时间：2023-06-05 10:15:39
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇烟气脱硫技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 ：烟气脱硫；石灰石－石膏湿法脱硫；石灰-亚硫酸钙法；
中图分类号： TF704 文献标识码： A 文章编号：
烟气脱硫技术是目前解决因使用化石原料而产生的烟气中SOx的主要方法。当然，烟气脱硫技术中，资源的综合循环利用，“变废为宝”是我们的追求目标。
什么是“烟气脱硫技术”？用简单、通俗的说法，就是：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的方法。这是我们最基本的需求。同时，这种终产物的综合利用，也是我们选择何种烟气脱硫技术路线综合考量因素之一。
目前国内外关于锅炉烟气脱硫的方法主要有以下几种：
石灰石－石膏湿法脱硫技术
基本脱硫原理：烟气从吸收塔底部进入吸收塔，通过与吸收塔中部及中上部喷淋的石灰石浆液进行充分接触、反应，达到脱除SOx的目的。脱除了SOx的烟气通过吸收塔顶部的除雾器除掉烟气中携带的水滴后通过吸收塔顶部排出吸收塔外。使用过的石灰石浆液汇集到吸收塔底部流出，这部分浆液被分为两部分，一部分通过再循环泵重新泵送到吸收塔进行使用，一部分排入石膏制备部分（排放多少根据仪表监测，根据PH值、浊度等数据判断），然后排入污水处理部分。石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。
1.吸收反应
主要设备：烟气挡板门、增压风机、吸收塔、除雾器、搅拌器、再循环泵、喷嘴、循环泵等。
喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。目前常用的脱硫喷嘴有螺旋喷嘴和偏心喷嘴两种。
石灰石－石膏湿法脱硫技术是目前国内比较流行的工艺，其实用性及技术成熟程度相对其他技术有比较大的优势。
石灰石－石膏湿法脱硫技术不足之处:
1、造价高；
2、当液体负荷较小时传质效率降低；
3、不能直接用于有悬浮物或容易聚合产生结构的物料；
4、对固体脱硫剂易结垢。
二、石灰-亚硫酸钙法(烟气循环流化床法)
石灰-亚硫酸钙法脱硫原理：循环流化床烟气脱硫技术是把循环流化床技术引入烟气脱硫领域后，开发的新干法/半干法脱硫工艺。 循环流化床脱硫技术的主要化学反应如下：
Ca(OH)2+ SO2CaSO3 ·1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+ SO3CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3 ·1/2H2O + 1/2O2CaSO4·1/2H2O
Ca(OH)2+ CO2CaCO3+ H2O
Ca(OH)2+2HClCaC12·2H2O
Ca(OH)2+2HFCaF2+ 2H2O
石灰-亚硫酸钙法工艺特点 ：
1、设备总投资低，运行成本费低，维修工作量小，设备使用率很高；
2、占地面积小，适合新老机组，特别是中、小机组烟气脱硫的改造；
3、能够脱除SO3、 HCL、HF等，增加活性碳粉，还可以脱出二恶英；
存在问题：
1、再循环系统易结垢；
2、负荷适应性差；
3、再循环部分易塌床。
三、海水脱硫技术
脱硫原理：由于天然海水中含有大量可溶性盐，主要是氯化钠和硫酸盐，且海水通常呈碱性，这使得海水具有天然的吸收SO2的能力。
主要化学反应如下：
SO2(气)SO2(液)
SO2(液)＋H2OSO32－＋2H＋
CO32－＋H＋HCO3－
HCO3－＋H＋CO2+ H2O
SO32－＋1/2O2SO42－
海水脱硫技术特点：
1、技术成熟、工艺简单、运行维护方便、设备投资费用低。
2、系统脱硫效率高。
3、只需要海水，不需任何添加剂。
4、不存在固体副产品及废水排放。
5、投资及运行费用低；
6、建设周期短，运行维护简单；
存在的问题：
对排放海水区域海生动植物有一定影响，且对影响程度还没有详细的评价。
海水脱硫设备：
1、烟气系统、压缩空气等与石灰石－石膏湿法脱硫一致；
2、SOx吸收系统的吸收塔的形式与石灰石－石膏湿法脱硫一致。
3、暴气系统和石灰石－石膏湿法的氧化系统脱硫原理相同；
4、无制浆等原料系统和脱水等终产物处理系统。
四、其它脱硫技术简介
（一）氨－硫铵法脱硫技术
采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入反应塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，主要反应为：
SO2＋H2O＋2NH3 (NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2＋H2O2 NH4HSO3
(NH4)2SO3+1/2O2＋H2O(NH4)2SO4
工艺特点
1）脱硫效率高；
2）对烟气条件变化适 应性强；
3）副产物可作肥料
4）不产生废水和废渣；能耗低；
5）可靠性和实用性高
二）新氨法（NADS）烟气脱硫技术
基本原理： 新氨法在工艺上更为灵活，其原理如下：
SO2＋H2O＋xNH3(NH4)rH2－rSO3
(NH4)rH2－rSO3＋x/2 H2SO4x(NH4)2SO4＋SO2＋H2O
或
(NH4)rH2－rSO3＋x H3PO4x(NH4)H2PO4＋SO2＋H2O
(NH4)rH2－rSO3＋xH2NO4xNH4NO4＋SO2＋H2O
浓缩后的 SO2气体用于生产高质量的工业硫酸：
SO2＋H2O＋1/2O2H2SO4
1－引风机；2－再热冷却塔；3－吸收塔；4－中和釜；5－硫铵分离；6－冷凝器；7－干燥塔；8－SO2转化器；9－吸收塔；10－硫铵干燥器
工艺特点：
（1）出口烟气的NH3含量低，氨损耗小；
（2）吸收液的循环量小，气液比大，能耗低；
（3）得到的吸收产品亚硫酸氨浓度较高，适于后期工业应用；
（三）喷雾干燥脱硫技术
脱硫原理：当雾化的石灰浆液在吸收塔中与烟气接触后，浆液中的水分开始蒸发，烟气降温并增湿，在石灰消化槽中产生的Ca(OH)2与SO2反应生成干粉产物。主要反应如下：
生石灰制浆：
CaO+H2OCa(OH)2
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5H0·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
关键词：烧结机；烟气脱硫；
中图分类号： G353.11 文献标识码：A文章编号：
引言：
随着我国经济和能耗的快速增长，SO2排放量呈逐年上升趋势，1995年我国SO2排放量已达2.43 kt/a，居世界首位。酸雨及SO2污染达国土面积的46%，硫沉降量超临界负荷面积为210万km2，占国土面积的21.9%。每年因酸雨造成损失达1000亿元人民币，酸雨及SO2污染已严重制约我国经济和社会发展。
1.实施烧结机脱硫工程的意义
从政策角度来看，国家已将烧结机脱硫纳入今明两年脱硫工程的重点。众所周知，电力、钢铁行业是排放二氧化硫的主要行业，而随着电力企业脱硫设施的建设、运行，实施钢铁烧结机脱硫工程已提上重要议程，成为今后二氧化硫减排任务的主要依托。国家、省、市也将在政策、资金上给予烧结机脱硫工程必要的支持。全面启动烧结机脱硫工程，也是落实科学发展观，建设生态社会的重要措施之一。
2.烧结烟气的特点及脱硫难点
烧结烟气是混合料点火后，随台车运行，在高温烧结过程中产生的含尘废气。烧结机生产时产生的烟气中SO2浓度变化很大，其头部和尾部烟气SO2浓度低中部浓度高。烧结料中铁氧化物会起到催化剂的作用，将部分SO2催化氧化为SO3。矿粉中的一部分有机硫转入气相呈单质硫并被氧化，由于烧结过程存在温度不均匀，排出烟气中还含有H2S和CaS。另外，混合料中的氯化物也会在烧结过程中生成可挥发性氯化物进入烟气。烧结烟气的特点决定了烧结烟气脱硫的特性和难点，其无法直接照搬电厂脱硫技术。否则还会对烧结主工艺产生影响，其结果就是直接导致脱硫系统无法长期稳定运行。同时，更无法简单移植国外的脱硫技术。因为我国国产铁精粉矿含硫率较高，一般为0. 2% ~0. 7%是进口铁精粉矿含硫率的15~20倍，另外我国焦炭的含硫也相对较高，这些是阻碍烧结烟气技术发展的所在。
3.烧结机烟气二氧化硫控制技术
