脱硫技术

脱硫技术（共12篇）

脱硫技术 篇1

当前, 全球范围内的大气污染还很严重, 在进行工业生产的过程中, 会产生有害气体, 这也使得大气污染加剧。随着人们环保意识的提高, 大气污染治理的问题越来越受到关注。我国的工业在生产的过程中, 会燃烧化石燃料, 这会产生大量危害大气的气体, 因此, 为了减少大气污染, 就需要对这些气体进行处理, 传统的处理等方法为烟气脱硫技术, 不过随着科学技术的发展, 研制出了更具经济、环境及社会效益的方法, 脱硫脱硝除尘一体化技术。

1 烟气脱硫技术

1.1 湿法烟气脱硫

在利用湿法烟气脱硫技术时, 要借助碱性溶液或浆液来实现, 将其作为吸收剂, 有效的实现脱硫。在利用此种方法进行脱硫时, 具有非常高的效率, 而且吸收剂的利用率也比较高, 不过, 在利用湿法烟气脱硫时, 操作流程非常长, 而且环节也比较多, 在脱硫的过程中会产生一定量的生产废水, 如果处理不当, 会造成二次污染。

1.2 干法烟气脱硫

干法烟气脱硫是将吸收剂与二氧化硫一同放进反应器中, 二者反应完成之后进行干燥, 最终实现脱硫。干法烟气脱硫在操作时比较简单, 所需花费的成本比较少, 不过脱硫率比较差, 吸收剂的利用率也不高。

1.3 电子束烟气脱硫

如果从工艺上来看, 电子束烟气脱硫是干法烟气脱硫的一个分支, 不过, 由于该种方法具有较高的科技含量, 因此在实际的脱硫中也有广泛的应用。所谓电子束烟气脱硫, 是指将烟气用高能电子束照射, 从而通过辐射反映实现脱硫。在利用电子束烟气脱硫的过程中, 废水、废渣等都不会额外产生, 而且副产品还可以用作化肥。

1.4 海水烟气脱硫

海水烟气脱硫主要是利用海水中含有的物质, 烟气中的二氧化硫通过与海水中的物质发生反应, 生成硫酸盐, 硫酸盐能够被分解, 流回大海之后并不会造成海水污染。

2 烟气脱硫脱硝除尘一体化技术

2.1 碳基材料法

碳基材料是一种吸附剂和催化剂, 具有非常优良的性能, 可以实现再生利用。当前, 碳基材料主要有四种类型:活性炭、活性焦、活性炭纤维、活性半焦。活性炭具有较强的吸附功能, 烟气中所含有的二氧化硫、氮氧化物等都可以被很好地吸附, 同时, 烟尘粒子等也可以被活性炭吸附。活性焦在进行脱硫时, 所主要依赖的也是吸附功能。利用碳基材料法进行脱硫脱硝除尘, 可以实现小投资大收益, 而且操作起来比较简单, 另外, 该种技术还节省占地面积。

2.2 臭氧氧化法

在脱硫脱硝除尘一体化技术中, 最为重要的一个步骤是二氧化硫和氮氧化合物的氧化。利用臭氧氧化法, 可以使该步骤的氧化效果提升, 另外, 该种技术还可以同时脱除锅炉烟气多种污染物。

2.3 脉冲电晕法

所谓脉冲电晕法, 是指在两端的电极上加上高电压, 当电极附近存在气体介质时, 高电压会产生局部击穿, 这样就会产生放电现象, 进而获得非热平衡等离子体。在非热平衡等离子体体内, 高能活性粒子的数量比较多, 在普通条件下, 有些化学反应是很难进行的, 不过, 通过高能活性粒子, 这些化学反应都可以实现, 从而有效的将烟气中蕴含的污染物予以脱除。现今, 在该项技术的研究方面, 已经取得了非常好的成果。

2.4 金属氧化物催化法

在进行烟气脱硫脱销时, 采用金属氧化物催化剂, 通过金属氧化剂的催化作用, 将脱硫脱硝的活性进行有效地提高, 不过在这个过程中, 脱硫率比较好, 脱硝率比较差, 因此好需要进行进一步的研究。当前, 我国已有的金属氧化物催化剂有氧化铜、氧化铝等, 不过, 鉴于此种方法的脱硫脱硝率不理想, 因此还需进行进一步的研究, 同时, 新型的催化剂也在不断地进行研制。

