第一篇：干法、半干法與濕法脫硫技術的綜合比較

干法、半干法與濕法脫硫技術的綜合比較

摘要：大氣SO2污染狀況日益嚴重，治理技術亟待解決，其中煙氣脫硫技術是目前世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方式。比較成熟的煙氣脫硫技術主要有濕法、干法、半干法煙氣脫硫技術。本文主要綜述了脫除煙氣中SO2的一些主要技術，包括干法、半干法、濕法煙氣脫硫的原理、反應系統、技術比較以及它們的優缺點，其中濕法煙氣脫硫應用最為廣泛，干法、半干法煙氣脫硫技術也有了較多的應用。

關鍵字：煙氣脫硫，濕法，干法，半干法

引言

煤炭在我國的能源結構占主導地位的狀況已持續了幾十年，近年來隨著石油天然氣和水能開發量的增加，煤炭在能源結構中的比例有所減少，但其主導地位仍未改變，其消費量占一次能源總消費量的70%左右，這種局面在今后相當長時間內不會改變，目前燃煤SO2排放量占SO2總排放量的90%以上，我國超過美國成為世界SO2排放第一大國。煙氣中的SO2是大氣污染的主要成份，也是形成酸雨的主要物質。酸雨不僅嚴重腐蝕建筑物和公共設施，而且毀壞大面積的森林和農作物。如何經濟有效地控制燃煤中SO2的排放是我國乃至世界能源和環保領域亟待解決的關鍵性問題。

從世界上煙氣脫硫技術的發展來看主要經歷了以下3個階段： a)20世紀70年代，以石灰石濕法為代表第一代煙氣脫硫。

b)20世紀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、爐內噴鈣加爐后增濕活化(LIFAC)、煙氣循環流化床(CFB)、循環半干法脫硫工藝(NID)等。這些脫硫技術基本上都采用鈣基吸收劑，如石灰或消石灰等。隨著對工藝的不斷改良和發展，設備可靠性提高，系統可用率達到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90年代，以濕法、半干法和干法脫硫工藝同步發展的第三代煙氣脫硫。

2.1 濕法脫硫技術

濕法煙氣脫硫(WFGD)技術是使用液體堿性吸收劑洗滌煙氣以除去二氧化硫。該技術的特點是整個脫硫系統位于燃煤鍋爐的除塵系統之后、煙囪之前，脫硫過程在溶液中進行，脫硫劑和脫硫生成物均為濕態，其脫硫過程的反應溫度低于露點，反應速度快,脫硫效率高，技術比較成熟，生產運行安全可靠，因此在眾多的脫硫技術中，始終占據主導地位。但該工藝系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高，一般適用于大型電廠。運用比較廣泛的工藝有：石灰石—石膏法、氧化鎂法、氨法、海水法、鈉堿法、雙堿法等。

以石灰石-石膏法來說明其技術原理：

濕法石灰石一煙氣脫硫技術采用石灰石漿液作脫硫吸收劑，將石灰石破碎后與水混合，磨細成粉狀制成吸收漿液。在吸收塔內煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的氧化空氣進行化學反應生成二水石膏，從而除去煙氣中的SO2。主要工藝流程為：煙氣經除塵器除去粉塵后進入吸收塔，從塔底向上流動，石灰石或石灰漿液從塔頂向下噴淋，煙氣中SO2與吸收劑充分接觸反應，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣沉淀物，落入沉淀池。干凈煙氣通過換熱器加熱后經煙囪向排入大氣。主耍的化反應機理為：

SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2

這種半水亞硫酸鈣含水率40%-50%，不易脫水且難濟于水，但易引起板結。其中部分亞硫酸鈣與煙氣中的氧反應生成石膏。這種亞硫酸鈣與硫酸鈣組成的副產物無法利用，只有拋棄。為使脫硫副產品能夠回收利川，大多采用強制氧化方式，即向吸收塔下部循環氧化槽內鼓入空氣，使亞硫酸鈣充分氧化生成石膏，氧化率高達99%。這樣得到的脫硫副產品是石膏，可以回收利用。這種脫硫工藝的優點是：技術成熟、脫硫效率高可以應用于大容量機組，對煤種的適應性強，設備性能可靠，脫硫吸收劑資源豐富、價格低廉，副產品容易回收利用。但這種脫硫工藝也有明顯的缺點：初始投資大，運行費用較高，耗水量大，占地面積比其它工藝大，需要較大的脫硫場地，如果電廠沒有預留脫硫場地，釆用這種工藝有一定的困難。2.2 半干法脫硫技術

半干法脫硫技術是把石灰漿液直接噴入煙氣，或把石灰粉和煙塵增濕混合后噴入煙道，生成亞硫酸鈣、硫酸鈣干粉和煙塵的混合物。該技術運用較廣泛的工藝有：旋轉噴霧干燥法(SDA)、循環流化床煙氣脫硫技術(CFB、RCFB)、增濕灰循環脫硫技術(NID)等。半干法脫硫技術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。這種技術的特點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術，但仍可達到70%，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠，具有很好的發展前景。

半干法煙氣脫硫機理：

固定和脫除煙氣中SO2的基本原理是最簡單的酸堿反應。采用在濕狀態下脫硫，是因為干燥條件下堿性吸收劑幾乎不與SO2發生反應，必須有水的存在脫硫反應才能進行。而干狀態下處理脫硫產物主要是在酸堿反應進行的同時利用煙氣自身的熱量蒸發吸收液的水分，使最終產物呈現為“干態”。半干法煙氣脫硫的過程是一個包括了傳質、傳熱以及化學反應的綜合過程，主要由以下幾步組成：

(1)SO2由氣相向吸收劑顆粒表面的擴散；

(2)SO2在吸收劑顆粒表面的吸附、溶解及離解反應；

SO2（g）→SO2(aq)SO2(aq)+ H2O→H2SO3 H2SO3→HSO3-+H+→SO32-+2 H+

(3)堿性吸收劑顆粒在液相中溶解：

Ca(OH)2→Ca2++2OH-(4)酸堿反應中以固定和脫除硫離子： Ca2++ SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O(5)脫硫產物水分蒸發，最終以“干態”形式排出。一般說來脫硫反應總的化學表達式可表示為：