钢铁行业烧结烟气中含有二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、水、氧气、氟化氢、氯化氢等复杂成分，且烟气流量、烟气温度等工况参数波动较大，难以进行脱硫治理。目前，国外主要有二种对策：一是选用低硫的原料，二是烟气脱硫。国内对烧结烟气二氧化硫的控制方法主要有低硫原料配入法，高烟囱扩散稀释法和烟气脱硫法。其中烟气脱硫技术包括氨法、石灰石膏法、活性碳吸收法等。目前大部分企业选用的煤质较好，在低硫原料和高烟囱扩散稀释上对二氧化硫的排放进行了有效控制。烧结机烟气脱硫的方法虽然很多，但国内实际应用较少，应用时间也较短，效果并不明显。烟气脱硫（FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是治理烧结烟气二氧化硫污染的有效方法之一。脱硫方法按工艺特点分为湿法、半干法和干法三种。按副产品处置方式分为回收流程和抛弃流程。
3.1石灰/石灰—石膏法
该法用石灰石或石灰的乳浊液吸收烟气中的二氧化硫， 生成半水硫酸钙或石膏，其技术成熟，脱硫效率高，可达90 %。但投资和占地面积都大，运行成本高，副产品石膏的销路存在问题。目前国外工业烟气脱硫主要采用这一方法，占已建成烟气脱硫装置的83.7 %。大部分钢铁企业建厂时间都很长，存在厂地面积小、设备陈旧等问题，给脱硫改造带来了许多困难。石灰石—石膏脱硫法占地面积大，由于大部分电厂均采用石灰/石灰—石膏法进行脱硫，产生的副产品目前已经出现滞销现象，再加上烧结机的烟气量变化较大，石灰石湿法脱硫技术不适用于厂地面积较小的老钢铁厂。
3.2喷雾干燥法
该法是以石灰乳为吸收剂的半干法脱硫，脱硫率为80%～90%，投资比石灰石膏法低，但副产品要废弃，该法占已建成烟气脱硫装置的8.4%。喷雾干燥法产生的副产品无利用价值，同时大量堆放过多的副产品会对周围环境造成二次污染，不适于厂区面积较小、厂区设在市内的钢铁企业。
3.3氨—硫铵法
氨—硫铵法烧结烟气脱硫工艺，是把烧结厂的烟气脱硫和焦化厂的煤气脱氨相结合的一种“化害为利”的综合处理工艺。其脱硫率达 90%以上，脱硫副产品为硫铵化肥，纯度为 96%以上。对于中小型规模的烧结机厂有利于保证脱硫设施的稳定运行。
3.4 ENS 半干法
德国 ENS 半干法采用一定粒径要求的 Ca/Mg（OH）2干粉作为吸附剂，通过输送系统和投加器进入烟气管道，由烟气带入反应塔。在反应塔内与雾化系统的水雾接触，使碱性干粉表面湿润，酸性气体同时湿润，附着并与湿润碱性物发生反应，生成钙/镁盐，反应后的烟气及盐粒在反应塔下部被烟气的余热干燥，进入除尘器，烟尘被除尘器收集，净化后的烟气经风机送烟囱排放。除尘器的部分收集尘返回反应塔管道，强化反应和再利用。半干法技术克服了酸性气体处理中湿法技术存在的工程难题，德国工业界目前已大量采用半干法技术。我国烧结机脱硫起步较晚，烧结机脱硫更是刚刚启动，还少有经验和规律可循。采用何种脱硫工艺，这是摆在钢铁企业决策者面前的一道难题。由于目前钢厂需要硫酸，烧结机脱硫的工艺是以回收二氧化硫和硫酸生产相结合的工艺，比如氨—硫铵法、ENS 半干法，因占地空间较小，比较适合老钢厂的脱硫改造。
4.烧结烟气脱硫技术发展趋势
烧结烟气脱硫的研究，日本居于世界领先地位，日本在20世纪70年代建设的大型烧结机，先后采用了烧结烟气脱硫法，脱硫方式为湿式吸收法。进入20世纪80年代以后，考虑到资源的综合利用，烧结烟气脱硫技术均向回收利用资源的方向发展。
4.1 新日铁的活性焦炭吸收法
日本新日铁于1987年在名古屋钢铁厂烧结机设置了1套利用活性炭吸附烧结烟气脱硫、脱硝装置,处理烟气量为90万m3/h,投资55亿日元，年运行费用约10亿日元。其工艺流程为:烧结机旋风除尘器主风机升压鼓风机烧结排烟脱硫、脱硝、除尘设备烟囱。烧结机排出的烟气经旋风除尘器简单除尘后，粉尘质量浓度由1000mg/m3降为 250 mg/m3，由主风机排出，经升压鼓风机后送往吸收塔，在吸收塔的入口处添加脱硝所需的氨气。经吸收塔内的活性焦炭脱硫、脱硝和除尘后，从烟囱排出。活性焦炭吸收法平时运行维护费用较高，运行脱硫设施不仅会影响钢厂产量，还会增加过大的运行成本，不适合设施陈旧的大型钢铁厂。
4.2 氨硫铵法烧结烟气脱硫
氨硫铵法烧结烟气脱硫工艺，是把烧结厂的烟气脱硫和焦化厂的煤气脱氨相结合的一种/化害为利0的综合处理工艺。由吸收、氧化和后处理部分组成,其脱硫率达90%,脱硫副产品为硫氨化肥,纯度为96%以上。
5.结语：
实施钢铁烧结机脱硫工程，无论从政策、经济、环保、社会等角度看，其意义都非常重大。是实现节能减排的目标、建设生态省、实现经济社会全面协调可持续发展的一项重要措施。
参考文献：
[1]杨怀东. 烧结烟气脱硫技术探讨［J］. 工业安全与环保，2006，32（3）：12- 13.
[2]杨 . 二氧化硫减排技术与烟气脱硫工程［M］. 北京：冶金工业出版社，2004.
关键词：双碱法；烟气脱硫；工艺；改进；综述
中图分类号：X701.3文献标识码：A文章编号：16749944（2013）02014904
1引言
近年来，尽管干法和半干法烟气脱硫技术及其应用得到了较大的发展[1]，但湿法烟气脱硫技术仍是目前世界上应用最多，也是美国环保局尤为推崇的一项烟气脱硫技术[2]。目前，湿法工艺中以湿式钙法占统治地位，然而该技术在运行过程中存在着严重的设备结垢和堵塞问题[3]。针对上述问题，发展出了钠-钙双碱法（简称“双碱法”）[4～6]。双碱法原则上有如下优点。
（1）用氢氧化钠脱硫，循环水基本上是氢氧化钠的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备的运行与保养。
（2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了塔内结垢的可能性，提高了运行的可靠性；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔，从而大大减小了吸收塔的尺寸，降低了脱硫成本。
（3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上。
（4）对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率。基于上述优点，双碱法具有很好的应用前景。但该技术的脱硫效果和运行的稳定性有待进一步提高，同时也存在占地面积大、硫酸根累积导致钠碱损失和系统结垢等问题。针对上述问题，近年来脱硫工作者在双碱法运行参数的优化和工艺改进方面进行了大量研究。
2化学原理
双碱法烟气脱硫技术是将氢氧化钠或碳酸钠溶液（第一碱）直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中的SO2，脱硫产物为亚硫酸氢钠和亚硫酸钠。然后脱硫产物进入再生池与石灰或石灰石（第二碱）反应再生出氢氧化钠，再生出的氢氧化钠回脱硫塔内循环使用[7]。各阶段反应方程式如下。
2.1吸收反应
首先SO2溶解在水中并与水反应生成亚硫酸，部分亚硫酸解离成H+、HSO3-及少量的SO32-离子。吸收液中的碱提供OH-离子，与H+离子反应生成水而使H+离子减少。H+离子的减少促进亚硫酸的解离和烟气中SO2的物理溶解。
SO2 （g） SO2（aq）
SO2（aq） + H2O H+ + HSO3-
HSO3- H+ + SO32-
H+ + OH- H2O
起初碱过剩时，SO2与碱反应生成亚硫酸钠。
2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O
Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO2
待至碱耗尽而继续从烟气中吸收SO2时，则生成亚硫酸氢钠。
Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3
2.2再生反应
2NaHSO3+CaCO3Na2SO3+CaSO3·1/2 H2O+CO2+1/2 H2O
2NaHSO3+Ca（OH）2Na2SO3+CaSO3·1/2 H2O+3/2H2O
Na2SO3+Ca（OH）2+1/2H2O2NaOH+CaSO3·1/2 H2O
再生后，NaOH溶液送回吸收系统使用，NaOH与吸收液中的NaHSO3反应生成Na2SO3。
NaHSO3+ NaOH Na2SO3+H2O
由于Na2SO3比碱更易与SO2反应，因而实际上是用Na2SO3和NaHSO3混合溶液洗涤吸收。
2.3氧化得到石膏
2CaSO3+O2+4H2O2CaSO4·2H2O
2.4副反应
