燃煤锅炉烟气脱硫技术

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【摘 要】本文介绍了湿法脱硫和干法脱硫技术各自的特点及几种主要脱硫技术的原理，并介绍了目前普遍采用的烟气脱硫除尘为一体的工艺流程。

【关键词】锅炉；烟气；湿法脱硫；干法脱硫

煤炭在我国一次能源消费结构中占70%以上，耗煤量约30亿t/a，由此导致大量的二氧化硫排放，对环境造成严重的污染。为了减轻污染，改善人类的生存环境，同时促进工业的发展，我国对烟气脱硫技术进行了大量的研究，有些由于其可行性和经济性等原因而未能得到推广使用。现阶段已大量应用于工业的主要烟气脱硫技术根据所用的吸收剂（反应剂）或吸附剂的不同，分为湿法脱硫和干法脱硫两种方式。

1 湿法脱硫

湿法脱硫是用液体作吸收剂吸收烟气中的二氧化硫的方法。该法所需设备小、投资低、操作方便、脱硫效率高。但烟气经过湿法脱硫后，温度低、湿度大，排出后会笼罩在烟囱周围地区，且难以扩散。根据所使用的吸收剂的不同，湿法脱硫主要分为氨法、钠法、钙法、双碱脱硫法等。

1.1 氨法

氨法是用氨水为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，其吸收率达80%～90%，中间产物为亚硫酸铵和硫酸铵，该法适用于火电厂锅炉烟道气的处理和氨来源充沛的地区。采用不同的方法处理中间产物，回收硫酸铵、石膏和单体硫等副产物。

1.2 钠法

钠法是用氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠水溶液为吸收剂，吸收烟气中的二氧化硫。因为该法具有对二氧化硫吸收速度快，管路和设备不容易堵塞等优点，所以应用比较广泛，吸收液可经无害处理后弃去，或经适当方法处理后获得Na2SO4晶体、CaSO4・2H2O和S等副产物。

1.3 钙法

钙法又称石灰―石膏法，是用石灰石、生石灰或消石灰的浮浊液为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，生成的亚硫酸钙经空气氧化后可得到石膏。该法所用的吸收剂价廉易得，回收的大量石膏可用作建筑材料，由此被国内、外广泛采用，特别是适用于电石法生产PVC的企业，可利用电石渣液作为吸收液，其脱硫率达75%左右。

1.4 双碱脱硫法

双碱脱硫法即用氢氧化钠作为脱硫剂，氢氧化钙作再生剂。其脱硫率达80%，反应产生的石膏可再利用，氢氧化钠可作为脱硫剂循环使用。对于氨法、钠法、钙法及双碱脱硫法，如果需要回收中间产物，必须先进行除尘再脱硫；如不回收中间产物，脱硫除尘可同时进行。如现普遍采用的脱硫除尘为一体的水膜除尘脱硫塔，旋流塔烟气脱硫除尘技术，还有花岗岩水膜旋流高效脱硫除尘技术。其主要的工艺流程为将含有二氧化硫的烟气送入吸收塔。吸收液由塔顶进入，使烟气与碱性水充分接触，生成物从吸收塔下部流出，上清液可重新自塔顶送入循环使用。当碱性水饱和后，要将其排出，并换入新的碱性水。由于碱性水与二氧化硫的反应产物易结晶析出而堵塞喷头，影响布水的均匀性。现开发的旋流塔烟气脱硫除尘技术，即烟气通过旋流板上一定角度的缝隙时所产生的旋流来切割连续送入的碱性水，使水分散成雾状液滴。液滴与烟气充分接触，液滴中的碱性水与烟气中的二氧化硫起化学反应，把二氧化硫生成物由气相移入液相。这种布水方式的优点是结构简单，对水质要求不高，避免了碱性物质结垢等原因导致进水管端与旋流板缝隙处结垢，不影响布水的均匀性，可供水量大，随水进入的脱硫成分有保证。但碱性水的腐蚀是推广湿法脱硫的主要障碍，有待解决。

2 干法脱硫

干法脱硫采用固体粉末或颗粒为吸附剂（或反应剂）。干法脱硫后，烟道气仍具有较高的温度 （100℃以上），排出后易扩散，但设备庞大、投资高、脱硫效率低、技术难度也较大。干法脱硫主要有活性炭法、活性氧化锰吸收法、催化氧化法以及还原法等。常用的有活性炭法和催化氧化法。

2.1 活性炭法

活性炭法是利用活性炭的活性与较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与氧及水蒸气反应生成硫酸而被吸附：2SO2+2H2O2H2SO4。在吸附设备中，由于活性炭的工作状态不同，可分为固定床、移动床和流动床活性炭脱硫法等。用水洗脱吸在活性炭表面上的硫酸，其吸收率达98%，回收产物为15%～17%的稀硫酸。水洗脱吸固定床活性炭脱硫设备主要为5个活性炭吸附器，其中4个吸附器进行通气吸附、1个进行脱吸处理，轮换使用，其流程见图1。

2.2 催化氧化法

2.2.1 以氧化铝为载体，氧化铀、硫酸钾或五氧化二钒等为催化剂，使二氧化硫氧化成无水或78%的硫酸。该法是在高温条件下进行的操作，所需费用较高。但是由于技术上比较成熟，目前国内外对高浓度二氧化硫的烟气治理多采用此法。

2.2.2 煤在炉内燃烧过程中进行脱硫，即在煤中加入固硫剂，使煤在燃烧过程中产生的硫氧化物立即与固硫剂结合，转化为硫酸盐类，固定在炉渣中而不以气态硫氧化物的形式排入大气。其原理是：在固硫添加剂中加入强氧化剂，使二氧化硫转化成三氧化硫，并借助添加剂中的催化剂的作用使三氧化硫生成硫酸盐而进入炉渣中。该种方法方便、经济、简单，固硫添加剂直接与原煤混合入炉，不需要另设脱硫装置就可达到环保的要求。如甘肃某公司生产的固硫添加剂，由60%～98%的固硫剂和2%～40%的固硫催化剂制成。实验证明，煤中的硫质量分数为3%时，尾气中的二氧化硫削减量为47%～57%；含硫质量分数低于1.5%时，该削减量可达65%。

以上所列举的锅炉烟气脱硫技术是现阶段普遍采用的脱硫技术。我国当前和今后一段时期的能源仍以煤为主，随着经济的发展，能源的消耗将有很大的增加。相应地，二氧化硫的排放量也将增加，企业应根据实际情况选择合理的脱硫技术，还应该积极开展从烟气中回收二氧化硫，特别是回收低浓度二氧化硫的科学研究工作，争取在较短的时间内控制和消除二氧化硫烟害，保护环境、造福人类。

【参考文献】

[1]都吉明，王书肖，陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[S].北京：化学工业出版社，2001.

[2]蒋少军.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术[J].化学工业与工程技术，1998，19（2）：33～36.

【Key words】Boiler； The flue gas； Wet desulphurization； Dry desulfurization