SO2+ Ca(OH)2→CaSO3·1/2H2O+ 1/2H2O 產物CaSO3·1/2H2O又有可能被水汽中的O氧化，生成CaSO4·2H2O反應式為

CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O 出現較早(20世紀70年代)且有代表性的半干法脫硫工藝是噴霧干燥法。該工藝將石灰漿液通過高速旋轉的噴霧裝置霧化成很細的液滴，在吸收塔內與煙氣進行混合與反應，同時霧化后的石灰漿液受熱蒸發，形成干粉狀脫硫產物與氣體一起排出該方法的優點是脫硫劑液滴細小均勻、霧化增濕效果均勻，脫硫動力學條件好，但由于脫硫劑在反應器內的停留時間短，脫硫效率和脫硫劑的利用率均難以提高。為了提高脫硫率和脫硫劑的利用率，后來出現了基于循環技術的CFB工藝。二者的共同特點是在反應器的喉部安裝一個固體物料的內循環系統，可將部分脫硫產物與新添加的脫硫劑一起循環返回到反應器內，使產物中未充分反應的脫硫劑再次與煙氣接觸，大大延長了煙氣與脫硫劑的反應時間，提高了脫硫劑的利用率。2.3 干法脫硫技術

干法脫硫技術是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內。無論加入的脫硫劑是干態的還是濕態的，脫硫的最終反應物都是干態的。比較成熟的干法脫硫工藝有：爐內噴鈣尾部增濕法(LIFAC)、電子束法(EBA)、脈沖電暈法等。這些技術具有系統簡單、投資省、占地面積小、運行費用低等優點。但干法脫硫工藝吸收劑的利用率低，脫硫效率較低，飛灰與脫硫產物相混，嚴重影響著副產物的綜合利用,并且對干燥過程自動控制要求很高。

以CFB干法脫硫工藝來說明：

含塵煙氣從鍋爐尾部空氣預熱器出來后先通過一級電除塵器除去95%左右的飛灰,然后從底部進入脫硫塔。在脫硫塔內高溫煙氣與加入的吸收劑、循環灰充分混合進行脫硫反應,去除煙氣中SO2。脫硫后的含塵煙氣從脫硫塔頂部側向排出，進入脫硫后除塵器進行氣固分離，其中凈煙氣通過引風機排入煙囪。經除塵器捕集下來的含有吸收劑的固體顆粒，通過除塵器下的脫硫灰再循環系統,返回脫硫塔繼續參加反應。多余的脫硫灰渣通過氣力輸送至脫硫灰庫內，再通過罐車或二級輸送設備外排。

工藝原理是：在CFB脫硫塔中，高溫煙氣在底部先與吸收劑、循環脫硫灰充分預混合，進行初步的脫硫反應，主要完成吸收劑與HCl、HF的反應。隨后通過脫硫塔下部的文丘里管向上加速，進入CFB床體。在CFB內氣、固兩相由于氣流的作用產生激烈的湍動與混合充分接觸。脫硫劑顆粒在煙氣攜帶上升的過程中由氣、固二相物形成的絮狀物在床內氣流激烈湍動中不斷形成，又不斷解體固體顆粒在床內下落、提升過程隨時發生使得氣、固間的滑移速度大大提高。脫硫塔頂部結構進一步強化了絮狀物的返回，從而提高了塔內床層顆粒的密度和延長吸收劑的反應時間。在床內的鈣硫比高達50以上，使SO2充分反應。這種CFB內氣、固兩相流機制，極大地強化了氣、固間的傳質與傳熱,為實現高脫硫率提供了根本的保證。其主要化學反應方程式如下：

Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2 H2O+1/2 H2O Ca(OH)2+SO3→CaSO4·1/2 H2O+1/2 H2O CaSO3·1/2 H2O+1/2O2→CaSO4·1/2 H2O Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O Ca(OH)2+2HCl →CaCl2·2H2O 2Ca(OH)2+2HCl →CaCl2·Ca(OH)2·2H2O(>120℃)Ca(OH)2+2HF→ CaF2+2H2O SO2與Ca(OH)2的顆粒在CFB中的反應過程是一個外擴散控制的反應過程。其反應速度主要取決于SO2在Ca(OH)2顆粒表面的擴散阻力，或者說是Ca(OH)2表面氣膜厚度。當脫硫劑顆粒與含SO2煙氣之間的滑移速度或顆粒的雷諾數增加時，Ca(OH)2顆粒表面的氣膜厚度減小，SO2進入Ca(OH)2的傳質阻力減小，傳質速率加快從而加快SO2與Ca(OH)2顆粒的反應。

系統組成：

典型的干法脫硫除塵系統主要是由預靜電除塵器、脫硫塔系統、脫硫后除塵器、脫硫灰循環系統、吸收劑制備及供應系統、煙氣系統、工藝水系統、流化風系統等組成。脫硫塔是脫硫系統的核心設備，主要由進口段、下部方圓節、文丘里段、錐形段、直管段、上部方圓節、頂部方形段和出口擴大段組成，塔內沒有任何運動部件和支撐桿件。由于流化床中氣、固間良好的傳熱、傳質效果，SO3全部得以去除。加上排煙溫度通過設置在文丘里段上部的噴水裝置始終控制在高于露點溫度20℃以上，因此不需煙氣加熱，更無須任何的防腐處理。脫硫后除塵器不僅需要除去煙氣中的飛灰，而且還需要實現脫硫粉塵的收集分類及脫硫灰的循環，因此除塵器對脫硫最終效率有著重要的影響。灰循環的目的是建立穩定的流化床、床料層，反復利用未能充分進行反應而被煙氣帶出流化床的脫硫劑顆粒，降低吸收劑消耗量。結論：

濕式石灰石石膏法脫硫技術在工業上應用較早，具有技術成熟，運行可靠，脫硫效率高，適用煤種廣等優點，特別適用于大型機組和脫硫效率要求高的脫硫，是我國目前應用最多的脫硫技術。但該法多為重復引進的國外技術，設備國產化低。產生的副產物石膏銷路不暢、系統復雜、投資多、占地面積大、運行費用高等問題日益顯現。

干法煙氣脫硫技術具有工藝流程簡單，占地面積小，投資和運行費用較低等優點，在脫硫市場上占有一定份額。缺點是脫硫效率較低，鈣硫比高，副產物不能商品化，且需增加除塵負荷等，在某些場合限制了其應用。