吸收液在循环过程中，不可避免地会发生副反应，即少量亚硫酸钠被烟气中的O2氧化为硫酸钠。
2Na2SO3+O22Na2SO4
硫酸盐的累积会影响脱硫效率，必须将其从系统中不断地脱除，这也会导致钠碱的损失。
3工艺流程
来自锅炉的烟气经过除尘器除尘后经烟道从塔底进入脱硫塔。烟气中的SO2被从脱硫塔顶喷下的碱液充分吸收、反应。洗涤后的净烟气经过除雾器脱水、换热器升温后经引风机通过烟囱排入大气。吸收液从吸收塔底泵入再生池，与加入的再生碱发生再生反应。再生后的浆液进入稠厚器，经沉淀、澄清后，上清液进入储槽并加入补充碱，随后一起进入吸收塔循环使用；稠浆经真空过滤机过滤洗涤，滤液并入储槽，废渣排出，如图1所示。
1 吸收塔；2 再生池；3稠厚器；4真空过滤机；5 储槽
图1双碱法工艺流程2013年2月绿色科技第2期
吴颖，等：双碱法烟气脱硫技术研究进展环境与安全
4运行参数研究
双碱法脱硫效果和运行的稳定性受到多方面因素影响，如烟气中SO2初始浓度、吸收液pH值、Na+浓度、液气比等。
司芳[9]等人通过实验结果分析认为，在烟气流量为76 m3/h、SO2浓度为800 mg/L、液气比为3L/m3、气温为22℃的条件下，吸收剂的最佳Na+浓度为0.06 mol/L，pH值的最佳范围为7～8左右。
余新明[10]采用纤维栅洗涤器对双碱法烟气脱硫工艺进行了实验研究。结果表明，烟气脱硫效率随洗涤器风速的提高而提高，随SO2初始浓度的增大而下降；吸收循环液pH值在9左右，Na+浓度在0.3 mol/L上下为宜，液气比控制在0.75 L/m3左右较为经济合理。在此条件下，既能保证较高的烟气脱硫效率，也能有效防止循环系统的堵塞。
潘朝群[11]等人进行了双碱法多级雾化超重力旋转床烟气脱硫研究。超重力场在离心力场下工作，与传统的塔器相比有比相界面积大、传质系数高、脱硫效果好、体积小、结构简单的优点。结果表明，再生液初始pH值、液气比越高，则脱硫效率也越高。气体中SO2的浓度较低，有利于脱硫效率的提高。综合考虑脱硫效率和脱硫费用，较为适合的工艺条件为：吸收液初始pH值为12.6～13，液气比为1.9～2.2 L/m3。
吴忠标[12]等人以旋流板塔为脱硫塔，研究了双碱法脱硫工艺。结果表明，吸收液初始pH值、液气比和Na+浓度愈高，脱硫率愈高；进口烟气SO2的浓度愈高，脱硫率愈低。确定适宜运行参数为：吸收液初始pH值为7～8，液气比为2～3L/m3，Na+约为0.05 mol/L。进口烟气SO2浓度约1000×10-6时，以上工艺条件下的脱硫率约为80%。钠碱的损失量与实际的脱硫量密切相关，与操作条件（L/G、y0等） 无关。
为了在不影响脱硫效率的前提下防止系统结垢和堵塞，曹晓满[13]等人针对系统运行各个阶段的pH值进行了研究。结果表明，系统在一般情况下运行，Ca（OH）2浆池pH值为11左右，控制再生池pH值为6.8左右，既能提高吸收液的脱硫效率，又有助于减小塔进口硫酸钙的过饱和度，防止系统结垢堵塞。pH值为68时，脱硫效率已在80%以上，为了有效控制系统补充Na2CO3的量，运行时控制pH值为6.8～7最好。
上述研究中，各因素对脱硫效果的影响趋势相似，但由于装置设备和实验条件的区别，具体结果不尽相同，在该工艺的推广及工业应用中可以根据具体情况有选择地参考。
5工艺改进研究
双碱法脱硫工艺最早在美国和日本得到应用。但应用中仍存在各种问题，有待进一步研究和改善。目前国内主要有浙江大学的吴忠标教授等人对此工艺的改进进行了研究。
5.1减少占地面积
与干法、半干法脱硫工艺相比，湿法脱硫工艺第一个不足就是占地面积大。吴忠标[14]发明了一种浓碱双碱法烟气脱硫工艺，解决原有的稀碱双碱法存在的再生池和澄清池占地面积过大的问题，同时提高了脱硫效率。
此发明采用的技术方案是提高原稀碱双碱法吸收液中的钠离子浓度，形成较高的盐溶液，利用高浓度亚硫酸钠和亚硫酸氢钠缓冲溶液所具有的较大的缓冲能力来脱除烟气中的二氧化硫，保证吸收塔进出口的吸收液pH值变化不大。同时采用双循环系统，即在稀碱双碱法单循环的基础上，增加了一个再生循环系统以取代原系统中的再生系统。
该专利所述进入吸收器的吸收液pH值为6.0～9.0，钠离子浓度为0.3～3.0 mol/L，液气比为0.5～10.0 L/m3。进入再生池的吸收液与塔底抽出的吸收液的回流比为3%～30%。再生池内溶液pH值控制在9～14。澄清液的钙离子浓度为10～1000 mg/L，烟气脱硫效率可以达到98%。
浓碱双碱法脱硫工艺可有效减少80%～95%的循环池和澄清池面积；高浓度的盐溶液具有更高的脱硫效率，相同条件下比稀碱双碱法可提高脱硫效率5%～20%，脱硫效率可达95%以上；若要达到相同的脱硫效率可降低液气比，有效减少脱硫的运行费用。
5.2控制硫酸根的累积
由于烟气中含氧量过高、气液接触充分、粉尘中杂质溶出等原因，在实际运行中会有部分SO32-氧化为SO42-，失去对SO2的吸收能力，造成钠盐的损失，并会与再生液带入的Ca2+生成硫酸钙，累积后有可能造成脱硫器和管道结晶堵塞，严重影响系统的能耗和稳定运行。
5.2.1氧化反应催化剂的去除
亚硫酸根向硫酸根的转化是在重金属离子的催化下进行的，因此，控制重金属离子的浓度有利于抑制硫酸根的生成。吴忠标[15]利用可溶性壳聚糖在溶液中既有颗粒物絮凝又有重金属捕集的特性，同时实现了粒度较小的颗粒物的沉淀分离和重金属离子浓度的控制，达到吸收液再生和吸收剂氧化抑制的目的。
具体工艺流程为：脱硫后的吸收液首先进入絮凝反应器，与壳聚糖混合发生絮凝反应，然后再进入再生、沉淀过程。其中吸收液中壳聚糖的加入量应确保其与脱硫后吸收液再生后产生的沉淀颗粒物之间质量比在0.01以上，再生处理的pH值范围为6.0～10.0。实例表明，吸收液中悬浮物的去除率可以达到99%，锰、锌、镉、镍离子浓度分别控制在6.3mg/L、2.9mg/L、1.5mg/L、4.5mg/L以下。
5.2.2氧化反应抑制剂的添加
张绍训[16]在其发明中使用了EDTA、有机胺、对苯二酚中的一种或几种作为阻氧剂以抑制硫酸根的生成，用量为15×10-6～50×10-6。
吴忠标[17]的实验室研究表明，较低的pH值有利于抑制氧化反应。此外，添加硫代硫酸盐可以抑制硫酸根的生成，在没有催化剂（Mn2+）的情况下添加量为4 （mmol Na2S2O3）/（mol Na2SO3），在有催化剂的情况下添加量为30 （mmol Na2S2O3）/（mol Na2SO3），抑制氧化率可以分别达到98%和85%左右。
5.2.3诱导结晶
吴忠标[18]发明了一种浓浆双碱法烟气脱硫除尘诱导结晶循环利用工艺。此工艺主要是在再生槽前添加了一个结晶罐，并通过向罐内添加一种或多种氧化物或盐，从而诱导硫酸钙形成二水合硫酸钙结晶，以免其随碱液循环进入脱硫塔。
诱导结晶物质的选择遵循以下原则：①与二水合硫酸钙晶形结构相近似的氧化物或盐；②与二水合硫酸钙表面电荷状态相近似的氧化物或盐；③与二水合硫酸钙结晶机理相近似的氧化物或盐。该发明中选择使用的氧化物或盐有二氧化硅、氯化钙、亚硫酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。根据不同情况使用其中一种或多种。
具体工艺为，脱硫液出脱硫塔后部分回流，部分进入结晶罐中，在搅拌作用下加入晶种进行石膏的诱导结晶，小部分诱导结晶后的浆液排入沉淀池分离出沉淀物，沉淀物排出，上清液进入再生槽；大部分诱导结晶后的浆液直接进入再生槽。再生槽内加入石灰进行再生反应，再生后的脱硫液与补充碱通过循环泵进入脱硫器循环使用。该发明脱硫效率最高可达99%。
5.3以废治废
在再生碱的选择上，吴忠标[19，20]从成本和资源角度考虑，开发出了一条以废治废、资源综合利用的途径。一是采用目前国内许多大中型聚氯乙烯生产企业产生的大量电石渣，二是采用氨碱法制碱及纸浆造纸过程中产生的碱渣（白泥）。这样既可以减少污染物的排放，同时也降低了烟气脱硫运行成本。
电石渣的主要成分是氢氧化钙，同时还含有碳酸钙、氧化钙以及少量的氧化硅、氧化铅、磷、硫、碳、砷等杂质及碳化钙。白泥的主要成分是碳酸钙，此外，白泥还含有苛化过程中过量加入的石灰、硅酸钙、残余氢氧化钠以及由于纤维原料不同而会有不等的硫化钠、铝、铁、镁化合物等。与石灰相比，电石渣和白泥含有较多的还原性物质，如碳化钙、硫化钠等，因此利用电石渣或白泥作为再生剂，其中的还原性物质可以有效抑制亚硫酸钠的氧化，从而保证双碱法体系中活性钠离子浓度。采用电石渣和白泥为再生碱，脱硫率最高分别可以达到95%和93%。
5.4多循环工艺
