫工藝將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用前景。

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