各種脫硫工藝簡介
來源：洛陽市天譽環(huán)保工程有限公司 閱讀：2278 更新時間：2008-08-05 14:00目前，各國研究的煙氣脫硫方法很多，已超過一百種，其中有的進行了中間試驗，有的還處于實驗室研究階段，真正能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的只有十余種。火電廠鍋爐煙氣脫硫方法的選擇主要取決于鍋爐容量、燃料的成分、脫硫劑的供應(yīng)條件及相應(yīng)的地理條件、副產(chǎn)品的利用等因素。當(dāng)前應(yīng)用的煙氣脫硫方法，按脫硫工藝的反應(yīng)狀態(tài)大致可分為干法、半干法和濕法三類。煙氣脫硫法分類見下表。
常用煙氣脫硫法分類表
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按脫硫工藝在生產(chǎn)中所處的部位不同可采用：
燃燒前脫硫，如原煤洗選脫硫；
燃燒中脫硫，如潔凈煤燃燒、循環(huán)流化床鍋爐和爐內(nèi)噴鈣；
燃燒后脫硫，如煙氣脫硫。
燃燒后的煙氣脫硫(Flue Gas Desulphrization)，是目前世界上控制SO2污染所采用的主要手段。
上述脫硫工藝中，有的技術(shù)較為成熟，已達到工業(yè)應(yīng)用的水平，有的尚處于試驗研究階段。現(xiàn)將目前應(yīng)用較為廣泛的幾種脫硫工藝原理、特點及其應(yīng)用狀況簡要介紹如下：
1、石灰石(石灰)—石膏濕法脫硫工藝
石灰石(石灰)—石膏濕法脫硫工藝采用石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收劑漿。也可以將石灰石直接濕磨成石灰石漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌談{。在吸收塔內(nèi)，吸收劑漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細小液滴，經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收劑漿的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。
該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率可達到95%以上。
石灰石—石膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學(xué)反應(yīng)為：
在脫硫吸收塔內(nèi)煙氣中SO2首先被漿液中的水吸收與漿液中的CaCO3反應(yīng)生成CaSO3，CaSO3被鼓入氧化空氣中的O2氧化最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O。其主要化學(xué)反應(yīng)式為：
吸收過程：SO2+H2O—→H2SO3—→HSO3-+H+
CaCO3+2H+—→Ca2++CO2+H2O
氧化過程：HSO3-+1/2O2—→SO42-+H+
Ca2++SO42-+2H2O—→CaSO4·2H2O
按脫硫副產(chǎn)物石膏的處置方式劃分，一般有拋棄和回收利用兩種方法，脫硫石膏處置方式的選擇主要取決于市場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場地等因素。拋棄方式，如采用棄置灰場或回填礦坑，以美國為主要代表，拋棄量占86%；另一種是綜合利用方式，德國及日本采用較多，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏的利用率達90%以上。
九十年代初，重慶珞璜電廠首次引進了日本三菱公司石灰石-石膏濕法脫硫工藝，脫硫裝置與兩臺360MW燃煤機組相配套。
石灰石(石灰)-石膏濕法脫硫是技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，運行最可靠的工藝。但同時存在著運行費用及占地大，有廢水排放，設(shè)備、管道易結(jié)垢的問題。
2、回流式循環(huán)流化床(RCFB干法)煙氣脫硫