目前的双碱法，吸收和再生反应大都放在一个流量很大的统一循环系统中，造成脱硫液循环流量大，系统负荷大，运行成本高；系统平衡容易破坏，系统运行不稳定；再生反应生成深沉物以及深沉物的分离都比较困难，进入吸收塔的循环液中含有大量钙离子，其在设备和管道中同样会沉积、堵塞。为解决上述问题，开发出了多循环工艺。
施耀[21]开发了一种双循环双碱法湿式脱硫装置。其特征在于将脱硫系统和再生系统各自形成循环，并在两个系统间添加一个循环池为连接点，由循环泵连接循环池和脱硫塔上部，将脱硫液输送到脱硫塔，当循环池pH值低于一定值时，再生泵抽取一定量的脱硫液进入到反应池再生，根据循环池内pH值条件，钠碱泵定期从钠碱池中抽取钠碱补充到循环池。
李滔[22]的发明与施耀相似，其特征在于将吸收循环和再生循环分开，吸收循环中没有钙离子，避免了相关部件和设备结垢，同时缩短再生反应的流程和沉淀所需的容积。该发明如图2，主要有如下几个过程：烟气中的二氧化硫在吸收塔内被碳酸钠溶液吸收，生成的硫酸钠溶液进入吸收循环池；吸收循环池中的一部分硫酸钠溶液泵入再生反应装置，与碳酸钙反应生成硫酸钙沉淀和碳酸钠溶液；再生后的碳酸钠溶液进入吸收循环池和剩下的溶液一起通过泵进入吸收塔循环使用。
图2双循环脱硫系统
张绍训[16]开发了一种多重循环稳定双碱法烟气脱硫工艺，其特征在于：包括脱硫吸收液内部循环、脱硫吸收液外部循环、脱硫渣内部循环、脱硫剂内部循环、脱硫渣外部循环等多重循环系统。
该发明采用石灰石和石灰两种钙碱，可以减少30%石灰的用量；阻氧剂的加入避免了循环液中亚硫酸钠溶液的氧化，大大减少了需要补充的钠碱用量；脱硫渣回流使用，延长了石灰的反应时间，提高了石灰的利用率；运行费用是常规双碱法的50%；脱硫效率高达99%，吸收塔内不会结垢和堵塞，设备运行可用率高达98%。
6结语
双碱法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、操作方便、废渣可综合利用等优点，但同时也存在占地面积大、硫酸根累积导致钠碱损失和系统结垢等问题。多年来，脱硫工作者不仅对影响脱硫效果的诸多因素进行了研究，在工艺和设备方面也做了各种改进工作，其中以废治废、资源综合利用工艺，具有很高的经济效益和社会效益，将成为双碱法烟气脱硫技术未来的发展方向。参考文献：
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关键词 烟气脱硫；干法脱硫；半干法脱硫；湿法脱硫工艺
中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0105-02
0 引言
当前，人们重点关注的问题之一就是电厂的烟气脱硫，同时这也是我国保护环境得非常艰巨的任务之一。本文将力所能及的调访情况以及手头现有的资料进行综合整理后，对电厂的烟气脱硫技术及一些成熟的脱硫工艺提出了如下一些看法。
1 电厂烟气脱硫技术的一般情况
1.1 国外电厂烟气脱硫技术的发展概述
在本世纪初产生了最早的电厂烟气脱硫技术。人们针对烟气的脱硝和脱硫在近二十多年来进行了很多研究。在一些工业发达的国家，电厂的烟气脱硫装置应用的发展速度非常快，例如，一些西欧国家和美国都纷纷投入了财力和人力对烟气的脱硫技术进行了研究和开发，同时形成了自身的特点。直到1998年，德、美、日等国已经成功建成的烟气脱硫装置可达数千套。又如，1970年日本安装的各类烟气脱硫装置还没达到100套，但到了1998年，就建成了1 400台套大型的烟气脱硫装置，处理烟气量可达1.3亿Nm3/h。经过这些大量装置的建设，烟气脱硫已经逐步形成了产业，每年各国用在烟气脱硫方面的投资也在逐步的增加。
1.2 国内电厂烟气脱硫技术的发展现状
目前我国还不能像发达国家一样投入大量的财力和人力，因其技术条件和经济条件还不允许，另外，至今我国还仍处在摸索阶段，在治理二氧化硫的方面起步也很晚，所以，一些国内电厂的烟气脱硫装置只能处理很小的烟气量，远远不够成熟，大多数也是试验性的或者引入的是国外的技术。
1.3 电厂烟气脱硫技术的分类
世界上的烟气脱硫技术种类目前可达数百种，根据处理产物的形式和脱硫的方式进行划分，可分成三大类：湿法、半干法和干法。
1）干法工艺。干法烟气脱硫工艺是指，吸收剂以干粉形式进入吸收塔,所产生的脱硫副产品（脱硫后）是干态的工艺流程；2）半干法工艺。半干法烟气脱硫工艺是指，吸收剂以浆液形式进入吸收塔,所生成的脱硫副产品（脱硫后）是干态的工艺流程；3）湿法工艺。湿法烟气脱硫工艺就是指，吸收剂以浆液形式进入吸收塔,所生成的脱硫副产品（脱硫后）是湿态的工艺流程。
2 几种较为成熟的脱硫工艺
结合调查情况和有关资料以及我国的具体国情，本文认为适合国内引进，推广并应用的有如下几种脱硫工艺。
2.1 循环流化床反应器脱硫工艺
此种技术是分别把水分与粉状的Ca(OH)2喷入到循环流化床的反应器里，使得吸收剂被增湿活化，而且可以得到充分的循环利用，同时能使大颗粒的吸收剂被其他粒子碰撞破碎，提供更大的反应面积给脱硫反应。此类工艺的缺点是：增大了灰场的面积，副产品需要废弃，没有什么用处；该工艺的优点是：适用于改造老电厂、占地面积比较小、需要的运行费用和造价较低、脱硫效率高可达93%以上。在研究和开发此项技术方面，丹麦的FLS公司形成了自身的特点，与我国的国情比较适合，有一定的发展前途。
2.2 NID脱硫工艺
为了对东欧和亚洲地区的新兴市场进行开拓，ABB公司开发出了(FGD)-MD技术，此项烟气脱硫技术投资较低，是一项电厂烟气中二氧化硫污染排放治理的先进技术，使用该项技术的脱硫效率能达到90%以上，而且不会受到燃煤中硫含量多少的限制。与其它烟气的脱硫工艺相比，此技术比较适合中国目前的国情以及老电厂的技术改造，具有投资费用少(在中国东方电气集团公司，ABB公司总部的相关人员在对NID烟气脱硫技术进行介绍时称，此项技术的造价比湿法石灰-石膏法脱硫技术的1/2还要低)、占地面积小、系统结构紧凑等优点，此外，此工艺在改造已建项目中也适用，同时在不需要加大投资的前提下，还能够提高除尘的效率，无需再加热就可以使排出的净化烟气通过已有的烟囱排出去。所以，NID脱硫技术的造价较低，在国内外具有广阔的发展前景。
2.3 石灰石-石膏脱硫工艺
这种烟气脱硫技术比较成熟，它是利用石灰石浆液和石灰将烟气中的SO2除掉。浆液pH值和烟气流量的控制是此项工艺的关键所在。此项技术的缺点是：需要较高的运行费用、需要场地堆放处理（石膏无法利用的情况下）、耗费的石灰量或石灰石量比较大、存在酸性废水的二次污染、存在较为严重的设备腐蚀；此项技术的优点是：设备运行比较可靠、工艺较为成熟、脱硫效率高达90%以上。当前，在比较了解的一些外商中，本文认为奥地利能源及环境公司与日本川崎公司研发的湿式石灰石-石膏法技术相对适合于我国的国情，具有造价较低、工艺成熟等优点，具备一定的推广价值。
2.4 其它脱硫工艺
再者，还有一些脱硫技术也在我国境内进行了试验性的研究，本文列举两种:
1）海水烟气脱硫技术
通常海水呈现碱性，这就使得海水具备了天然的吸收SO2的能力及酸碱缓冲的能力，经过海水洗涤，烟气中的SO2就会被海水所吸收，然后再将海水经处理后流回至海里,这是此项技术的基本原理。我国广东省的西部电厂采用了该项脱硫工艺，关于此技术是否会导致海水污染的问题，据说国家环境保护部门和海洋管理部门持保留意见。
2）磷铵肥法烟气脱硫技术
这项脱硫技术是由国内自行开发的，这种脱硫方法是在烟气脱硫的过程中采用氨和天然磷矿石作为原料将磷铵复合肥料直接生成。
3 结论
由于我国的国民经济受大气污染而导致的影响及损失愈来愈大，所以环境污染已引起了社会和国家的重点关注，国家也加大了对环境污染控制的重视，同时逐渐加大了保护环境的力度。在我国国内已经开始形成了环保产业，而且可能会成为新的经济增长点和投资热点。本文认为，我们可以结合国内具体的项目，对国外先进技术进行有选择的引进，然后逐渐的吸收消化，实现国产化。
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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
[2]国家环境保护总局.国家环境保护“十一五”规划[EB/OL].[2008-01 -18] http： // sepa. gov. cn/plan/hjgh/sywgh/gjsywgh/200801 /t20080118_116458. htm
[3]周玉新，刘建章.烟气脱硫技术现状与发展趋势[J].化学工程师， 2007， （10）： 38.
[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.
