煙氣脫硫“必殺技”全面盤點

本文介紹了國內外脫硫技術最新進展，闡述了各種不同脫硫技術的性能、特點、反應原理和應用現狀，并預測了脫硫技術的發展趨勢。

煙氣脫硫技術是控制SO2的有效手段之一，經過了近幾十年的發展，它已在世界各國的各類煙氣脫硫裝置得到了廣泛的應用。最常用的方法是按照吸收劑和脫硫產物的狀態進行分類可以分為三種：濕法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和干法煙氣脫硫。

濕法煙氣脫硫

概述：濕法煙氣脫硫廣泛應用于大型電廠，其特點是脫硫系統位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應溫度低于露點，所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應，其脫硫反應速度快、效率高、如用石灰做脫硫劑時，當Ca:S=1時，即可達到百分之九十以上的脫硫率。

優點：脫硫反應速度快、效率高。

缺點：存在廢水處理問題，初次投資大。

細分：石膏脫硫法、氨水洗滌脫硫法等。

石膏脫硫法原理

將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑，泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度，結晶形成為二水石膏。

經過吸收塔排出的石膏漿液濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經過除霧器除去霧滴，我們再一次經過換熱器加熱升溫，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率已經大于95%。 

半干法煙氣脫硫

概述：采用吸收劑以漿液狀態進入吸收塔(洗滌塔)，脫硫后所產生的脫硫副產品是干態的工藝流程。

細分：噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、煙道噴射脫硫等。

1噴霧干燥法

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％。

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CaSO3、CaSO4，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。 

2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。

技術特點：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。

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)2水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)2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。 

3煙道噴射半干法煙氣脫硫

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。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。

干法煙氣脫硫

概述：采用吸收劑進入吸收塔，脫硫后所產生的脫硫副產品是干態的工藝流程。典型的干法脫硫系統是將脫硫劑(如石灰石或消石灰)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。 

優點：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。

缺點：鈣硫比高、脫硫效率低、副產物不能商品化。

細分：活性碳吸附法、電子束輻射法、金屬氧化物脫硫法等。

1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。 

2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(HNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。 

3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。

優點：無污水、廢酸，不造成污染。

缺點：脫硫效率比較低，設備龐大，投資大，操作不易，成本高，因此未得到推廣，利用的較少。

現在的各種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，但是還有一些不足，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必將成為今后煙氣脫硫技術發展的主要趨勢。