2.5 氯酸氧化法

这是一种湿法脱硫脱硝除尘一体化技术, 对于脱硫与脱硝工作, 该种方法可以同时进行, 而且二者脱除的效率都比较高。氯酸钠在经过电解作用之后, 就可以产生氯酸, 在烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行氧化时, 通过氯酸氧化法, 可以有效地实现脱硫脱硝除尘。不过, 在利用该种方法实现脱硫脱硝除尘一体化技术时, 由于具有强氧化性, 很容易对使设备受到强腐蚀的危害。另外, 通过氯酸氧化法进行氧化, 氧化剂需要进行回收, 吸收废弃之后的溶液也需要进行科学处理, 然而, 这两项工作还比较难以开展。

3 结语

现阶段, 无论是国外还是国内, 脱硫技术都已经发展的比较成熟, 不过脱硝技术发展的还不完善, 正处于研究的阶段。不过, 单纯的对烟气进行脱硫还无法实现良好的保护大气环境, 必须要实现脱硫脱硝一体化。同时, 在一体化技术中还要加入除尘技术, 避免烟尘粒子危害大气环境。在对脱硫脱硝除尘一体化技术研究的过程中, 要十分注意避免二次污染的产生, 当前, 该项一体化技术发展的还不完善, 还需进行大力的研究, 以便于改善脱硫脱硝除尘一体化技术, 从而更好的实现环境保护。

摘要：在化石燃料燃烧的过程中, 会产生大量的酸性气体, 比如二氧化硫、氮氧化物等, 这些气体的产生将会对大气造成严重的污染。为了减少有害气体对大气的污染, 采用烟气脱硫技术, 在传统的烟气脱硫技术中, 包含湿法、干法、半干法等, 不过, 经过多年的研究, 一些新的脱硫脱硝技术已经出现, 由此有了脱硫脱硝除尘一体化技术的研究。

关键词：脱硫,脱硝,除尘,一体化

参考文献

[1]赵娜, 吕瑞滨.烟气脱硫脱硝一体化技术的现状与展望[J].中国资源综合利用, 2011, (10) :31-33.

[2]徐娇霞, 丁明, 尤振丰, 等.玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术探讨[J].玻璃, 2013, (05) :43-45.

脱硫技术 篇2

石灰石（石灰）—石膏湿式洗涤法脱硫工艺

石灰石（石灰）—石膏湿式洗涤法脱硫工艺是最典型的湿法脱硫工艺。此工艺的主要特点是：脱硫效率高达95％以上；技术成熟，运行可靠性高，国外火电厂投运率一般可达98％以上；对煤种变化的适应性强，适用于任何含硫量的煤种；占地面积较大，一次性建设投资相对较大；吸收剂资源丰富，价格便宜；脱硫副产物便于综合利用。

石灰石（石灰）—石膏湿式洗涤法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺，特别在美国、德国和日本，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80％以上，应用的单机容量已达100万千瓦。

喷雾干燥法脱硫工艺

喷雾干燥法是典型的半干法脱硫工艺，以石灰为脱硫吸收剂。石灰经消化并加水制成消石灰乳，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3，烟气中的SO2被脱除。

喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85％。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围，约为8％。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。

烟气循环流化床脱硫工艺

烟气循环流化床脱硫是近年发展较快的半干法脱硫工艺。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其他对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由于吸收剂反复循环达百次之多，利用率较高。

此工艺所产生的副产物呈干粉状，适合作废矿井回填、道路基础等。典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2％左右，钙硫比不大于1.3时，排烟温度约70℃，脱硫率可达90％。此工艺在国外目前应用在10-20万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫改造。

炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺

炉内喷钙脱硫工艺属干法，利用烟气载热完成钙基脱硫剂的煅烧过程，煅烧后的脱硫剂与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。该脱硫工艺系统简单，投资低，但脱硫效率也很低。因而，出现了其改进型的工艺，即炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺，在炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺的基础上增加了增湿段，提高未反应脱硫剂的活性，从而使之继续参与脱硫反应。该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量达30万千瓦。

海水脱硫工艺

海水脱硫工艺是利用海水的碱度实现脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。

海水脱硫工艺适用于靠海边、海水置换条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。

电子束法脱硫工艺

该工艺流程由排烟预除尘、烟气冷却、喷氨、电子束照射和副产品捕集等环节组成，可同时脱硫脱硝，但脱硫效率很低。脱硫脱硝的副产物是粉状微粒硫酸氨（NH4）2SO4和硝酸氨NH4NO3的混合粉体，是农业生产用化肥，但其使用的安全性应当验证。