关键词：氨法烟气；脱硫脱硝；技术；应用；分析和研究
中图分类号：F40 文献标识码：A
1概述
当前，人们的观念已经有了极大的改变，不再是只重视经济发展而忽略环境污染的时代了，为了获得更好的生活体验，人们开始注重身边的生活环境，国家的政策导向也偏向了这个方向。氨法烟气技术的产生也随之应用而生，它主要应用于火电行业，比如燃煤电厂等，通过使用氨法烟气技术，可以有效减少这些企业带来的环境污染，减少SO2和NOx化合物的排放，降低其排放量，真正实现脱硫脱硝的功效，使得这些物质的排放达到国家的标准，给人们带来舒适生活的同时，保证人们在美好的环境中能够健康的生活和成长，实现可持续发展。
2氨法烟气同时脱硫脱硝技术的应用
2.1氨法烟气同时脱硫脱硝技术之电子束法
电子束法是氨法烟气技术之一，它可以做到同时脱硫脱硝的功效，这种方法的效率高，作用大，其工作原理是通过使用物理和化学的方法，由于在电子束的照射下，氮氧化合物和二氧化硫会从低价转化为高价，高价的氮氧化合物和硫化物遇到水后，就会生成硝酸和硫酸，与氮氢化合物作用后，可以生成硫酸铵和硝酸铵，可以作为肥料被二次利用。对于这种技术的发展现状，它源自日本，德国开始最初研究关于其脱硫脱硝的工艺，但是，在三十年后，才真正从试验阶段推向实际的市场应用，并获得了广泛的好评和使用率。由于，通过电子束法的脱硫脱硝工艺的脱硫率和脱硝率很高，成本低，而且还没有废物产生，因此，有很大的发展潜力。其工艺特点为通过物理方法，转变化合物的价态，实现原理简单、清晰、不复杂，并能实现其相应的应用效果，副产物的产生没有危害，并能实现氮硫资源的综合利用，成本低，适用于含硫量较高的燃煤发电企业，在现代科学技术的推动下，该项技术将会发挥自身特点，实现数分钟内根据实际情况调整工作状态，满足脱硫脱硝工作需求，尽最大可能减少氮硫化合物的排放。
2.2氨法烟气同时脱硫脱硝技术之脉冲电晕法
脉冲电晕法是氨法烟气的技术之一，它可以做到同时脱硫脱销的功效。它的英文名称是PPCP，这种方法主要是利用脉冲电源的高压，在反应容器中将烟气在高压的环境下，变为等离子体，等离子体的性质是具有高的能量，其实质就是进行了能量的转换，这样，在反应容器中，一部分粒子由于失去电子带正电，一部分粒子由于得到电子带负电，于是，就形成了电场，在电场中，这些等离子体的状态很不稳定，形成了离子和自由基，在此作用下，烟气就会和其产生化学反应，即氧化还原反应，经过氧化还原反应的烟气生成的物质，大部分是液体或者是固体，比较容易被收集，实现脱硫脱硝的效果。这种方法的脱硫脱硝的效果和电子束法的类似，其实现效果显著。在实现工艺上，其设备简单，不需要繁琐的电子加速器过程，成本低，仅仅需要通过加热来使分子的运动速度加快，产生的氮硫化合物可以二次利用，而且对环境无污染、无危害，能实现较好的脱硫脱硝效果。这种工艺发展比较早，相对比较成熟，但是，仍然需要不断的探索和创新，增强该工艺的水平，保证该工艺的脱硫和脱硝率的效果更加显著，不仅符合国家标准的同时，使得生产资源能够重复利用，从而赢得更好的经济效益。
2.3氨法烟气同时脱硫脱硝技术之活性炭吸附法
活性炭吸附法也是氨法烟气的技术之一，它也能实现脱硫脱硝的效果和工艺。它是一种物理方法的实现，与上述两种方法不同的是，它的实现不需要化学方法，也不会产生化学物质的副产物，实现起来也比较容易和简单。这种技术的研发主要是日本和德国先提出来的，将烟气经过水并将相应的氮氧化合物和氮硫化合物溶解于水中，利用活性炭的吸附功能吸附相应的物质，实现脱硫脱硝的作用。当然，吸附在活性炭中的物质也可以经过相应的处理，利用化学反应，将氮氧化合物经过氧化还原反应转变为氮气，将硫化合物经过氧化还原反应转变为固体硫，活性炭吸附的物质经过处理取出后，还可以再次使用，减少了金钱和资源的浪费，而且操作简单，设备不复杂，活性炭资源丰富，投资低，效果大，还能节能，不需要很多安全性问题和设备造价的问题，在燃煤企业获得广泛的应用和好评，其已经普遍获得国际和国家燃煤企业的认可，并仍然在继续进行着相关的研究，保证活性炭的氨法烟气工艺摒除其不良性能，比如运行效率不稳定，脉冲电源性能不好的问题，争取实现其效果的最优化。
3氨法烟气同时脱硫脱硝技术的发展趋势
只要存在火电厂，就会产生氮氧化合物和硫氧化合物，因此，火电企业必须致力于发展氨法烟气技术，保证企业的脱硫脱硝的效率和氮氧化合物与硫氧化合物的排放符合国家标准。对于脱硫脱硝技术，上述只是简单的阐述了现在火电企业中使用的基本方法，当然，在未来，还会有更多先进的方法和工艺，提升脱硫脱硝技术的水平和效率。通过上述三种方法的讲述，不能看出，脱硫脱硝技术使用了物理方法和化学方法，它是涉及多学科多领域的一门综合性技术。氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的发展趋势是在设备上，更加简洁，造价低和安全性更高，在实现脱硫脱硝的同时，还可以将生成的副产物进行二次利用，比如配置一定浓度的硫酸，为一些需要的企业服务，转变为化肥，为农业生产做贡献。在火电厂实现经济效益的同时，也保护了我们身边生存的环境。
结语
氨法烟气同时脱硫脱硝的技术的应用仍然需要进一步的研究和探索，需要根据不同火电厂的情况和实际环境，进行综合考量，采用何种技术进行脱硫脱硝，注重理论研究的同时，也要具体情况具体分析，最大程度的扩大其工艺水平和脱硫脱硝的效率。
参考文献
[1]于丽新，杜杨.氨法烟气同时脱硫脱硝技术应用与展望[J].东北电力技术，2011，12（11）：84-86.
【关键词】大气污染；烟气脱硫；处理技术
一、引言
随着工业化程度不断提升，大气污染开始呈现越来越严重的趋势，而在大气污染中，最为主要的污染物就是硫化物，人类每年向大气排放数以亿吨的硫化物，我国现阶段同样属于大气污染严重国家，每年由于SO2污染而引起的酸雨面积越来越广泛，截止到2013年底已经占据我国国土面积的30%以上，而酸雨对于人体健康和环境造成严重污染，所以控制大气中的SO2含量就显得极为重要。国家环保部2011年的《火电厂大气污染排放标准》中对SO2的排放做了更严格的限定。本文研究的重点就是分析当前针对烟气中含有大量的SO2硫化物脱硫新技术进行分析，从而为解决我国烟气脱硫难的问题提供一些可以参考的技术支持。
二、烟气脱硫处理技术的趋势
（一）电子束烟气脱硫技术
虽然电子束烟气脱硫技术早在上个世纪90年代初就已经提出，但是也是最近几年才开始应用到烟气脱硫方面。这种方法主要采用的脱硫剂为液氨。其工作原理是通过高压电子书照射污染烟气，然后将其烟气中的N2、O2以及H2O转变成活性OH基或者O原子基以及N基等，这些活性基团就能够和烟气中含有的SO2和NOX等物质进行化学反应，并形成H2SO4，H2NO3等物质，然后这些物质又和喷入的除硫剂氨气进行反应，产生（NH4）2SO4以及NH4NO3等。经过大量实践检验总脱硫效率能够达到70%到80%左右。这种脱硫新工艺处理过程不会涉及到废水废渣，因此占地面积较小，投资成本较低，而且脱硫后得到了的硫铵和硝铵还能够用作化肥。但是这种工艺需要高压电子束作为催化反应，所以对于电子枪的性能和稳定性都有较高要求，当前只有日本有这种相对成熟的技术并进行了生产，所以在我国想要大面积运行还存在维护成本大，排放量偏高等实际问题，所以还需要对这个工艺技术进行创新改造，才能够更加凸显这种技术的优势。
（二）荷电干荷电干喷射脱硫工艺
荷电干喷射进行脱硫最早是由美国公司开发，这种工艺主要是通过荷电喷枪将喷入烟道的吸收剂带上电荷，然后根据同类电荷相斥的基本原理，让吸收剂粉末子在待脱硫烟气中得以迅速扩散，这样就能够有效增加吸收剂在烟气中的接触面积，有效提升反应效率。通常这种脱硫技术总脱硫效率能够达到70%到75%之间。这种脱硫技术主要采用吸收剂脱硫原理，设备有吸收剂制造单元、喷射装置和改造后的烟道共三个部分构成，其核心是吸收剂以高速方式通过高压静电区，然后实现粉末带电。而且这些吸收剂的表面在带电之后还有效提升了吸收剂的活性，能够加快脱硫反应时间。所以这个工艺的特点是投资成本低，占地面积相对较小，但是需要在烟道上进行一定程度的改造，通过加长适当延长吸收剂在电晕区停留时间，从而更好的实现粉末带电。
（三）膜法烟气脱硫技术分析