半干法工藝脫硫效率較高，建設投資較省，占地面積較少，在能滿足高品位石灰供應并妥善處理脫硫灰的條件下，具有較好的發展前景，主要適用于中小機組和老機組的脫硫改造。

第二篇：干法脫硫技術（推薦）

干法脫硫技術

摘要：本文主要論述了干法脫除煙氣中SO2的各種技術應用及其進展情況，對煙氣脫硫技術的發展進行展望，即研究開發出優質高效、經濟配套、性能可靠、不造成二次污染、適合國情的全新的煙氣污染控制技術勢在必行。

關鍵詞：煙氣脫硫 二氧化硫 干法

前言：我國的能源以燃煤為主，占煤炭產量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產生嚴重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產生光化學煙霧等。總之燃煤產生的煙氣是造成中國生態環境破壞的最大污染源之一。中國的能源消費占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。中國煤炭一年的產量和消費高達12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，預計到2010年中國煤炭量將達18億噸，如果不采用控制措施，SO2的排放量將達到3300萬噸。據估算，每削減1萬噸SO2的費用大約在1億元左右，到2010年，要保持中國目前的SO2排放量，投資接近1千億元，如果想進一步降低排放量，投資將更大[1]。為此1995年國家頒布了新的《大氣污染防治法》，并劃定了SO2污染控制區及酸雨控制區。各地對SO2的排放控制越來越嚴格，并且開始實行SO2排放收費制度。隨著人們環境意識的不斷增強，減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環境的問題正在被億萬人們所關心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量，既需要國家的合理規劃，更需要適合中國國情的 低費用、低耗本的脫硫技術。

煙氣脫硫技術是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工藝特點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，濕法煙氣脫硫技術以其脫硫效率高、適應范圍廣、鈣硫比低、技術成熟、副產物石膏可做商品出售等優點成為世界上占統治地位的煙氣脫硫方法。但由于濕法煙氣脫硫技術具有投資大、動力消耗大、占地面積大、設備復雜、運行費用和技術要求高等缺點，所以限制了它的發展速度。

干法脫硫技術與濕法相比具有投資少、占地面積小、運行費用低、設備簡單、維修方便、煙氣無需再熱等優點，但存在著鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化等缺點。

自20世紀80年代末，經過對干法脫硫技術中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進，現在已取得突破性進展。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、爐內噴鈣尾部增濕法、煙氣循環流化床技術、爐內噴鈣循環流化床技術等一批新的煙氣脫硫技術已成功地開始了商業化運行，其脫硫副產物脫硫灰已成功地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術的進步，迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術的新的快速發展時期。

傳統的石灰石/石膏法脫硫與新的干法、半干法煙氣脫硫技術經濟指標的比較見表1。表1說明在脫硫效率相同的條件下，干法、半干法脫硫技術與濕法相比，在單位投資、運行費用和占地面積的方面具有明顯優勢，將成為具有產業化前景的煙氣脫硫技術。

3、電子射線輻射法煙氣脫硫技術

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，確立的該技術作為連續處理的基礎。1974年荏原制作所處理重油燃燒廢氣，進行了1000Nm3/h規模的試驗，探明了添加氨的輻射效果,穩定了脫硫脫硝的條件，成功地捕集了副產品和硝銨。80年代由美國政府和日本荏原制作所等單位分擔出資在美國印第安納州普列斯燃煤發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90％以上，脫硝率可達80％以上。現日本荏原制作所與中國電力工業部共同實施的“中國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，設計入口SO2濃度為1800ppm，在吸收劑化學計量比為0.8的情況下脫硫率達80％，脫硝率達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℃左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道60～ 70℃左右，在反應室前端根據煙氣中SO2及NOX的濃度調整加入氨的量，然后混合氣體在反應器中經電子束照射，排氣中的SO2和NOX受電子束強烈作用，在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周圍的氨反應生成微細的粉粒（硫酸銨和硝酸銨的混合物），粉粒經集塵裝置收集后，潔凈的氣體排入大氣[7]。

6、爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術

爐內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，脫硫劑在高溫下迅速分解產生CaO，同時與煙氣中的SO2反應生成CaSO3。由于單純爐內噴鈣脫硫效率往往不高（低于20％～50％），脫硫劑利用率也較低，因此爐內噴鈣還需與尾部增濕配合以提高脫硫效率。該技術已在美國、日本、加拿大和歐洲國家得到工業應用，是一種具有廣闊發展前景的脫硫技術。目前，典型的爐內噴鈣尾部增濕脫硫技術有美國的爐內噴鈣多級燃燒器（LIMB）技術、芬蘭的爐內噴石灰石及氧化鈣活化反應（LIFAC）技術、奧地利的灰循環活化（ARA）技術等，下面介紹一下LIFAC技術[11]。

LIFAC脫硫技術是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發成功并投入商業應用的該技術是將石灰石于鍋爐的800℃～1150℃部位噴入，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當部位（一般在空氣預熱器與除塵器之間）裝設增濕活化反應器，使爐內未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2,進一步吸收SO2,提高脫硫率。

LIFAC技術是將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到實現。

LIFAC技術具有占地小、系統簡單、投資和運行費用相對較、無廢水排放等優點，脫硫率為60％～80％；但該技術需要改動鍋爐，會對鍋爐的運行產生一定影響。我國南京下關電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術和設備目前已投入運行。

7、爐內噴鈣循環流化床反應器煙氣脫硫技術

爐內噴鈣循環流化床反應器脫硫技術是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發的。該技術的基本原理是：在鍋爐爐膛適當部位噴入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部煙道電除塵器前裝設循環流化床反應器，爐內未反應的CaO隨著飛灰輸送到循環流化床反應器內，在循環硫化床反應器中大顆粒CaO被其中湍流破碎，為SO2反應提供更大的表面積，從而提高了整個系統的脫硫率[12]。

該技術將循環流化床技術引入到煙氣脫硫中來，是其開創性工作，目前該技術脫硫率可達90％以上，這已在德國和奧地利電廠的商業運行中得到證實。在此基礎上，美國EEC(Enviromental Elements Corporation)和德國Lurgi公司進一步合作開發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流化床反應器內，以此代替了爐內噴鈣。在循環流化床反應器內，吸收劑被增濕活化，并且能充分的循環利用，而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎，為脫硫反應提供更大反應表面積。