催化裂化烟气脱硫技术对比分析 篇3

【关键词】催化裂化；烟气脱硫；催化剂

近年来，随着国家经济不断发展，对石油的需求量逐渐增加，国内外开发了选择性加氢脱硫、吸附法脱硫工艺和恢复组合工艺等多种催化裂化石油脱硫新工艺，很多国内外工艺技术只有少部分采用催化烟气脱硫外，其它的都是低压固定床加氢工艺，通过优化工艺条件最大程度的降低烯烃的饱和以及因烯烃饱和而带来的辛烷值损失。除了优化工艺条件，各公司都在不断发展其特定的技术，而且这些技术在不同程度上都能很好地降低辛烷值损失。然而，汽油中的硫化合物会使汽油自身安定性变差，腐蚀发动机，促进颗粒物PM、NOX和SOX的排放，严重污染环境，影响人类健康。面对日益严格的硫含量标准和人们环保意识的增强，如何有效降低汽油中的硫含量，进一步生产超低硫或无硫汽油成为界内人士研究的热点。

1、催化裂化烟气脱硫技术

烟气脱硫选择合理的吸收剂，合理的运行程序。成本可以大大降低，使用氢氧化镁做脱硫剂，相比使用氢氧化钠做脱硫剂，每年仅在药剂方面就成节省成本成本1000万元。

运行优化，严格控制烟气排放量，烟气脱硫技术使烟气排放全部达标，二氧化硫气体比之前减排5000吨，极大的改善大气环境，符合国家可持续发展道路。

工艺指标稳定，新工艺的探索，新技术的改造消除装置瓶颈，使烟气脱硫方法更加可靠。

适宜的催化剂体系：催化剂开发思路为采用较大的活性相尺寸，尽可能多的CoMoS-II类活性相，需要减弱金属与载体的相互作用，从而形成更好的Co-Mo配合。

2、催化裂化烟气脱硫技术分类

按吸收剂的种类和脱硫废渣的形态，以及操作不同可分为干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术、湿法烟气脱硫技术和镁法烟气脱硫技术，这四种方法是目前应用广泛的脱硫方法。

2.1干法烟气脱硫技术，在脱硫过程中不用加水，应用干粉状吸收剂和颗粒吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，将二氧化硫转化为硫化物或脱硫渣中，吸收剂在吸收过程中和反应后的产物都没有液体，所以称为干法烟气脱硫，系统中始终都是干态，没有污水废水产生。所以干法烟气脱硫技术优点就是无废水污水产生，对环境不会造成污染，且干法烟气脱硫占地面积小、不易腐蚀、设备简单、投资较低。适用于干旱缺水的地区的石油脱硫。但干法的缺点是脱硫效率较低。

2.2半干法烟气脱硫技术，半干法烟气脱硫技术有扩散效果明显、产物为干态没有水污染、排气温度稳定、占地面积也小、工艺简单投资低、易处理等优点。半干法烟气脱硫技术缺点是脱硫剂利用率低、脱硫的效率低、脱硫后的产品是混合物。且吸附反应仅在吸附剂表面反应，进入内部耗时长，所以需要大量的吸附剂和大型的吸附设备。半干法烟气脱硫技术又分喷雾干燥法、粉末颗粒喷动床法、烟道喷射法、半干半湿法。

2.3湿法烟气脱硫技术。湿法煙气脱硫技术是用液体吸收烟气中的二氧化硫。根据过程不同又分燃烧前脱硫过程、燃烧中脱硫过程和燃烧后脱硫过程。烟气脱硫技术是目前最普遍的脱硫方法，湿法烟气脱硫技术也得到美国环保局和很多企业认可，是目前最成熟且应用广泛的脱硫工艺。

2.4镁法烟气脱硫技术，为了减少脱硫工艺中二氧化硫排放量达到环保目的，一些公司研究了镁法烟气脱硫技术。法烟气脱硫工作原理是利用氧化镁浆液来吸收排放烟气中的二氧化硫，生成水和亚硫酸，去除烟气中的二氧化硫。

3、其他脱硫技术的对比

此外还有一些公司在节约成本、降低排放、脱硫能力等方面研究出的新型脱硫方法。

3.1SCANfining技术是由美国ExxonMobil公司开发，采用固定床加氢技术，可以直接处理全馏分汽油，通过对反应条件合理的设置，采用特殊催化剂体系，保证深度脱硫的同时，烯烃损失率大大降低，据称烯烃损失率比传统加氢脱硫催化剂由80%降到20%，工艺流程是在预处理反应器中脱二烯烃后，进入加氢脱硫反应器。