膜法烟气脱硫技术原理是通过多孔膜将气相和吸收液分离，然后烟气中的SO2和CO2就会通过微孔和吸收液进行反应，而其它气体则被堵塞在原来的气相中。这种技术方法主要是操作简单，而且能耗较低，必须要采用高压电子枪形式，也不会造成吸收液污染，还能够从吸收液中回收硫物质。但是膜法技术却需要对膜有着更高的要求，我国在膜技术的生产方面还国外还有相当大的距离，而且生产膜本身也会造成一定的污染，所以膜法烟气脱硫技术还在进一步研究阶段。在实验结果中表明了膜法脱硫技术能够实现90%以上的脱硫能力，而且没有发现灰尘、CO2和NO2等可能会影响到膜管件中涉及到的水冷凝问题。所以膜法脱硫技术具有较大的商业应用前景。
（四）微生物烟气脱硫技术
基于微生物的烟气脱硫处理技术原理就是利用含有微生物的水溶液以及悬浮乳液中来吸收气相中的硫化物，接着利用微生物对吸收的硫化物进行脱硫。其中微生物脱硫过程中是利用厌氧菌种将硫酸盐还原成H2S，然后再通过好氧菌将H2S氧化成S。然后再和金属离子结合形成硫化沉淀。这种微生物脱硫技术要比化学脱硫或者物理脱硫技术具备更低的成本优势，而且运行管理简单，不会产生二次污染，而且随着基因工程技术的不断发展和应用，高效脱硫工程菌在未来的脱硫过程中具备更多的优势，虽然从目前工业应用来看还相对困难，但是相信不久的将来，这种技术会不断取得突破并得到广泛的应用。
（五）活性焦干脱硫处理技术
这种方法相对新颖，其工作原理是将烟气中的SO2和O2以及H2O等物质在活性焦的催化作用下开始进行化学反应形成H2SO4，并被活性焦吸附，在吸附饱和之后，活性焦会进入再生床，通过加热又能够恢复活性焦的吸附和催化作用，同时让H2SO4分解为浓度大概在20%到50%之间的SO2气体，然后再通过其他工艺制作硫酸铵化肥。目前这项技术在日本得到了一定程度的应用，总有效脱硫达到了95%左右。目前在我国也开始被立项研究，相信不久的将来，也将会成为我国重要的烟气脱硫处理技术而得到广泛应用。
（六）磁流化床技术分析
这属于一种新型的半干法烟气脱硫技术，既能够客服脱硫技术中容易出现的二次污染问题，同时也能够解决传统湿法脱硫处理技术产生物难以处理的问题。同时还能够客服干法脱硫效率较低的特点。磁流化床作为一种新型的液态化设备，通过磁场对铁磁颗粒产生影响，从而实现床层的散式流化和消除气泡，同时还能够保障低的流动阻力，并具有良好的流动和传热传质特性。另外磁场对于铁氧化物还原也会产生影响，所以采用铁磁颗粒作为流化床料，有助于提升脱硫效率的提升。
（七）脱硫超低排放技术分析
这种方法属于石灰石-石膏湿法脱硫技术的延伸和改进，该方法中影响脱硫效率的主要有液气比、吸收区高度、吸收塔浆池容量等因素。其工艺过程是在原有技术基础上增加吸收塔内的液气比例和增加烟气分布均匀性。在吸收塔设计中，循环浆液量的多少决定了SO2吸收表面积的大小，在其他参数恒定的情况下，提高液气比相当于增大了吸收塔内的浆液喷淋密度，从而增大了气液传质表面积，强化传质，提高脱硫效率，提高液气比是提高脱硫效率的有效措施。通过循环泵交互喷淋、增加托盘层，以及对回转式GGH的改造（改为无泄漏的管式GGH）可以在原有基础上显著提高脱硫效率。根据2014年上半年投入使用的嘉电百万机组超低排放的运行情况看，机组脱硫效率能达到98%以上，SO2排放浓度在35 mg/Nm3以下。该装置的使用会使系统烟气系统阻力、循环泵电耗均有所增加，电厂运行费用也有所增大，但其SO2超低排放量，是目前政府和发电企业的主要看重因素。
三、结语
总而言之，目前针对火电烟气脱硫处理其方法又很多，但是从技术和成本以及维护等多方面因素进行考虑，而在针对火电烟气脱硫的各种方法中，只有通过最小的代价来获得更好的环境保护，才能够得到更好的应用。从国内的环保发展趋势看，脱硫超低排放技术有更广阔的应用空间，从而会逐步替代或淘汰传统的脱硫技术。
【参考文献】
[1]张书平，李茹，崔心水. 脱硫生物膜滴滤塔启动实验研究[J]. 西安工程大学学报. 2010（05）
【关键词】烟气脱硫垃圾发电环境
我国SO2的污染主要是由企业生产造成的，而发电企业产生的SO2污染占相当大的比例。随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，产生的生活垃圾和工业垃圾也越来越多。相应的垃圾发电厂的焚烧量不断增加，而由垃圾焚烧排放的SO2量也就会不断的增加。因此，控制SO2的排放量已经成为垃圾发电厂环保要求的硬性指标。
目前烟气的脱硫技术主要分为三种，主要有：湿法、干法、半干法。湿法脱硫效率高，技术成熟，但初投资高，系统复杂，不适用于垃圾发电厂；干法初投资少，但效率低，稳定性不高，维护困难；半干法脱硫效率、投资和运行费用易于接受，且工艺稳定，是一种值得深入研究、不断改进并大力推广的脱硫技术。喷雾干燥法是20世纪80年代迅速发展起来的一种半干法脱硫工艺，是目前市场份额仅次于湿钙法的烟气脱硫技术，具有设备和操作简单，可以采用碳钢作为结构材料，不产生由微量金属元素污染的废水等优点。在垃圾发电的龙头企业伟明集团里，下属各电厂均采用自主研发的半干法烟气净化系统，这套系统可以保证烟气排放达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）的要求。
一、半干法烟气脱硫原理
半干法烟气脱硫的反应机理涉及传热、传质及化学反应，主要包括：（1）反应物SO2从主流气体向颗粒表面的气相传质；（2）颗粒表面对SO2的吸收溶解，形成HSO3和SO32-离子；（3）Ca(OH) 2颗粒在液相中溶解；（4）钙与硫的液相反应，亚硫酸盐的析出；（5）液滴中水分的蒸发。对于石灰喷雾干燥，SO2吸收的总反应为：
Ca(OH) 2 + SO2+H 2O=CaSO3•2H 2O
CaSO3•2H 2O+0.5O2=CaSO4•2H 2O
从上反应可以看出，要控制烟气脱硫的效果就要从石灰的颗粒度、石灰浆液的pH值、石灰浆液与烟气的液气比、钙硫比、石灰浆液与烟气的接触时间、烟气中的含氧量着手。
二、半干法烟气脱硫系统的应用
伟明集团公司为了使烟气脱硫系统全部国产化，起到垃圾发电龙头企业的作用，投入了大量人力物力，并经多年的实践，自主研发了垃圾发电厂烟气脱硫系统。
（一）石灰制浆系统。石灰制浆系统是用于半干法烟气净化系统的石灰浆制备、储存和输送，由CaO粉末输送系统、石灰粉储仓、石灰粉末计量装置、硝化槽、储浆罐、石灰浆泵、阀门和管道等主要部件组成。
首先将纯度大于90％的400目石灰粉由电动葫芦起吊到石灰粉储仓顶部，经人工解包倒入储仓。在控制系统的控制下，石灰粉从储仓进入计量装置，石灰粉投放量由垃圾的成分而定（5-10kg/吨垃圾），硝化槽内工业水的计量由液位控制装置完成，通过石灰粉和水的计量可以方便地控制石灰浆浓度，计量后的石灰粉被输送到硝化槽进行搅拌，搅拌均匀后的石灰浆溢流到储浆罐中，再由石灰浆泵输送到喷雾系统。石灰浆浓度要控制在7%-10%之间，并调整石灰浆pH值在5-6之间(可适当加入适量的液碱来调整)。当pH值=6时，SO2吸收效果最佳。
（二）喷雾系统。喷雾系统是将石灰浆雾化的设备，主要由三流体石灰喷枪、管道、阀门及控制系统组成。
石灰浆液从储浆罐出来，经过石灰泵升压流进石灰浆液母管，母管压力保持在0.6-0.8Mpa。石灰浆液进入三流体石灰喷枪前由电动球阀调节流量，由再循环阀调节进入石灰喷枪浆液混合室的石灰浆液压力（石灰浆到达混合室里的压力保持在0.25-0.35Mpa）,同时，工业水进入工业水混合室（工业水压力保持在0.25-0.35Mpa），压缩空气分别进入石灰喷枪的石灰浆混合室和工业水混合室（压缩空气压力保持在0.45-0.55Mpa），这时在石灰混合室里的石灰浆经过雾化盘的喷嘴，由压缩空气对石灰浆液进行雾化，由反应塔喉部垂直向上喷入中和反应塔，喷洒压力是由反应塔的筒体高度、塔内的烟气流速来决定的，保证雾化的石灰浆液在中和塔内停留时间在1.5秒左右，这样才能保证反应剂与烟气中的SO2充分反应。石灰喷枪在喷洒过程中要经常检查喷头流量计的流量读数，如石灰浆流量小于0.8m3/h时，可判断为喷嘴堵塞，要及时更换备用石灰喷枪，以保证石灰浆液的正常喷洒。
（三）中和反应塔。中和反应塔是垃圾焚烧尾气除酸脱硫的设备，主要由反应塔本体、连接桥、旋风分离器、返料器、旋转排灰阀等组成。