回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝(簡稱RCFB)是德國WULFF Rolf Graf博士開發(fā)的一種較為先進的干法煙氣脫硫技術(shù)，武漢凱迪電力股份有限公司從德國WULFF公司引進該項技術(shù)。
工藝流程：鍋爐空預(yù)器出來的煙氣，從除塵器前也可從除塵器后引進吸收塔底部。吸收塔底部為一文丘里裝置，煙氣流經(jīng)時被加速。吸收劑通過一套噴射裝置在吸收塔底部噴入。在文丘里的喉部設(shè)一噴水裝置，噴入的霧化水使煙氣降至70-90℃，這是反應(yīng)的理想溫度，高速的煙氣使水進一步霧化。增濕的煙氣控制在以4m/s的煙速上升與噴入的吸收劑相混合，吸收劑與SO2反應(yīng)，生成亞硫酸鈣、硫酸鈣等。帶有大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入除塵器。大部分的固體顆粒通過除塵器下的在循環(huán)系統(tǒng)，返回吸收塔繼續(xù)參與反應(yīng)，如此循環(huán)可達100次以上，少部分的脫硫渣經(jīng)過一個中間倉，經(jīng)灰渣處理系統(tǒng)輸入到渣倉。潔凈的煙氣經(jīng)除塵器通過引風(fēng)機排入煙囪。煙氣溫度高于露點溫度，故不需要再加熱。
3、NID半干法煙氣脫硫
NID半干法煙氣脫硫是新型的綜合煙氣脫硫系統(tǒng)，是瑞典ABB公司在半干法DRYPAC系統(tǒng)上發(fā)展而成，它借鑒了半干法DRYPAC技術(shù)脫硫原理，有克服了該技術(shù)制漿系統(tǒng)的弊端，使其具有干法的廉價、系統(tǒng)簡單等優(yōu)點，又具有濕法脫硫效率高的優(yōu)點。
吸收劑為CaO，除塵器入口豎直煙道作為反應(yīng)器。
工藝流程：鍋爐空預(yù)器出來的煙氣，經(jīng)煙氣分布器進入反應(yīng)器，與增濕的可自由流動的石灰與飛灰混合粉接觸，吸收劑與SO2反應(yīng)，生成亞硫酸鈣、硫酸鈣等。帶有大量固體顆粒的煙氣進入除塵器除塵，潔凈的煙氣通過引風(fēng)機排入煙囪。煙氣溫度高于露點溫度，故不需要再加熱。除塵器下的固體顆粒通過除塵器下的增濕系統(tǒng)進入NID反應(yīng)器，繼續(xù)參與反應(yīng)。少部分的脫硫渣經(jīng)過一個中間倉，經(jīng)灰渣處理系統(tǒng)輸入到渣倉。
浙江菲達環(huán)？萍脊煞萦邢薰九cABB(現(xiàn)為ALSTOM)公司簽訂了NID技術(shù)生產(chǎn)許可證轉(zhuǎn)讓合同。
4、氨-硫酸銨法
該技術(shù)國際上以美國瑪蘇萊環(huán)境技術(shù)公司的技術(shù)為代表。工藝反應(yīng)原理如下：
該工藝以氨為脫硫吸收劑，在吸收塔內(nèi)采用飽和的硫酸銨循環(huán)漿液和煙氣中SO2充分接觸，在吸收塔的噴淋區(qū)發(fā)生吸收SO2的反應(yīng)，生成硫酸氫銨和亞硫酸氫銨：
(1)SO2﹢H2O=H2SO3
(2)H2SO3﹢(NH4)2SO4=NH4HSO4﹢NH4HSO3
(3)H2SO3﹢(NH4)2SO3=2NH4HSO3
在反應(yīng)式(1)中，煙氣中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亞硫酸。在反應(yīng)式（2）（3）中，亞硫酸同溶于水中的硫酸銨和亞硫酸銨起反應(yīng)。氨注入吸收塔底部的漿液中，按下列反應(yīng)中和酸性物質(zhì)：
(4)H2SO3﹢NH3=NH4HSO3
(5)NH4HSO3﹢NH3=(NH4)SO3
(6)NH4HSO3﹢NH3=(NH4)2SO4
氧化空氣注入吸收塔底部使亞硫酸銨氧化成硫酸銨；
(7)(NH4)2SO3﹢1/2O2=(NH4)2SO4
由于化學(xué)反應(yīng)的繼續(xù)和在煙氣里水的蒸發(fā)，使硫酸銨溶液得到飽和并進而析出結(jié)晶。其蒸發(fā)熱由煙氣中的熱量供給：
(8)(NH4)2SO4(水)﹢蒸發(fā)熱=(NH4)2SO4(固)
在吸收塔里的硫酸銨是以離子形式存在于溶液里，或是以固體結(jié)晶的形式存在于漿液里。系統(tǒng)里的主要成分溶解或結(jié)晶的硫酸銨均已完全被氧化，在副產(chǎn)品中氮的含量很容易達到大于20.5%。