3.2康菲石油公司的S-Zorb工艺应用在催化汽油硫的脱除中，可以脱除99%的硫。具有良好的脱硫效果。在气相汽油分子与吸附剂的接触中，含硫化合物分子的硫原子保留在吸附剂上，烃类部分从吸附剂中脱附出来回到气体中。脱硫过程中，由于最终没有硫化氢气相存在，可以避免硫化氢与烯烃反应生成硫醇，导致硫含量增加。此技术将汽油中硫含量从800mg/kg降低到10mg/kg以下，具有良好的脱硫效果。而且此技术无需使用高纯氢气，因此投资少，操作的成本低。中石化在该技术上获得全球知识产权，国产吸附剂在研究上也取得了突破，而且已实现国产化。

脱硫技术 篇4

燃煤火电厂的二氧化硫排放量约占全国总排放量的40%, 为遏制酸雨污染的进一步发展, 国家颁发了《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-1996) , 出台了一系列促进火电厂二氧化硫控制的法律、法规和政策, 并采用多种措施加快二氧化硫治理。脱硫技术种类繁多, 国内外工业应用较为广泛的只有十几种, 对脱硫技术的全面了解是选择脱硫技术的关键所在。本文挑选6种典型的、具有代表性的烟气脱硫技术, 对其做比较深入的分析, 为业主选择适合自己条件的脱硫技提供参考。

1、常规脱硫技术

1.1 石灰石/石灰—石膏湿法

石灰石/石灰—石膏湿法是当今世界最成熟、使用最为广泛的烟气脱硫技术。

除尘后的锅炉烟气经增压风机增压, 通过气-气热交换器交换热量降温后从底部进入脱硫塔, 与石灰石浆液发生反应, 除去烟气中的SO2。净化后的烟气经除雾器除去烟气中携带的液滴, 通过气-气热交换器升温后从烟囱排出。反应生成物CaSO3进入脱硫塔底部的浆液池, 被通过增氧风机鼓入的空气强制氧化, 生成CaSO4, 继而生成石膏。为了使生成的石膏不断排出, 新鲜的石灰石/石灰浆液需连续补充, 才能得到纯度较高的石膏。

1.2 旋转喷雾干燥法

此方法也是一种应用较多的烟气脱硫方法。

经破碎后石灰在消化池中经消化后, 与再循环脱硫副产物和部分煤灰混合, 制成混合浆液, 经浆液泵升压送入旋转喷雾器, 经雾化后在塔内均匀分散。一般雾粒直径要求小于100μm。热烟气从塔顶切向进入烟气分配器, 同时与雾滴顺流而下。雾滴在蒸发干燥的同时发生化学反应吸收烟气中的SO2。净化后的烟气经除尘器除尘后从烟囱排出, 脱硫后固体产物大部分从脱硫塔底部排出。为了提高脱硫剂利用率, 脱硫塔底部排出的灰渣和除尘器收集的飞灰一部分再循环使用, 一部分抛弃。

塔内吸收剂雾滴经恒速干燥阶段和降速干燥阶段。在反应开始阶段, 吸收浆液雾滴存在较大的自由液体表面, 液滴内部分子处于自由运动状态, 水分由液滴内部很容易移到液滴表面, 补充表面失去的水分, 以保持表面饱和, 蒸发速度仅受热量传递到液体表面的速度控制, 单位面积的液滴蒸发速度大且恒定。随着蒸发继续进行, 雾滴表面的自由水分减少, 内部粒子间的距离减小。当液滴表面出现固体时, 蒸发受到水分限制, 开始降速干燥阶段。在脱硫剂液滴蒸发完成后, 液相反应停止, 气固反应继续进行, 但反应速度减慢。因此要求液滴干燥不能太快, 否则液相反应时间缩短, 降低脱硫效率;但干燥时间过长会导致液滴撞到塔壁即粘壁沉积, 降低脱硫剂的利用率。