本工藝流程的脫硫效率可達95％以上，造價較低，運行費用相對不高，是一種較有前途的脫硫工藝。

8、干式循環流化床煙氣脫硫技術

干式循環流化床煙氣脫硫技術是20世紀80年代后期發展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術，該技術具有投資少、占地小、結構簡單、易于操作，兼有高效除塵和煙氣凈化功能，運行費用低等優點。因而，國家電站燃燒工程技術研究中心和清華大學煤的清潔燃燒技術國家重點實驗室分別對該技術的反應機理、反應過程的數學模型等進行了理論和實驗研究。其工藝流程如圖3示，從煤粉燃燒裝置產生的實際煙氣通過引風機進入反應器，再經過旋風除塵器，最后通過引風機從煙囪排出。脫硫劑為從回轉窯生產的高品質石灰粉，用螺旋給粉機按給定的鈣硫比連續加入。旋風除塵器除下的一部分脫硫灰經循環灰斗和螺旋給灰機進入反應器中再循環。在文丘里管中有噴水霧化裝置，通過調節水量來控制反應器內溫度[13]。

摘 要 本文針對工業煙氣的脫硫技術的研究現狀及研究方向進行綜合性分析。關鍵詞 煙氣 脫硫 技術 研究

前言

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

據國家環保統計，每年各種煤及各種資源冶煉產生二氧化硫（SO2）達2158.7萬t，高居世界第一位，其中工業來源排放量1800萬t，占總排放量的83％。其中我國目前的一次能源消耗中，煤炭占76％，在今后若干年內還有上升的趨勢。我國每年排入大氣的87％的SO2來源于煤的直接燃燒。隨著我國工業化進程的不斷加快，SO2的排放量也日漸增多。

2、煙氣脫硫技術進展

目前，煙氣脫硫技術根據不同的劃分方法可以分為多種方法；其中最常用的是根據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

優點：濕法煙氣脫硫技術為氣液反應，反應速度快，脫硫效率高，一般均高于90％，技術成熟，適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟，生產運行安全可靠，在眾多的脫硫技術中，始終占據主導地位，占脫硫總裝機容量的80％以上[2]。

缺點：生成物是液體或淤渣，較難處理，設備腐蝕性嚴重，洗滌后煙氣需再熱，能耗高，占地面積大，投資和運行費用高。系統復雜、設備龐大、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。是目前世界上技術最成熟、運行狀況最穩定的脫硫工藝，脫硫效率達到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而得以再生，并生成石膏。該法操作簡單，二次污染少，無結垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產品質量較差。

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SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO2與水中H發生反應生成H2SO3絡合物,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，應用范圍比較窄[3]。

另外，還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。

2.2 干法煙氣脫硫技術

優點：干法煙氣脫硫技術為氣同反應，相對于濕法脫硫系統來說，設備簡單，占地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統等。

缺點：但反應速度慢，脫硫率低，先進的可達60-80％。但目前此種方法脫硫效率較低，吸收劑利用率低，磨損、結垢現象比較嚴重，在設備維護方面難度較大，設備運行的穩定性、可靠性不高，且壽命較短，限制了此種方法的應用。

分類：常用的干法煙氣脫硫技術有活性碳吸附法、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是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。

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)，再與水反應生成H2SO4，飽和后的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產品H2SO4，液態SO2和單質硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫資源。該技術經西安交通大學對活性炭進行了改進，開發出成本低、選擇吸附性能強的ZL30，ZIA0，進一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達到95.8％，達到國家排放標準[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，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進一步生成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生的高壓靜電電暈充電區，使吸收劑帶有靜電荷，當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，無設備污染及結垢現象，不產生廢水廢渣，副產品還可以作為肥料使用，無二次污染物產生，脫硫率大于90％[7]，而且設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產生高能電子；對于一般的大型企業來說，需大功率的電子槍，對人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙氣中SO2的脫硫達到國家排放標準。

D 金屬氧化物脫硫法：

原理：根據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SO2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發生化學反應，生成金屬鹽。然后對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，主要是因為脫硫效率比較低，設備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術的關鍵是開發新的吸附劑。

以上幾種SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復雜，運行費用高，防污不徹底，造成二次污染等不足，與我國實現經濟和環境和諧發展的大方針不相適應，故有必要對新的脫硫技術進行探索和研究。

2.3 半干法煙氣脫硫技術

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械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發生的一種熱量交換、質量傳遞和化學反應的脫硫方法。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％。其優點：脫硫是在氣、液、固三相狀態下進行，工藝設備簡單，生成物為干態的CaSO、CaSO，易處理，沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點：自動化要求比較高，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。這種技術的特點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術，但仍可達到70％tn，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業中常用的半干半濕法脫硫系統與濕法脫硫系統相比，省去了制漿系統，將濕法脫硫系統中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與干法脫硫系統相比，克服了爐內噴鈣法SO2和CaO反應效率低、反應時間長的缺點，提高了脫硫劑的利用率，且工藝簡單，有很好的發展前景。

C 粉末一顆粒噴動床半千法煙氣脫硫法:

技術原理：含SO2的煙氣經過預熱器進入粉粒噴動床，脫硫劑制成粉末狀預先與水混合，以漿料形式從噴動床的頂部連續噴人床內，與噴動粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時進行。脫硫反應后的產物以干態粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術應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，而且對環境的影響很小。但進氣溫度、床內相對濕度、反應溫度之間有嚴格的要求，在漿料的含濕量和反應溫度控制不當時，會有脫硫劑粘壁現象發生。

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器進行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合于在我國開發應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發邊反應，反應產物以干態粉末出煙道。新興的煙氣脫硫方法以及當前研究的熱點

最近幾年，科技突飛猛進，環境問題已提升到法律高度。我國的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術，但大多還處于試驗階段，有待于進一步的工業應用驗證。

3．1 硫化堿脫硫法

由Outokumpu公司開發研制的硫化堿脫硫法主要利用工業級硫化納作為原料來吸收SO2工業煙氣，產品以生成硫磺為目的。反應過程相當復雜，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質生成，由生成物可以看出過程耗能較高，而且副產品價值低，華南理工大學的石林經過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應條件的改變而改變，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，則產品主要生成Na2S203，過濾、蒸發可得到附加值高的5H 0·Na2S203，而且脫硫率高達97％，反應過程為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術已通過中試，正在推廣應用。

