湿法烟气脱硫技术概述

张和平

摘 要：烟气中的SO2严重污染大气环境，破坏生态平衡，危害人类及动植物的健康，导致出现大面积酸雨，腐蚀破坏建筑物，对人类的生存环境和生态环境危害巨大。因此，各国相继研究开发了各种治理技术，致力于对SO2的治理。本文主要对湿法烟气脱硫技术进行了分析探讨。

关键词：烟气脱硫; 工艺和设备; 研究进展

中图分类号：S232文献标识码： A

引言

在相当长的一段时间里，我国的能源将以消耗煤炭的火力发电为主。其装机容量和发电量均占全国的80% 左右，是名副其实的煤炭消耗大户。因此，我国的二氧化硫主要是来自于煤炭的大量燃烧，而火力发电产生的二氧化硫是大气中二氧化硫的主要来源。能够对火力发电中二氧化硫进行合理的控制，就能有效地减少酸雨发生，利于环境保护。对于促进火力发电的长期持续健康地发展，实现经济效益和环境的全面协调发展具有十分重要的作用。

一、系统的组成及设备

1、系统组成

烟气脱硫系统一般由石灰石与浆液制备系统、脱硫系统、石膏脱水系统组成。这三部分需要根据具体的情况而定，可以外购石灰粉直接将其配成浆液，石膏的脱水需要根据市场来确定。烟气脱硫系统包括以下部分：由烟气通道、膨胀节、脱硫风机、换热器和脱硫塔等组成的烟气系统；浆液循环系统，石膏浆的派出系统，强氧化系统，冲洗水系统。

2、系统设备

烟气系统最主要的系统是脱硫风机，其类型有三种：离心风机、动叶/静叶可调轴流风机。各有各的特点，需要根据具体的情况进行选定。由于脱硫风机与锅炉的引风机都是进行串行连接的，所以，它们的选型基本相同。有些时候也可以将他们合并为一台。典型的脱硫系统，风机的配置主要有四种：进口侧、出口侧、处理过的烟气进口侧、出口侧。原烟气进口侧：烟气是干的，温度高，含有大量的粉尘，流量大，风机的容量要大，耗电量高，磨损重。出口侧：温度低，烟气量较少，需要注意两个方面：由于密封气体是湿气，经过反应之后，会腐蚀设备；由于硫风机在出气口侧，原烟气处于负压状态，可能带入部分湿烟气，造成腐蚀。因此都需要进行防腐蚀。净气进口侧：烟气的温度低，为饱和的湿润气，烟气量较小，呈酸性，需要考虑防腐蚀，另外，由于净气侧的压力较大，如果密封性不好，可能造成湿润气泄漏，因此，出气口侧需要做防腐处理。净气出口侧：温度约在80 度左右，湿度较大，气流量较大，气压较大，容易造成净气泄漏，需要考虑进行考虑防腐措施，并会造成脱硫率下降等后果。通过以上的叙述，可以得出：脱硫风机需要优先考虑原烟气进气口，虽然具有风量大、能耗高等缺点，因风机不需要防腐处理，成本相对较低，维护的任务较少，利于生产者的管理，同时，在国内就能够采购，利于实现国产化。

脱硫塔是脱硫系统的核心设备。种类较为繁多，当前使用广泛的是空塔及其类似的设备。空塔是由浆液槽、强氧化喷嘴、浆液搅拌器等组成，浆液槽分为氧化和结晶两个部分，烟气进入之后，与浆液进行充分地接触，完成去尘，去二氧化硫的过程，此过程也叫绝热蒸发过程，高温烟气经过不断地蒸发，然后冷却至绝热饱和状态，经过捕沫器，通过气液分离出塔。

浆液吸收二氧化硫之后，由于重力的作用，进入氧化区，在此完成大部分的反应，并生成亚硫酸盐，然后进行氧化，进入结晶区，结晶成石膏晶体。里面设置有搅拌器，主要是用来提高对其的氧化，防止浆液结晶，保证系统的正常运行，并为石膏地浓缩创造条件。其主要的参数有：气流速度，浆液速度，烟气的温度等。

二、主要的湿法烟气脱硫技术

1、石灰石/石灰湿法脱硫工艺

石灰石/石灰湿法脱硫工艺是最早采用的烟气脱硫工艺之一，广泛应用。根据脱硫产物处理方式的不同，分为石灰石/石灰抛弃法、石灰/亚硫酸钙法和石灰/石灰石-石膏法3 种。石灰石/石灰抛弃法是以石灰石或石灰的水浆液作脱硫剂，在吸收塔内对含有SO2的烟气进行喷淋洗涤，SO2与吸收剂中的碱性物质发生反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙而将SO2除去。副反应产品是未氧化的亚硫酸钙和自然氧化产物石膏的混合物，无法进行再利用，只能以回填法或不渗透池存储法抛弃，占用大量土地面积，把气体污染转化成了固体废弃物污染，副产物得不到回收利用，这在资源日益缺乏的现在不值得提倡。

