湿法烟气脱硫技术综述

＊靳晓悦 刘雅举＊

（河北农业大学理工学院 河北 061100）

湿法烟气脱硫技术综述

＊靳晓悦 刘雅举＊

（河北农业大学理工学院 河北 061100）

近年来，大气污染问题日益加剧，其根源煤炭是我国最主要的一次能源，随着国家经济的增长，煤炭占我国一次能源消耗的70%以上。煤炭的燃烧产生的SO2是大气的主要污染物之一。SO2的存在对自然生态环境、工农业生产、建筑物都有一定程度的危害。脱除SO2成为环境保护的重中之重。本文将对现有的脱硫技术做出综述，总结各种技术的优缺点，为烟气脱硫技术的选择提供参考。

烟气脱硫；SO2；脱硫技术；FGD

1.引言

我国排放的SO290%均来自于燃煤，近年来，我过每年的SO2排放量超过2000万吨，酸雨污染面积逐步扩大，对于我国农作物、森林和人体的健康也造成巨大伤害，同时也对我国经济、社会的可持续发展构成威胁。因此对SO2排放量的控制极为重要。本文主要针对现阶段湿法脱硫技术做简要的介绍，分析各种脱硫技术的优缺点，以便于作为烟气脱硫技术选择的参考依据。

2.烟气脱硫的主要技术

(1)烟气脱硫主要技术的分类

①按阶段分：

燃烧前：主要是采用物理法对煤进行洗选；

燃烧中:主要是采用流化床方式燃烧；

燃烧后:即烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization 简写为FGD）是目前应用广泛且最有效的脱硫方法。本文主要针对此类方法进行论述。

②按烟气脱硫过程或产物的干湿形态：

干法：电子束辐射发、荷电干试喷射脱硫法（CDSI法）、金属氧化物脱硫法、回流式循环流化床法、活性炭吸附法等。

半干法：炉内喷钙增湿活化法（LIFAC法）、NID（New Integrated

Desulphurization）半干式FGD工艺。

湿法：石灰石(石灰)—石膏法、海水洗涤法、氨水吸收法、氧化镁法、柠檬酸盐吸收法等。

(1)湿法烟气脱硫技术

①石灰石—石膏法

该方法的吸收剂是石灰石或石灰粉浆液, 石灰石经过研磨成细小的颗粒与水均匀混合形成吸收浆液，烟气和吸收浆液在吸收塔内进行气液相接触，在相界面进行反应，烟气中的二氧化硫以及吸收液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，生成最终的产物石膏。大概工艺为分为以下几个步骤：气态二氧化硫与吸收浆液混合，溶解；二氧化硫反应生成亚硫酸根离子；亚硫酸根离子生成硫酸根离子；生成的亚硫酸根离子与吸附剂浆液进行反应生成硫酸盐；最后硫酸盐从浆液中分离。

该法技术成熟，原料易得，且可以采用连续操作，脱硫效率一般达到90%以上,对煤种适应性强，是目前世界上应用最广泛的一种脱硫技术。

它的缺陷在于投资大，产物硫酸钙的溶解度较小，容易发生结垢堵塞；对石灰浆制备要求高；流程复杂，且脱硫剂的利用率偏低；增加了脱硫剂和脱硫产物的处理费用，现阶段石膏资源过剩，已成为二次污染。

②海水洗涤法

海水脱硫技术是利用海水的天然碱度来脱除烟气中SO2的方法。海水洗涤法脱硫的原理是在脱硫吸收塔内以海水作为脱硫剂逆行喷淋洗涤,烟气中的SO2被海水吸收，净化后的烟气经过除雾器的除雾、烟气换热器加热之后再排放，SO2被海水吸收，在洗涤液中发生水解和氧化反应，然后将洗涤液引入曝气池，再通过提升pH值抑制SO2的溢出，经曝气处理后原来的SO32-被氧化成为理化性质稳定的SO42-并使海水的pH值与生化需氧量调整达到排放标准，最后排放进入大海。

该方法的优点是不产生废弃物，具有工艺简单、技术成熟、系统运行安全可靠、脱硫率较为理想和投资运行费用较低等特点，适用于一些沿海国家和地区，某些电厂也用冷却水对二氧化硫进行洗涤。缺点是对周围的水域造成一定影响，对水域的生态环境造成破坏，不适用于环境质量较敏感或者环保要求高的地区。

③氨水吸收法

氨吸收烟气这一方法中，SO2是气—液相或气—气相反应,传质阻力较小，因此反应速度快，氨法近年在常被用于实际生产，经过改进脱硫效率最高可达98%。相对于应用广泛的石灰石法来说，氨吸收法反应速率快，几乎瞬间完成；该过程相对简单，设备占地面积较小；脱硫的副产品硫酸铵是化肥的主要成分，硫酸铵的销售收入能够使运行成本降低；最重要的是该方法可以同时对烟气进行脱硝处理，脱硝其效率在20%～50%，也减少了后续对氮的氧化物处理的费用。