烟气从烟道进入中和反应塔底部，经过烟道和中和反应塔本体的锥体交接部分（喉口），在喉口设置三流体石灰喷枪，雾化的石灰浆由此喷入，由于喉部截面积缩小，流体的速度增加，产生高度紊流及气、液的混合，气体中所夹带的粉尘混入液滴之中，流体通过喉部后，速度降低，便于酸性气体与石灰浆充分反应。反应后的气体经过连接桥在经旋风分离器作用由顶部排出后进入布袋除尘器，而粉尘则进入旋风分离器下的返料器回到中和反应塔循环利用，通过物料在中和塔内的内循环和高倍率的外循环（物料循环次数约在30-100次），使得吸收剂与SO2等酸性气体间的传质交换强烈，吸收剂内的传质过程强烈，固体物料在中和塔内的停留时间达30-60分钟，且运行温度可降至露点附近，从而大大提高了吸收剂的利用率和脱硫率。同时喷入中和塔内的水分在高温下蒸发，降低了烟气温度，使反应剂与烟气中的酸性气体发生的反应更加剧烈，提高了烟气净化效率，另一方面，也可以使烟气进入布袋除尘器时的温度控制在许可范围之内。在较低的Ca/S比（Ca/S=1.1―1.5）情况下，脱硫率可大于85%。最终反应物由中和塔底部和返料器上部排出。
三、烟气脱硫系统达到的指标
在整个烟气净化系统运行过程中，不但对烟气中的SO2去除率可以达到85%以上，同时，还可以把烟气温度从中和反应塔入口的200-250℃降至出口的150-190℃，完全达到了布袋除尘器入口温度的要求，保证了布袋的安全运行。而且对HCI和HF的去除率在98%以上，粉尘去除率达到99%，完全达到了GB18485―2001的排放标准。
通过以上的数据，证明了半干式脱硫系统设计的科学性和合理性，更加说明整套系统在实际应用当中的发展前景，是完全可以信赖的全部国产化的烟气净化设备。
参考文献：
[1]《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90-20022007年10月
[2]电厂烟气脱硫设备及运行中国电力出版社出版 2007年7月
[3]生活垃圾焚烧技术 化学工业出版社、环境科学与工程出版中心出版发行 2000年8月
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．
[关键词]火电厂；烟气；脱硫脱硝技术；
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0390-01
能源可分为一次性能源和二次能源，其中火电厂燃烧过程中使用的煤炭就在一次能源中占有很大的比重，而且煤炭在燃烧过程中所产生的的二氧化硫以及其他氮氧化合物都会对环境造成很大负担，因此开展火电厂烟气脱硫脱硝技术的研究可以为控制我国大气的污染程度做出很大的贡献。
一、火电厂烟气脱硫脱硝技术的发展情况
我国目前大部分火电厂使用的烟气脱硫脱硝技术都是从国外引进来的成熟技术，有先后二十多个环保相关的部门和企业都引进了发达国家的烟气脱硝脱硫技术，而且还有一部分经济能力较强的企业已经开始逐步走向了自主技术研发和创新的改革之路，并且在烟气脱硫脱硝技术的研发上取得了很好的成绩和硕果。据调查发现，我国目前已经有了百分之五十以上的火电企业的设备安装上了具有烟气脱硫脱硝效果的装置，其中使用的主要技术就是石灰石-石膏法的烟气处理技术。其他相关形式的烟气脱硫脱硝技术还有海水脱硫法、烟气循环流化床法等等，但是不论是从规模上还是从数量上都比较缺乏，由于材料和环境的限制，很多省份和地区的火电厂根本无法用上该类型的烟气脱硫脱硝技术。因此火电厂企业在选择烟气处理技术的时候一定需要根据因地制宜的原则，为环境污染的降低奠定良好的技术基础。
脱硫脱硝技术的研发是一个规模很大而且内容很复杂的项目，其配套设备的种类也比较多，目前除了大型设备中使用的除雾器、烟气挡板以及喷嘴等泵系统之外的设备都可以在国内生产，而中间的产业链化的生产关系也促进了我国在电机和相关产品的开发和腌制，国内新兴的环保产业链正在慢慢建立和发展。我国还建立了更加高效的物理模型以及数字模拟原理的实验性平台，培养了一批专门从事火电厂烟气脱硫脱硝技术研发以及产业化的人才队伍，为我国大型火电机组烟气处理工程的设计、施工以及承包贡献力量。我国每年由于电力工程排放的氮氧化物的数量也很可观，据统计我国在二十一世纪以来排放的氮氧化物量已超过上千万吨，于2003年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》对于硫化物和氮氧化物的排放都有一定的要求，我国的火电厂家也响应国家的号召，在锅炉购买的过程中选择带有降低氮氧化物以及硫化物的配套装置，都可以有效的对火电厂排放烟气中的污染物进行有效的控制，为了提高火电厂烟气处理装置的效果，国内的很多家环保公司都开始了与国际环保机构的合作和技术引入。我国的烟气脱硫脱硝技术是以发达国家先进技术为基础，再以我国的实际情况为改革方向，同时该技术的研发也为政府相关单位所重视，列入到了国家高新技术产业化发展计划中，并且开展了一系列关于火电产烟气处理脱硫脱硝的技术研讨会议，继续着这种研发的势头和进程，我国必将在火电厂脱硫脱硝技术方面取得更好的成绩。
二、电厂烟气脱硫脱硝技术的应用分析
（一）亚钠循环法脱硫技术的应用分析
亚钠循环法脱硫技术是使用亚硫酸钠溶液对火电厂烟气中的二氧化硫进行洗后从而达到脱硫的目的，因此从该技术的使用过程来看，主要发生的处理工程包括二氧化硫气体的处理，热解再生环节以及二氧化硫吸收等步骤，其中二氧化硫气体的处理手段上有很多，因此形成的反应机制也是多种多样的，火电厂在进行设备购买的过程中需要根据自己的实际情况来选择；而针对热解再生的环节而言，也会出现一部分二氧化硫气体被吸收的情况，企业应当注重该环节与逆流塔之间的配合吸收效果，最大化的加强整个烟气处理系统的脱硫脱硝能力。亚钠循环脱硫法中最重要的关键点在于使用溶液中亚硫酸钠的含量，同时对使用过程中阶段内的计量和流速进行控制，让火厂产生烟气在途径该装置时能够获得最好的吸收效果，在该技术的配合下，火电厂脱硫脱硝的效果可以达到百分之九十五以上。
（二）活性炭脱硝脱硫技术的应用分析
活性炭是一种具有很强吸附性的一种物质，因此该技术作为一种综合性质的火电厂脱硫脱硝手段被我国企业广泛应用，具体来说，该技术执行的过程中需要经历二氧化硫吸收、活性炭热解再生、氮氧化物的催化还原以及吸附和催化二氧化硫的过程，其中较为关键的点就会活性炭和可以吸收污染物的比例问题。在使用活性炭脱硝脱硫技术之前应当将区域内的环境进行除尘化的处理，之后待一级脱硫塔进行二氧化硫的吸收工作之后，采用合适的手段将处理后的液体进行回收，技术人员可以设计对应装置将转化为一定浓度的硫酸溶液以便再次利用，二级脱硝塔的作用在于将氮氧化物吸收并转化为对空气没有污染影响的氮气。该技术的核心问题是活性炭的质量和数量，从目前实践的经验来看，烟气在活性炭中的流速越慢，停留的时间越长，活性炭对于其中有害气体吸收的效果越好。根据目前烟气处理装置实践的结果来看，活性炭能够让火电厂烟气中二氧化硫和氮氧化合物的吸收率达到百分之九十五和七十五以上，对于其他的污染物质的吸收也有很好的效果，因此在我国火力发电厂中得到了普及和推广。
（三）选择催化剂脱硫脱硝技术应用分析
选择催化剂脱硫脱硝技术顾名思义，就是使用有选择性质的催化剂对烟气中的污染其他产生催化成其他物质的效果。因此该技术的使用过程中最重要的影响因素就是催化剂的选择，只有火电厂选择了对其污染物催化最有效果的催化剂，才能达到最佳的烟气处理效果。技术人员应先从催化剂和污染物的理论层面效果进行分析，在化学反应中选择一个分子式最为优质的处理方式，同时在药剂的属性和选择上进行多次研讨，在保障烟气处理效果的同时，不会对大气和人体产生二次的危害，特别是要避免在处理烟气的过程中有其他类型有毒有害物质的产生。环节中最为重要的是高温脱硫脱硝的过程，很多的化学反应都需要配合以加热环境进行，因此技术人员应在工艺确定的同时完成环境温度控制的设置，最大程度将二氧化硫以及氮氧化物的浓度降低。选择性催化剂脱硫脱硝技术使用恰当也可以获得很好的烟气处理效果，脱硝脱硫率一般都会在百分之九十以上，因此能够满足我国火电厂在环境保护上的需要。
三、结束语
综上所述，电力我国人们生活和工作中必不可少的资源之一，可以为提高人们的生活品质带来很好的效果，但是火力发电的过程往往会产生大量的空气污染物，这就需要电厂负责人使用科学合理的烟气处理方式降低该环节的污染程度，文章对目前市面上使用较为广泛的脱硫脱硝技术进行了应用分析，为我国环境保护事业的发展提供可行性的意见。
参考文献
[1] 岳涛，庄德安，杨明珍，邓九兰，张迎春.我国燃煤火电厂烟气脱硫脱硝技术发展现状[J].能源研究与信息，2008，03：125-129.