3．2 膜吸收法

以有機高分子膜為代表的膜分離技術是近幾年研究出的一種氣體分離新技術，已得到廣泛的應用，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造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體，效果比較顯著，脫硫率達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氣液相界面處，SO2與NaOH迅速反應，達到脫硫的目的。此法是膜分離技術與吸收技術相結合的一種新技術，能耗低，操作簡單，投資少。

3．3 微生物脫硫技術

根據微生物參與硫循環的各個過程，并獲得能量這一特點，利用微生物進行煙氣脫硫，其機理為：在有氧條件下，通過脫硫細菌的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細菌從中獲取能量。

生物法脫硫與傳統的化學和物理脫硫相比，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，而且工藝流程簡單，無二次污染。國外曾以地熱發電站每天脫除5t量的H：S為基礎；計算微生物脫硫的總費用是常規濕法50％[6]。無論對于有機硫還是無機硫，一經燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2，因此，發展微生物煙氣脫硫技術，很具有潛力。四川大學的王安等人在實驗室條件下，選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究，在較低的液氣比下，脫硫率達98％。

4、煙氣脫硫技術發展趨勢

目前已有的各種技術都有自己的優勢和缺陷，具體應用時要具體分析，從投資、運行、環保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術。隨著科技的發展，某一項新技術韻產生都會涉及到很多不同的學科，因此，留意其他學科的最新進展與研究成果，并把它們應用到煙氣脫硫技術中是開發新型煙氣脫硫技術的重要途徑，例如微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術，由于他們各自獨特的特點都將會有很大的發展空間。隨著人們對環境治理的日益重視和工業煙氣排放量的不斷增加，投資和運行費用少、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必將成為今后煙氣脫硫技術發展的主要趨勢。

各種各樣的煙氣脫硫技術在脫除SO2的過程中取得了一定的經濟、社會和環保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術及高新技術的不斷發展，電子束脫硫技術和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術將會代替傳統的脫硫方法。

參考文獻:

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[2] 林永明，韋志高．濕法石灰石／石灰一石膏脫硫技術應用綜述[J]．廣西電力工程，2000．4：92-98．

[3] 郭小宏，等．利用活性炭治理華光實業社會福利冶煉廠可行研究報告[R]．2002，6．

[4] 石林，等．硫化堿溶液脫除工業煙氣中的二氧化硫[J]，中山大學學報論叢，1997，5．

[5] 孫勝奇，陳榮永等．我國二氧化硫煙氣脫硫技術現狀及進展[J]．2005，29（1）：44-47 干法煙氣脫硫是反應在無液相介入的完全干燥的狀態下進行，反應產物也為干粉狀，不存在腐蝕、結露等問題。干法主要有爐內噴鈣煙氣脫硫、爐內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。

(1)爐內噴鈣煙氣脫硫技術

爐內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℃的區域，隨后石灰石瞬時煅燒生成CaO，新生的CaO與SO2進行硫酸鹽化反應生成CaSO4，并隨飛灰在除塵器中收集。該反應過程是非常復雜的，主要由石灰石的煅燒、CaO/SO2硫酸鹽化反應和CaCO3/SO2直接硫酸化反應等組成。曾經認為是簡單反應的CaO/SO2硫酸鹽化反應，現在被認為是復雜的高溫、瞬時的多相反應。吸收劑的類型、新生CaO的微孔結構、溫度、時間等諸多參數影響著硫酸鹽化反應過程。因此，爐內噴鈣煙氣脫硫仍是一個值得研究的課題。爐內噴鈣煙氣脫硫技術的特點是投資省、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備提高爐內噴鈣的SO2脫除率。最簡單的方法是在除塵器之前向煙道內噴水，這能使脫硫率提高10%。反應產物再循環也是提高脫硫率和石灰石利用率的有效方法。被除塵設備（ESP或布袋除塵器）收集下來的反應產物經過一些調整后，噴入爐膛或管道并循環數次，使脫硫率達到70%以上。

(2)爐內噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫技術

爐內噴鈣在除塵裝置如ESP之前噴水增濕，使未反應的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行了擴展，開發出爐內噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫工藝（LIFAC）。該工藝除了保留爐內噴射石灰石粉脫硫系統，在爐后煙道上增設了一個獨立的活化反應器，將爐內未反應完的CaO通過霧化水進行活化后再次脫除煙氣中的SO2。LIFAC工藝可以分步實施，以滿足用戶在不同階段對脫硫效率的要求。可分三步實施：石灰石爐內噴射→煙氣增濕及干灰再循環→加濕灰漿再循環。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，一般為整個脫硫系統費用的10%。在第二步中活化塔是核心，煙氣要進行增濕和脫硫灰再循環，可使脫硫效率達到75%，該步的投資大約是脫硫系統總費用的85%。增加第三步灰漿再循環后脫硫效率可增至85%，而投資費用僅為總費用的5%。分步實施可以在原有鍋爐上進行。這樣非常獨特的優點使得用戶在計劃自己的投資和滿足排放標準方面有更大的靈活性。該工藝1985年在芬蘭建成了第1套工業化裝置后短短幾年，就在多個國家應用。南京下關電廠引進芬蘭IVO公司全套LIFAC技術，配套125MW機組，燃煤含硫0.92%時，脫硫率為75%左右，該脫硫工程已于1998年投入運行。

(3)活性炭吸附－再生煙氣脫硫技術

活性炭吸附－再生煙氣脫硫技術最早出現在19世紀70年代后期，已有數種工藝在日本、德國、美國等得到工業應用，其代表方法有日立法、住友法、魯奇法、BF法及Reidluft法等。目前已由火電廠擴展到石油化工、硫酸及肥料工業等領域。

活性炭脫硫的主要特點：過程比較簡單，再生過程中副產物很少；吸附容量有限，須在低氣速（0.3～1.2m/s）下運行，因而吸附器體積較大；活性炭易被廢氣中的O2氧化而導致損耗；長期使用后，活性炭會產生磨損，并因微孔堵塞喪失活性。