石灰-亚硫酸钙法是利用石灰或石灰石生成浆料，将烟气通入洗涤剂中，与之反应，形成可利用的亚硫酸钙。石灰/石灰石-石膏法是目前世界上最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，该工艺是用30% 的石灰或石灰石浆与含SO2的烟气在吸收塔内反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后以石膏的形式回收。石灰/石灰石法脱硫技术应用广泛，脱硫效果较好，且石灰石廉价易得，但整个脱硫装置体积庞大，能耗较高，且脱硫后产品绝大多数弃置不用，造成硫资源的浪费，这与当前倡导的循环经济不符。

2、湿式氨法脱硫技术

湿式氨法脱硫即用氨水等氨类碱性溶液作为吸收剂吸收烟气中的SO2的脱硫技术。在氨吸收法中，因吸收液再生方法不同而形成不同的脱硫方法，其中以氨-酸法、氨-亚硫酸铵法和氨-硫铵法比较成熟。氨-酸法是以氨水或碳酸氢铵水溶液为吸收剂来吸收SO2，吸收液亚硫酸盐用酸分解( 如90% ～93%的硫酸) ，得高浓度SO2气体，经氨蒸发、常压冷冻的液化处理，得无色透明的液体SO2，分解后的母液用来制取硫铵。氨-酸法具有工艺成熟、设备简单、操作方便、可副产化肥等优点。但该法需消耗大量的氨和硫酸，对不具备这些原料的冶金、电厂等部门，推广应用有一定困难。氨-亚硫酸铵法以碳酸氢氨等的水溶液为吸收剂，吸收SO2后吸收液不用酸分解，而是直接将母液加工成亚硫酸铵( 简称亚铵) 作为产品。氨-亚硫酸铵法流程简单，可减少硫酸和氨的消耗，且气氨、氨水和固体碳酸氢铵均可作为氨源，既可生产液体亚胺，又可以制取固体亚胺。氨-硫氨法是以工业氨水为吸收剂，将氨吸收后的含亚硫酸铵的母液直接用空气氧化，制得副产品硫酸铵。该法和氨-亚硫酸铵法相比较是一种简便的方法，但副产品硫铵销路不好，存在治理经济不佳的问题。用氨作SO2的吸收剂，与其它碱类相比，主要优点是脱硫费用低，脱硫剂利用率高和脱硫效率高，且吸收剂可以留在成品内，以氮肥的形式使用。但氨易挥发，使吸收剂的消耗量增加。

3、双碱法烟气脱硫技术

双碱法是用碱金属盐类，如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等水溶液作为吸收剂，与含SO2的烟气在吸收塔中接触发生反应，烟气中的SO2被吸收掉，然后脱硫废液在另一反应器中再与第二碱( 通常为石灰石或石灰) 反应，使溶液得到再生，再生后的吸收液循环利用，同时产生亚硫酸钙( 或硫酸钙) 不溶性沉淀。根据脱硫过程中所使用的第一碱和第二碱的不同，双碱法有多种组合，如钠钙双碱法、碱性硫酸铝法等，其中最常用的是钠钙双碱法，它采用纯碱吸收SO2，吸收液用石灰进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物，再生后的吸收液返回吸收系统循环使用。与石灰石/石灰法相比，双碱法的优点是: 钙基脱硫渣在反应池中而非塔内生成，大大减少结垢机会; 钠基清液吸收SO2速率快，故可用较小的液气比达到较高的脱硫率; 对脱硫除尘一体化技术而言，可避免未反应完的石灰颗粒混在沉灰池的灰渣中，而提高石灰利用率。

结束语

总之，对于烟气脱硫技术，还需要进一步改进现有工艺，探索新技术，开发新设备，开发新的脱硫吸收剂和性能优良的新吸附剂，从而强化吸收效果，提高脱硫率，克服现有脱硫工艺及设备的缺陷，降低脱硫费用，以增进其推广应用; 其次，力求使烟气脱硫工艺向着可回收利用和可再生脱硫方向发展，实现绿色、环保、高效脱硫，这也是烟气脱硫技术的发展趋势。

参考文献

[1] 杨慧谷. 烟气脱硫技术主要技术及其应该[J]. 电力环境保护，2006（02）.

[2] 蔡亲颜. 国外主要脱硫技术的介绍及应用[J]. 电力技术，2007（13）.

[3] 妖彤. 美国电力脱硫新技术的应用及标准[J]. 电力环境保护，2008（02）.