关键词：烟气脱硫；湿式氨法；石灰石—石膏法
1 引言
我国过度依赖煤炭,造成so2大量排放,so2形成的酸雨严重污染环境,危害农作物生长和土壤环境。烟气脱硫（fgd）是目前国际上普遍采用的一种有效消减so2排放量的技术。
世界各国已开发比较成熟的脱硫技术达上百种,但真正进行工业应用的仅为有限的十几种,其中湿法脱硫工艺应用最广,占世界脱硫总装机容量的85%左右［1］。常见的湿法烟气脱硫技术有石灰石—石膏法、双碱法、碳酸钠法、氨法、氧化镁法等［2］。湿式氨法脱硫尽管目前市场占有份额不多,但由于其是真正可实现循环经济的绿色脱硫工艺,正越来越受到重视［3］。
2 工艺介绍
湿式氨法脱硫工艺最早是由德国克卢伯（krupp koppers）公司于20世纪70年代开发的walther工艺,80年代初得到一定的应用,其中一套装置处理烟气量为750 000m3/h。氨法脱硫工艺起初主要应用于化工行业,并没在电力行业得到广泛应用。随着合成氨工业的不断发展以及经各国多年研究使得原有气溶胶问题得到改进,进入20世纪90年代后氨法脱硫逐步得到工业推广使用。
我国从20世纪50年代起,开始了硫酸行业氨法脱硫技术的研究。1956年我国建立第一套氨法回收硫酸厂尾气中so2的工业规模装置,用氨吸收so2后形成亚硫酸铵-亚硫酸氢铵溶液［4］。随后,我国上海硫酸厂、上海吴泾化工厂等近百套硫铁矿制酸装置都采用氨法脱除尾气中so2,至今仍然采用此法进行尾气处理。
氨法脱硫原理是溶解于水中的氨和烟气接触时,与其中的so2发生反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵进一步与烟气中的so2反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵再与氨水反应生成亚硫酸铵,通过亚硫酸氢铵与亚硫酸铵不断的循环,以及连续补充的氨水,不断脱除烟气中的so2,化学反应式如下：
2nh3+ho2o+so2=(nh4)2so3,
(nh4)2so3+ho2o+so2=2(nh4)hso3,
(nh4)hso3+nh4oh=(nh4)2so3+ho2o。
目前国内成功应用的湿式氨法脱硫装置一般是从硫酸尾气治理中发展来的。以氨法为主的脱硫公司有上海申川、江苏新世纪江南、上海弗卡斯等,各家公司基本上围绕如何更好地控制硫铵气溶胶的生成和逃逸,亚硫酸铵氧化和硫铵结晶等难点,对氨法脱硫体系进行相应改良优化,形成具有各自特色的氨法脱硫技术。
3 氨法脱硫适用性研究
3.1 主要设计参数
某300mw烟气脱硫工程项目,脱硫塔的烟气处理量为1 137 045 nm3/h,处理前烟气温度为130~160℃,so2的浓度为2 830mg/nm3,so3的浓度为39mg/nm3,含水率6.6%,烟尘浓度197mg/nm3,脱硫效率不低于94%,so2排放浓度小于200mg/nm3。
3.2 工艺技术
这里选用单塔氨法脱硫工艺,流程图见图1。具体工艺流程是：锅炉出口原烟气经电除尘器除去99%以上的烟尘后,从吸收塔中部进入吸收塔；吸收液由循环泵打入喷淋管道,经喷嘴喷淋而下,雾化状的吸收液与烟气逆流充分撞击,混合接触反应生成亚硫酸铵；塔顶部的二级除雾器去除脱硫净化后烟气夹带的绝大部分雾滴,使其雾滴含量＜75mg/nm3,净化后烟气由烟囱排出；脱硫产物亚硫酸铵在吸收塔底部被氧化风机鼓入的空气氧化成硫铵；料液取出泵将35%的硫氨溶液从脱硫塔取出后打入母液箱,再进入蒸发结晶器；蒸发结晶器设置有抽真空系统,硫铵溶液在其中70℃左右就达到沸点,比正常蒸发下降了40℃,大大降低了蒸汽用量；蒸发结晶器出口含固量为30%的硫酸铵料浆,经离心机进一步分离,干燥机造粒,就得到含水率低于3%纯度较高的硫酸铵产品(图1)。
石灰石—石膏法工艺是将磨成粉状的石灰石与水混合,搅拌制成30%的吸收浆液,不断补充到吸收塔内；经升压风机增压的原烟气流经烟气换热器(ggh)后温度降至100℃,随即进入吸收塔；循环浆液通过循环泵向上输送,由喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,烟气在塔内向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤,气体和液体得以充分接触以便脱除so2、so3、hcl和hf,同时生成的caso3在吸收塔底部与鼓入的氧化空气发生化学反应,最终生成石膏；吸收塔底部的石膏浆液先在水力旋流分离器中稠化至含固量约为40%,然后排出反应塔,经带式真空过滤机过滤,脱除大部分水得到含水量小于10%的石膏；脱硫后的净烟气经两级除雾器去除水,再返回至ggh进行加热,温度由50℃升至80℃以上,通过烟道进入烟囱排向大气。
这两种脱硫技术由于吸收剂和反应产物粘度大,均存在腐蚀和堵塞现象,这也是湿法脱硫的“诟病”,因此对设备材质要求高。表1是它们的主要工艺技术指标,相比较而言,石灰石—石膏法工艺成熟,设备国产化程度和系统利用率高,而氨法脱硫工艺脱硫效率高,而且脱硫过程中形成的亚硫铵对nox具有还原作用,可同时脱除氮氧化物。石灰石—石膏法缺点是占地面积相对较大,几乎是氨法的两倍；脱硫塔阻力大,需要增压风机,浆液循环量大,耗电量较高；不能很好地脱除so3和nox等污染物。氨法存在的主要问题是排出烟气中的氨生成亚硫酸铵、硫酸铵和氯化铵等难以除去的气溶胶,造成氨损失和烟雾排放；硫铵结晶过程能耗大,加热器材质要求较高。
3.3 经济技术
从表2所示的具体经济技术指标来看,石灰石—石膏法所用的石灰石价格低廉,而氨法脱硫的吸收剂氨的费用较高,占运行成本的比重较大。值得注意的是,随着工艺和设备国产化程度的不断提高,石灰石—石膏法平均单位造价已由20世纪80年代引进国外技术时的1 200元/kw［5］,降到了现在的100元/kw,甚至更低,这使其运行费用主要集中在电耗上。氨法脱硫成本较高,但脱硫副产品的销售收入可以抵消大部分,使其发电成本低于石灰石—石膏法,可以预测当烟气中硫含量更高时,项目完全有可能实现盈利。也就是说氨法脱硫经济效益随烟气中的so2含量的增加而更佳,尤其适合中高硫煤。
3.4 环境特性
氨法对环境适应性广,其副产物主要是化肥,且在工艺过程中无废水和废渣排放,实现资源良性循环利用,将我国烟气脱硫工业与化肥工业密切相结合,使得脱硫剂nh3来自于化肥工业,又回到化肥工业,火电厂的能源环保可形成一个自负盈亏的化肥产业［6］。
石灰石—石膏法暴露出的环保问题较多,首先在脱硫过程中会产生大量的co2,在大气层中超量沉积,将加剧温室效应,导致全球气候变暖,这与我国将建设低碳社会的战略目标相背离。其次脱硫最终产物主要是石膏,其综合利用存在着多方面的制约。目前脱硫石膏主要应用于水泥缓冲剂,但脱硫石膏中尚含有10%的附着水,由于水泥厂的生产设备如料仓、输送设备及计量设备等都是为天然石膏设计的,换成脱硫石膏时,易出现膨料、下料不畅等问题,从而造成设备堵塞。据统计目前我国脱硫石膏的利用率不超过10%,其他大部分抛弃处置,不仅占用了大量土地,也对环境存在极大的威胁。如果要使脱硫石膏可以利用则需增加投入比抛弃处置高约30%的建设费用,而我国天然石膏资源丰富,市场价格不高,因此脱硫石膏不具备竞争优势。脱硫工艺过程中还产生了一定量呈弱酸性的废水,ph值为5.0~6.0,废水水质比较特殊含有石灰石、亚硫酸钙、石膏及煤中的卤素和重金属等,其中部分重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物,处理难度较大［7］。
4 结语
我国合成氨产量位居世界第一,分布面广,氨源丰沛,同时又是世界氮肥第一大国,土壤严重缺硫,硫铵具有较大的市场潜力,因此氨法脱硫技术符合我国“缺硫不缺膏”的国情,相当适合我国脱硫行业应用。尽管现阶段湿式氨法脱硫工艺技术不够完善成熟,但随着科技的发展,相信技术难点会一一得到解决,作为环境友好型工艺其发展前景将越来越广阔。
参考文献：
［1］ 李俊华,陈建军,郝吉明.控制大气污染化工技术的研究进展［j］.化工进展,2005,24(7):703~709.
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