该方法的优点是原料价格偏高且不便于运输，成本偏高；对设备的腐蚀较严重，主要是化学腐蚀、结晶腐蚀和冲刷腐蚀；氨气的逃逸以及会形成气溶胶的问题等。

④氧化镁法烟气脱硫技术

氧化镁法烟气脱硫是用MgO浆液通过喷嘴雾化装置喷进吸收塔，这些小液滴几乎可以覆盖吸收塔的整个断面，和塔内的烟气逆流接触发生反应，烟气中的SO2被吸收经过氧化，最终产物是亚硫酸镁和七水硫酸镁。

与钙法相比镁法脱硫过程优点主要是反应活性高。另外镁法反应产物硫酸镁比钙法产物硫酸钙溶解度高，脱硫系统不容易结垢堵塞。如果采用氧化镁循环工艺，产物的回收方法比较多样化，可以回收SO2制取硫酸，高温煅烧硫酸镁生成二氧化硫和氧化镁，其中MgO循环利用，能基本上解决固体废弃物排放问题。

但是原料MgO产地主要分布于辽宁、山东等地，原料的供应受限；氢氧化镁的水化在国内没有比较完善的体系并且水化率都偏低，水化技术并未广泛应用，可供参考的文献及动力学参数比较缺乏。

⑤柠檬酸盐缓冲和溶液吸收法

柠檬酸盐缓冲溶液吸收法是一种可再生的方法，在吸收过程中，柠檬酸钠溶液从烟气中吸收脱去SO2，被脱出的SO2可以在后续的工艺中转换为元素硫。这一方法需要维持溶液的PH值在3～5之间，柠檬酸盐恰好在这起到了缓冲作用。

优点：该方法为的反应只发生在气液两相中，这两相都是连续相，传质阻力小；该方法的副产物是纯度高达99.5的元素硫，生成的元素硫可以用于生产其他高价值的含硫化合物，可以以此回收成本；产物无二次污染问题，清洁环保等。

缺点：该方法一般只能用于烟气中SO2含量较低的情况，对于二氧化硫含量较高的烟气并不适用，所以应用范围相对较窄；其中涉及到的反应比较多，所以工艺相对繁琐，设计困难；溶液处于酸性条件下，对设备有轻微腐蚀，需要对设备进行维护和检修。

3.结语

随着我国经济的快速发展，环境污染问题也日趋严峻，但是我国仍是以煤炭为主要能源的国家，因此SO2的控制和治理成为热点问题。国家应该采取措施出台相关的政策来控制SO2的排放，积极鼓励相关工厂进行排放后的治理并给予一定的补贴。我国对脱硫的研究也日渐成熟，脱硫技术也日趋完善。但是每种技术都有自身的局限性，客观上讲，没有绝对完美的技术，因此在采取脱硫技术是要权衡利弊，对各种技术进行详细的比较及安全性分析。积极采取措选用取合适的脱硫技术来进行烟气处理，从而实现经济与环境和谐发展。

[1]贾立军,刘炳光．我国烟气脱硫技术综述[J]．盐业与化工,2006, 35(5):35-39．

[2]邓新云,肖怀秋,禹练英．我国燃煤烟气脱硫技术研究进展[J]．广州化工,2008,36(1):24-27．

Summary of Wet Flue Gas Desulfurization Technology

Jin Xiaoyue, Liu Yaju
（Institute of Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Hebei, 061100）

Recently, the atmospheric pollution has become increasingly intensifying and the root-coal is the major primary energy in China, besides, along with the increase of national economy, the coal has covered above 70% of China’s primary energy consumption. The SO2produced from coal burning is one of the main gas pollutants. The existence of SO2has certain degree of damage to natural ecological environment, industrial and agricultural production, buildings. SO2removal has become the priority among priorities for environmental protection. In this paper, it has taken summary of the existing desulfurization technologies,besides, summarized the advantages and disadvantages of various technologies to provide reference for the selection of fuel gas desulfurization technologies.

fl ue gas desulfurization；SO2；desulfurization technology；FGD

T

A

靳晓悦（1996～）女，河北农业大学理工学院；研究方向：化学工程与工艺。

(责任编辑 牛玉娟)

刘雅举（1978～）女，河北农业大学理工学院；研究方向：电子信息技术及应用。

河北农业大学理工基金项目子课题：复杂背景下鹅膏菌属图像的自动识别（编号：LG201636）。