1.3 炉内喷钙尾部增湿活化法

用空气将石灰石粉喷入锅炉炉膛850～1250℃区域, 由于反应在气固两相间进行, 速度较慢, 脱硫剂利用率低。CaSO3、CaSO4、飞灰和未反应的脱硫剂随烟气进入活化反应器, 把炉内未反应完的Ca O通过雾化水活化成在低温条件下活性很高的Ca (OH) 2, 然后与烟气中剩余的SO2反应, 净化后的烟气从塔底排出。为了防止低温腐蚀, 在活化器和除尘器之间增加烟气再热装置, 然后经过除尘器从烟囱排出。在活化器内大颗粒物料会落在底部, 由收料机收集后加到活化器前的垂直烟道中进行再循环。除尘器收集来的脱硫副产物和飞灰的混合物由气力输送装置集中送到灰库, 灰库出灰的一部分通过风机送去再循环, 以提高脱硫剂的利用率, 剩余的可做筑路或建筑材料。

1.4 烟气循环流化床脱硫技术

锅炉排出的未经除尘或经除尘后的烟气从脱硫塔底部进入, 脱硫塔下部为一文丘利管, 烟气在喉部得到加速, 在渐扩段与加入的消石灰粉和喷入的雾化水剧烈混合, Ca (OH) 2和烟气中的SO2、SO3、HCl和H F等发生化学反应, 生成C a S O3、C a S O4、Ca Cl2、Ca F2等。同时烟气中有CO2存在, 还会消耗一部分Ca (OH) 2生成CaCO3。净化后的烟气在脱硫塔出口烟尘质量浓度高达1000g/m3, 进入除尘器前先经过一个百叶窗式分离器, 该百叶窗式分离器的除尘效率为50%左右。经静电除尘后的烟气温度在70～75℃, 不必再热, 可直接从烟囱排出。从百叶窗分离器及静电除尘器下部捕集的干灰, 一部分送回循环脱硫塔的再循环灰入口, 另一部分送至灰库。

在脱硫塔底部设计喉部段是为了使气流在整个容器内达到合理分布, 气流首先在文丘利管喉部被加速, 而再循环物料、新鲜的Ca (OH) 2粉和增湿水均从渐扩段加入, 和烟气充分混合后进入脱硫塔柱形段并进行热量交换和化学反应。烟气在脱硫塔内的停留时间为3s左右, 通过固体物料的多次循环, 脱硫剂在塔内的停留时间长达30min, 极大地提高了脱硫剂的利用率和脱硫效率。

1.5 荷电干式吸收剂喷射脱硫技术

荷电干式吸收剂荷电喷射脱硫系统主要包括一个吸收剂喷射单元, 一个吸收剂给料单元及SO2监测器和计算机控制系统。主要设备有预除尘装置、吸收剂给料装置、高压电源、喷枪主体和过滤分离装置。熟石灰吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区 (电压一般为45～70k V) , 使吸收剂得到强大的静电荷 (通常是负电荷) 。由于吸收剂带同种电荷, 因而相互排斥, 很快在烟气中扩散, 形成均匀的悬浮状态, 使每个吸收剂粒子的表面都充分暴露在烟气中, 与SO2的反应机会大大增加, 从而提高了脱硫效率。并且荷电吸收剂粒子的活性大大提高, 降低了同SO2完全反应所需的滞留时间, 一般在2s中左右即可完成化学反应。脱硫反应产物、未反应完的吸收剂及烟气中的飞灰进入电除尘器净化, 捕集后送往灰场, 净化后的烟气由引风机引出经烟囱排出。

除提高吸收剂化学反应成效外, 荷电干式吸收剂喷射系统对小颗粒 (亚微米级) 粉尘的清除效率也很有帮助, 带电的吸收剂粒子把小颗粒吸附在自己表面, 形成较大颗粒, 提高了烟气中尘粒的平均粒径, 这样就提高了相应除尘设备对亚微米级颗粒的去除效率。

1.6 电子束照射烟气脱硫技术

电子束照射烟气脱硫系统主要由电子束系统、冷却塔、副产品收集系统构成。设备主要有直流高压电源、电子加速器、窗箔冷却器、静电除尘器及袋式过滤器。影响脱硫效果的主要因素有热化学反应、反应器内烟气温度、烟气含水量、NH3的添加量及电子束辐照剂量。热化学反应对SO2总脱除率贡献较大;SOX和NOX的去除率随烟气温度升高而下降;脱硫效率随NH3添加量的增加而上升;脱硫和脱氮效率随辐照剂量的增大而增加。SO2脱除效率随烟气含水量的增大而上升, 这是因为烟气中的水分子受电子束激发产生的OH3和HO23自由基对SO2的氧化起着主要作用。此外, 烟气含水量的增大有利于增加液相反应几率, 促进气溶胶的成核、生长, 也有利于烟气中SO2的脱除。