一般認為當煙氣中沒有氧和水蒸氣存在時，用活性炭吸附SO2僅為物理吸附，吸附量較小，而當煙氣中有氧和水蒸氣存在時，在物理吸附過程中，還會發生化學吸附。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*(化學吸附)，SO3*+ H2O*→H2SO4*(化學吸附)，H2SO4*+ nH2O*→H2SO4?H2O*(化學吸附)。

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，以洗滌再生較為簡單、經濟。洗滌再生法是通過洗滌活性炭床層使炭孔內的酸液不斷排出炭層，從而恢復炭的催化活性。因為脫硫過程在炭內形成的稀硫酸幾乎全部以離子形態形式存在，而活性炭有吸附選擇性能，對這些離子化物質的吸著力非常薄弱，可以通過洗滌造成濃度差擴散使炭得到再生，該再生法常常用于固定床吸附流程中。對于固定床，其流程為煙氣經除塵后，送入吸附塔。吸附塔可以并聯或串聯運行。并聯時的脫硫效率為80%左右，串聯可達到90%。各塔吸附SO2達飽和后，輪流進行水洗，用水量為活性炭重量的4倍，水洗時間為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床吸附脫硫流程。該流程為煙氣送入吸附塔與活性炭錯流接觸，SO2被活性炭吸附而脫除，凈化煙氣經煙囪排入大氣。吸附了SO2的活性炭被送入脫附塔，先在換熱器內預熱至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行熱交換而被冷卻至150℃后，送至空氣處理槽，與預熱過的空氣接觸，進一步脫除SO2，然后送入吸附塔循環使用。從脫附塔產生的SO2、CO2和水蒸氣經過換熱器除去水汽后，送入硫酸廠，此工藝脫硫率可達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。活性焦比活性炭的經濟性要好，表現出較大的應用潛力。活性炭或活性焦吸附法煙氣脫硫能否得到應用的關鍵是解決副產物稀硫酸的應用市場及提高它們吸附性能。

隨著循環經濟理念不斷地擴展，國內外對活性炭或活性焦吸附－再生煙氣脫硫技術表現出濃厚的興趣，該技術特別適合于缺水、脫硫石膏無法綜合利用的區域。因此，國內已有多家單位正在開展該技術的工業試驗，有望今后能在大型機組上應用。

第三篇：第三節 干法和半干法脫硫工藝

第三節 干法和半干法脫硫工藝 噴霧干燥法脫硫工藝

噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經消化并加水制成消石灰乳，由泵打入位于吸收塔內的霧化裝置，在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發生化學反應生成CaS03，煙氣中的SO2被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑呈干燥顆粒狀，隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集。脫硫后的煙氣經除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入制漿系統進行循環利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。

噴霧干燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統可靠性高等特點，脫硫率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應用范圍（8%)。脫硫灰渣可用作制磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑[9]。煙氣循環流化床脫硫工藝

該工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵器及控制系統等部分組成。一般采用干態的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對SO2有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。

未經處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進入。吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經文丘里管后速度加快，并在此與很細的的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，在噴人均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的SO2反應生成CaSO3和CaSO4。

脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進人再循環除塵器，被分離出來的顆粒經中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復循環達百次之多，故吸收劑利用率較高。

此工藝的副產物呈干粉狀，其化學成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、CaS03、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。典型的煙氣循環流化床脫硫工藝，當燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在100-200 MW等級機組。由于其占地面積少，投資省，尤其適合于老機組煙氣脫硫。

爐內噴鈣脫硫技術

爐內噴鈣、尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB和LIDS三種。

LIFAC脫硫技術（爐內噴鈣尾部增濕脫硫技術）是由芬蘭的Tempella公司和IVO公司首先開發成功并投人商業應用的，該技術是將石灰石于鍋爐的850-1150℃部位噴入起到部分固硫作用[10]。在尾部煙道的適當部位(一般在空氣預熱器和除塵器之間)裝設增濕活化反應器，使爐內未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2，進一步吸收二氧化硫，提高脫硫率。

LIFAC工藝主要包括以下三步:(1)爐內噴鈣系統

將磨細到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛上部溫度為900-1150℃的區域，CaC03立即分解并與煙氣中SO2和少量S03反應生成CaSO3和CaS04。可使爐內噴鈣的脫硫率達到75 %，投資占整個脫硫系統投資的10%左右。

(2)爐后增濕活化

在安裝于鍋爐與電除塵器之間的增濕活化器中完成，在活化器內，爐膛中未反應的Ca0與噴人的水反應生成Ca(OH)2, SO2與生成的新鮮Ca(OH)2快速反應生成CaS03，接著又部分被氧化為CaS04。煙氣經過加水增濕活化，可使系統的總脫硫率達到75%以上，而其投資約占整個系統投資的85 %。

(3)灰漿或干灰再循環

將電除塵器捕集的部分物料加水制成灰漿噴入活化器增濕活化，可使系統總脫硫率提高到85 %，占整個系統投資的5%[11]。

電子束法脫硫工藝

該工藝流程有排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的噴入、電子束照射和輻產品捕集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣，經過除塵器的粗濾處理后進人冷卻塔，在冷卻塔內噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度(約70 ℃)。煙氣的露點通常約為50℃，被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內完全得到蒸發，因此，不產生廢水。通過冷卻塔后的煙氣流進反應器，在反應器進口處將氨水、壓縮空氣和軟水混合噴人，加氨量取決于SOX和NOX濃度，經過電子束照射后，SOX和NOX在自由基作用下生成中間生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應，生成粉狀微粒(硫酸氨與硝酸氨的混合粉體)。這些粉狀微粒一部分沉淀到反應器底部，通過輸送機排出，其余被副產品除塵器所分離和捕集，經過造粒處理被送到副產品倉庫儲藏。凈化后的煙氣經脫硫風機由煙囪向大氣排放。

活性炭吸附法

活性炭具有較大的表面積、良好的孔結構、豐富的表面基團、高效的原位脫氧能力，同時有負載性能和還原性能，所以既可作載體制得高分散的催化體系，又可作還原劑參與反應提供一個還原環境，降低反應溫度。SO2、O2與H2O被吸附劑吸附，發生下述總反應:

2SO2+2O2+2H2O→2H2SO4

活性炭吸收SO2和NOX后生成的物質存在于活性炭表面的微孔中，降低了活性炭的吸附能力，因此對吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生，先用水洗，得到稀硫酸溶液，然后對活性炭進行十燥。對吸附SO2的活性炭加熱，硫酸在炭的作用下還原為SO2得到富集，可用于生產硫酸或硫磺，但要消耗一部分活性炭[12]。氣相催化氧化法

氣相催化氧化法煙氣脫硫是在催化劑接觸表面上，煙氣中的SO2直接氧化為SO3的干式煙氣脫硫方法。常用的催化劑為V2O5，廣泛用于處理硫酸尾氣，處理電廠鍋爐氣及煉油廠尾氣技術尚未成熟。反應機理簡單，在釩催化劑表面上，SO2氧化為SO3，須根據既要有較高的轉化率，又要有較快的反應速度的原則來選擇適宜的反應溫度，美國孟山都等公司聯合研究發展的孟山都催化氧化法（Monsanto Cat-OX）是氣相催化氧化法的典型工藝。經高溫電除塵器凈化的煙氣進入置有若干層釩催化劑的轉化器，使煙氣中80～90%的SO2氧化為SO3，經轉化器的煙氣再經省煤器、空氣預熱器冷卻后，在一臺填充塔內用冷硫酸洗滌除去SO3，可得濃度為80%的硫酸。煙氣中殘余的飛灰沉積在催化劑表面，使轉化器阻力增加，需定期取出催化劑清理。

第四篇：關于燃煤機組濕法和干法脫硫工藝比較分析

關于燃煤機組濕法和干法脫硫工藝比較分析

[摘 要]目前在國內外300MW機組有運行實例，且脫硫效率達到90%及以上的脫硫工藝有石灰石-石膏濕法、循環流化床干法脫硫（CFB-FGD）工藝、海水脫硫、氨法四種。而其中，只有石灰石-石膏濕法脫硫和循環流化床干法脫硫兩種脫硫工藝對廠址條件、反應劑和產物等條件要求較低，適用于各種情況下的燃煤電廠煙氣脫硫。因此，本文主要針對循環流化床干法脫硫和石灰石-石膏濕法脫硫這兩種工藝進行比較。

[關鍵詞]燃煤機組；循環流化床干法脫硫；石灰石-石膏濕法脫硫；

中圖分類號：S336 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）26-0359-01

循環流化床干法脫硫和石灰石-石膏濕法脫硫是當前300MW級火力發電機組常用的兩種脫硫工藝，本文簡單介紹了兩種脫硫方法的工藝原理和流程，并以新建2×300MW機組為例，對兩種脫硫工藝的技術特點和投資運行費用進行比較。

一、石灰石-石膏濕法脫硫工藝

石灰石-石膏濕法脫硫技術特點石灰石-石膏脫硫工藝采用Ca（OH）2或者CaCO3粉末的料漿來除去SO2，因為這種方法脫硫效率高、穩定性好、投資也比較低。為了改進其工藝對SO2的吸附效果，許多學者對鈣基吸附劑進行改性，從而對其吸附效果進行了改進。Lee等把硫酸鈣、氧化鈣和粉煤灰通過水合作用合成活性比較高的煙氣脫硫吸附劑。通過兩種人工智能算法（神經網絡和遺傳運算法則），給出了吸附劑合成的完整模型和最優化方法，使其吸附劑的吸附容量達到62.2m2/g。Lee等采用鈣基的吸附劑，使其在不同實驗條件下進行煙氣脫硫實驗，并說明了煙氣中氮氧化物和氧氣在煙氣脫硫過程中所產生的協同作用。Dahlan等采用RHA將CaO改性，并研究了采用RHA改性后的吸附劑對脫硫活性的影響因素。研究結果表明，在吸附劑的制備過程中，RHA的量、CaO的量、兩者量的比及水合階段是影響吸附劑脫硫活性的關鍵因素。除此之外，吸附劑的物理性質如孔徑分布和表面形態也是影響脫硫活性的重要因素。IrvanDahlan等分別采用NaOH、CaCl2、LiCl、NaHCO3、NaBr、BaCl2、KOH、K2HPO4、FeCl3和MgCl2作為RHA/CaO吸附劑的填加劑，來提高RHA/CaO對SO2的吸附量，實驗結果表明，大多數的填加劑都可以提高RHA/CaO吸附劑的吸附效率，其中以NaOH處理后的吸附劑的吸附容量最大。石灰石-石膏濕法的原理脫硫系統中發生的主要化學反應是：

吸附劑：SO2+H2O→H2SO3

CaCO3+2H2SO3→Ca（HSO3）2+CO2（g）+H2O

反應器：Ca（HCO3）2+O2+2H2O→CaSO4?2H2O（s）+H2SO4

CaCO3+H2SO4+H2O→CaSO4+2H2O+CO2（g）

脫硫后的煙氣依次經過除霧器除去霧滴，加熱器加熱后排放。脫硫石膏漿經脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿的循環利用，脫硫吸收劑的利用率高。此法Ca/S低（一般不超過1.03），脫硫效率高（可達到95%以上），適用于任何煤種的煙氣脫硫。脫硫產生的副產品為二水硫酸鈣（石膏），能作為水泥緩凝劑，亦可用于生產紙面石膏板，粉刷石膏，石膏砌塊等。根據300MW級機組特點及目前濕法脫硫發展趨勢，濕法脫硫系統按取消增壓風機和GGH考慮，其工藝系統主要由煙氣系統、吸收塔系統、制漿系統、工藝水系統及脫水系統等組成。

二、循環流化床干法脫硫（CFB-FGD）工藝

循環流化床脫硫工藝采用干態的消石灰作為吸收劑，通過二氧化硫與粉狀消石灰氫氧化鈣在Turbosorp反應器內發生反應，去除煙氣中的SO2，通過吸收劑的多次再循環，延長吸收劑與煙氣的接觸時間，提高煙氣脫硫效率。鍋爐爐膛燃燒后的煙氣通過空氣預熱器出口，進入靜電除塵器ESP預除塵。經過靜電除塵預除塵之后，煙氣從鍋爐引風機后的主煙道上引出從底部進入Turbo反應器并從上部離開。煙氣和氫氧化鈣以及返回產品氣流，在通過反應器下部文丘里管時，受到氣流的加速而懸浮起來，形成流化床，煙氣和顆粒之間不斷摩擦、碰撞，強化了氣固之間的傳熱、傳質反應。通過向反應器內噴水，使煙氣溫度冷卻并控制在70℃左右，達到最佳的反應溫度與脫硫效率。與煙氣接觸發生化學反應剩下的煙塵和煙氣一起離開反應器并進入下游的布袋除塵器。經過布袋除塵器凈化后的煙氣經增壓風機和出口擋板門后排入210m高度煙囪。國內干法脫硫工藝多運用在脫硫效率不超過95%的300MW及以下容量機組上。

