烟气脱硫的技术现状

赵成浩

摘 要：本文主要对我国目前工业上使用的干法、湿法以及其他的烟气脱硫技术的应用现状进行了综述。也对我国其他烟气脱硫技术以及新开发的具有前景的烟气脱硫的试验、应用情况做了简要的介绍，并对我国烟气脱硫技术今后的发展提出了一些看法和方向。

关键词：烟气脱硫；硫污染；脱硫技术

近几十年来，SO2和烟尘污染已经开始危害整个生态系统及建筑物等，已经成为了制约我国经济发展的一个重要环境因素。为了解决这一突出性的问题，世界各国都开始脱硫技术的研究。

一、湿式石灰石-石膏法

此种工艺是用石灰石作为脱硫吸收剂，将石灰石磨成粉状后加水混合搅拌制成浆液，然后由泵将浆液送入烟气吸收塔浆池。从除尘器出来的烟气首先经过气-气热交换器进行降温，然后进入FGD（Flue Gas Desulfurization）吸收塔，在吸收塔里SO2直接和浆液接触并被吸收，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气发生化学反应生成石膏，从而将SO2脱除。脱硫后的烟气经除雾器后，除去携带的细小液滴，再经过烟气再热器加热后经由烟囱排放。脱硫产物石膏浆液从塔中被排浆泵抽出，经脱水装置脱水后加工成建材产品或弃于灰场[1]。

其优点主要包括其由于吸收浆液的循环利用，脱硫吸收剂的利用率高，脱硫效率可达到95%以上，以及其成熟的技术工艺，运行稳定性较高，而且其吸收剂价格低，来源比较广泛，所需要的石灰石在我国大部分地区均有分布。但是其也存在明显的缺点，即占地面积较大，所需要的一次性建设投资也比较多，而且他在吸收硫化物的同时，产生了新的污染，即硫化石膏副产品。脱硫石膏危害很大，其质地松散；阳光暴晒后，脱硫石膏发出恶劣气味；堆积成堆的脱硫石膏在下雨天可能会伴随雨量的增大而倒塌，威胁道路及周围村庄，雨后的脱硫石膏会渗入地表，污染水源，进入食物链。所以，此种脱硫工艺还有很多需要完善和改进的地方，但目前看来，仍是我国主要的脱硫手段之一。

二、喷雾干燥法

本工艺是以石灰作为脱硫吸收剂，将石灰加水消化从而制成消石灰乳，再由泵打入到吸收塔内的雾化装置，从而将石灰乳雾化成细小的液滴，再与烟气混合，使之与SO2发生化学反应产生CaSO3，这样就将烟气中的SO2脱除。同时，由于石灰所带入的水分迅速蒸发，使得烟气温度降低，所得产物和未被利用的石灰以颗粒物形态随烟气而出，进入除尘器。脱硫后的烟气再经过除尘器的除尘后排放。通常情况下，为了提高石灰的利用率，一般是将在除尘器中收集的产物重新加入到制浆系统中，进行循环利用，到达理想的效果[2]。

这种工艺优点颇多，例如其技术工艺相对成熟、系统相对可靠、工艺流程相对简单，并且脱硫率可达85%，美国及西欧的部分国家采用这种工艺，大约占所有脱硫工艺的8%。其缺点是虽然脱硫之后产生的灰渣也可用于制砖、修路，但大部分被抛弃或回填废旧矿坑，也会造成土地浪费及二次污染的情况。

三、钠钙双碱法

这种工艺是以NaOH水溶液吸收烟气中SO2生成Na2SO3为原理，再用石灰乳浆液，即Ca（OH）2浆液使Na2SO3再生为NaOH，再生后混合液经固液分离得到富含NaOH的清液，再打至脱硫塔中循环使用。因钠钙双碱法的吸收过程是用NaOH溶液进行，循环泵、吸收塔以及吸收相关管道的结构腐蚀程度相对较低。并且，因与溶液反应迅速，使吸收过程容易进行，脱硫效率可达95%以上，液气比较低，吸收区的占地面积小，投资也相对较低，这些优点使得该方案已在许多小型热电厂使用[3]。

但其也存在一定缺点，因排出的产物渣浆难以找到合适的利用途径而只能抛弃，这也使有些工程为简化系统而不进行副产物脱水，直接以渣浆的形态用泵打入渣场分区存放，所以导致了二次污染。

四、氨水洗涤法

氨法脱硫工艺是以氨水为吸收剂，其生成副产物为硫酸铵化肥。工艺流程大致为，烟气由锅炉排出，经换热器冷却到90～100℃，再进入预洗涤器，洗涤掉HCL和HF，再經过液滴分离器吸收水滴后进入前置洗涤器，从塔顶喷出的氨水洗涤烟气，吸收SO2将其除去，洗涤后的烟气经排出后，经液滴分离器进行千燥，进入脱硫洗涤器进一步净化，通过洗涤塔顶的除雾器消除雾水，经换热器加热后从烟囱中排出[4]。

在这个过程中所产生的浓度30%左右的亚硫酸铵溶液可以经化肥厂处理生成化肥，或者将溶液浓缩蒸发成固态化肥，也可以直接作为液体肥料。我国氨法脱硫技术更多应用于化工领域，在磷肥、硫酸等行业，氨法脱硫装置已多达上百套。其优点主要是吸收是气一液或气一气复相反应，反应快，吸收剂利用率高，脱硫效率高。相对于钙基脱硫工艺，设备体积小、系统简单、能耗相对较低。脱硫副产品硫酸铵是常用的化肥，副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。

上面简述了几种目前应用较多的脱硫技术工艺。目前，湿式石灰石-石膏法脱硫技术仍是我国应用最为广泛的脱硫技术，其应用早，具有技术成熟，脱硫效率高，运行可靠等优点，但是由于其投资大，系统复杂以及副产物销路不畅等原因，其暴露的缺点日益增多。所以，湿法烟气脱硫中的氨法烟气脱硫由于无二次污染物产生，副产品可作为肥料等优点，可考虑在有条件的地方推广使用。我国在60年代初期就着手于烟气脱硫技术的研究，除了目前应用较多的脱硫技术外，还有多种其他的脱硫工艺，但由于技术、经济等多方面的原因，大多未能在大型工业装置中推广使用。总之，烟气脱硫在环境保护中愈发重要，而我国的脱硫技术目前还有很多需要完善的地方，今后应大力开展符合我国国情、不产生二次污染、副产品可资源化的脱硫技术研究，为改善我国的环境质量作贡献。

参考文献

[1]李青.燃煤电厂二氧化硫污染与治理[J].山东电力技术，2002，（1）.

[2]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].北京：化学工业出版社，2002.

[3]刘宗豪.国内SO2污染现状及治理技术[J].辽宁城乡环境科技，2003，23（1）.

[4]韩宇.烟气脱硫新工艺研究进展[J].节能与环保，2005，（2）.

（作者单位：郑州大学化工与能源学院）