三、投資及運行費用比較

近幾年來，濕法脫硫工藝得到快速發展，工藝流程簡化，設備不斷國產化，價格大大降低。目前濕法脫硫設備投資費用與干法脫硫已基本持平，甚至還略低于干法脫硫。有關資料顯示，循環流化床干法脫硫，投資總額約為13020萬元；石灰石-石膏濕法脫硫，投資總額約為13480萬元。運行費用比較：循環流化床干法脫硫，年運行成本為1058.2萬元；石灰石-石膏濕法脫硫，投資總額1358.3萬元。但若將與脫硫工藝相關的設備（引風機和煙囪）費用計入，干法脫硫可比濕法脫硫節省投資約為460萬元，運行費用干法脫硫比濕法脫硫每年可節省約300萬元。

四、工藝參數和技術特點比較

以某電廠新建2×300MW級機組為例，方案一采用循環流化床干法脫硫，吸收劑采用生石灰消化制得；方案二采用石灰石-石膏濕法脫硫，吸收劑采用石灰石粉，不設增加風機和GGH。脫硫效率均為90%，脫硫裝置的煙氣處理能力為相應鍋爐BMCR工況時的100%煙氣量，采用一爐一塔。除塵器入口主要煙氣參數如下：（1）煙氣溫度：123.7℃；（2）煙氣量：1205927Nm3/h（標態，干基，α=1.403）；（3）煙氣SO2濃度：1110mg/Nm3。濕法脫硫約占電廠脫硫裝機總容量的80%以上，由于其工藝成熟，脫硫效率高，運行可靠，吸收劑易獲得，副?a品石膏綜合利用好，對電廠燃煤含硫量變化具有良好的適應性。干法脫硫系統簡單，無脫硫廢水產生，適用于缺水或取水受限制地區，但吸收劑要求較高，較難獲得，副產品脫硫灰難以得到綜合利用。

五、結論

第一，新建2×300MW機組，干法脫硫可比濕法脫硫節省投資約460萬元，干法脫硫比濕法脫硫每年可節省運行費用約300萬元。

第二，濕法脫硫工藝技術成熟，脫硫效率高，運行可靠，吸收劑易獲得，副產品石膏綜合利用好，對電廠燃煤含硫量變化具有良好的適應性，適合大、中、小各類機組的煙氣脫硫治理，尤其適合大容量、大機組的煙氣脫硫治理。

第三，干法脫硫系統簡單，無脫硫廢水產生，適用于缺水或取水受限制地區，但吸收劑要求較高，較難獲得，副產品脫硫灰難以得到綜合利用，適合中低硫煤、300MW及以下機組、老機組脫硫改造。

第四，在滿足環保要求的前提下，濕法脫硫和干法脫硫均為可行的300MW級燃煤機組煙氣脫硫方案，各電廠可根據自身的實際狀況和條件，從實際出發，因地制宜地進行治理，將總投資、運行費用、占地面積、脫硫率、副產物的處置和可利用性等方面進行綜合和全面考慮。

參考文獻

[1] 宋海民.對于循環流化床鍋爐技術的應用推廣的探討[J].科技創業家，2014（04）.[2] 彭皓等，《循環流化床干法煙氣脫硫技術在臨沂電廠的應用》，能源工程，2008（1）.

第五篇：濕法除塵與干法除塵優缺點

濕法除塵與干法除塵區別

在轉爐錘煉過程中產生約1400-1500度高溫廢氣，主要成分是CO、CO2、O2、N2和SO2，CO含量達70%以上，含大量粉塵，粉塵濃度度可達150-200mg/m3，噸鋼可產生10-30kg的粉塵，所以轉爐煙氣具有高溫，有毒，易燃易爆，粉塵量高的特點，同時轉爐煤氣具有較高的利用價值。煙氣粉塵含有50%以上的全鐵，可循環利用。轉爐生產是一種間歇性生產，所以轉爐煤氣也是間斷產生的，使得煙氣處理控制系統也變的更加復雜。

水除塵存在問題：

1． 一文，二文需要的除塵水量很大

2． 蒸汽和濕粉塵粘到引鳳風機葉片造成轉子不平衡，風機震動大二損壞，故障率高影響系

統正常運行

3． 系統結垢導致除塵能力下降，集塵效果和凈化效果變差，爐口煙塵外溢，放散煙筒冒黃

煙

4． 系統阻力大，能耗高

5． 污泥處理工序復雜，造價高，而且容易造成二次污染

干法除塵存在一些問題

1.干法除塵設備造價較高，但自動化程度較高

2.采用機構、設備較多，結構復雜，故障率高，維修時間長

3.由于蒸發冷噴淋水造成煙氣含有較高水分，已結霜，影響在蒸發冷卻器內部結構堵塞管

道，影響極板間帶電壓穩定，還用一影響贖回系統設備的使用壽命，為此蒸發冷誰壓控制有嚴格要求

4.蒸發冷卻器器壁結垢問題還沒有很好的解決

5.鞋包頻繁，影響電除塵內部部件的壽命和除塵效果

6.除塵煤氣溫度較高，還需要專門的煤氣冷卻系統進行冷卻才能被回收

兩者相比較：干法除塵排放的煙氣粉塵量小于10mg/n·m3，達到國家目前排放標準水平，具有顯著的環保效益，且回收煤氣含塵量少，可以直接使用，轉爐除塵風機的維修周期可以延長，降低工人勞動強度和備件損耗，從而節約維修成本。冷卻水消耗量叫濕法除塵減少50%，從而減少水消耗。由于干法除塵系統阻力只有濕法的30%，因此在處理相同煙氣量的情況下，鞥及所需額定功率只有濕法的50%，價值采用變頻調速，除塵的電耗可降低50%，具有顯著的節能效益。

煉鋼廠

張艷