2、生物脱硫技术

常规脱硫技术存在的最大问题是副产大量含重金属离子的废石膏, 很容易造成二次污染;而以PDS、ADA法为主的湿法脱除硫化氢的技术需要消耗较多的催化剂, 而且脱硫深度不够。而近年很多采用的生物脱硫技术, 脱除气体中的二氧化硫或硫化氢, 并制备单质硫资源, 可实现废弃物资源化/无害化/高值化。目前常用生物脱硫方法是浸出法、表面氧化法和气体生物脱硫法:

2.1 生物浸出脱硫

生物浸出法就是利用微生物的氧化作用将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸, 硫酸溶于水后将其从煤炭中排除的一种脱硫方法。

该法优点是装置简单, 只需在煤堆上撒上含有微生物的水, 通过水浸透, 在煤中实现微生物脱硫, 生成的硫酸在煤堆底部收集, 从而达到脱硫的目的。为提高浸出率, 开发了用于生物浸出的反应器 (空气搅拌式、管道式、水平转筒式等) 。该法研究历史较长, 技术较成熟。由于是将煤中硫直接代谢转化, 当采用合适的微生物时, 还能同时处理煤中无机和有机硫, 理论上有很大应用价值。其缺点是处理时间较长 (数周) 。原因是所用的硫杆菌属于自养型微生物, 生长速度慢。

2.2 表面处理法

这是一种将微生物技术与选煤技术结合起来, 开发出的一种微生物浮选脱硫技术, 即微生物表面处理法。该法是把煤粉碎成微粒, 与水混合, 在其悬浮液下通入微细气泡, 使煤和黄铁矿表面均附着气泡, 在空气和浮力作用下, 煤和黄铁矿会一起浮到水面。但是, 如果将微生物加入悬浮液中, 由于微生物附在黄铁矿表面, 使黄铁矿表面由疏水性变成亲水性。与此同时微生物却难以附着在煤粒表面, 所以煤表面仍保持疏水性。这样煤粒上浮, 而黄铁矿则下沉, 从而把煤和黄铁矿分离, 达到煤炭中脱除黄铁矿的目的。

该法优点是处理时间短, 当采用对黄铁矿有很强专一性的微生物 (如氧化亚铁硫杆菌) 时, 能在数秒钟之后就起作用, 抑制黄铁矿上浮, 整个过程几分钟就完成, 脱硫率较高。该法与浸入法相比, 煤炭回收率较低。

2.3 气体生物脱硫

气体生物脱硫的基本原理主要包括三个核心步骤:首先用水溶液将烟气中的SO2生物化学吸收到溶液中, 然后利用厌氧微生物将SOx分别还原成S2-, 再利用硫选择性氧化菌将S2-氧化成单质硫。

在该工艺中, SOx厌氧生物还原为硫化氢和硫化氢生物选择性氧化成单质硫最为关键, 前者主要受微生物种类、电子供体种类、COD/S比和生物反应器内部结构等影响;后者主要受微生物种类、反应器内部结构等影响。这些方面直接决定新工艺工业化的可行性。

与传统脱硫技术相比, 生物脱硫技术具有如下优点:

(1) 生物脱硫技术在吸收过程中, 将有超过95%的二氧化硫被吸收到液相中, 而且能够同时将烟气中绝大部分粉尘、汞等重金属离子去除, 可以实现多污染一步去除;

(2) 生物脱硫技术通过生物催化反应, 直接将烟气中绝大部分二氧化硫转化成我国非常短缺的硫黄资源进行回收;

(3) 生物法脱硫, 可直接以有机废水或废渣为电子供体, 既满足生物脱硫对电子供体的需求, 又处理了有机废水或废渣, 以废治废, 因此特别适合化工和石化企业废气脱硫;

(4) 生物脱硫技术不使用石灰作为吸收物, 不仅有效避免了固体废弃物的产生, 而且没有石灰粉尘污染, 属于国际上优先选用的绿色技术。

3、结语

我国对绿色化学方面的研究工作, 远不如国外开展的广泛和深入。国际上还建立许多与绿色化学有关的网站。而国内绿色化学方面的资料不多, 特别是绿色化学在煤炭加工和资源二次回收利用方面的应用研究的论文很少。随着我国对绿色煤炭生物加工技术重视和研究工作的不断深入, 建立在绿色化学基础上的绿色选煤技术也会在煤炭加工与综合利用以及煤矿环境与生态保护等方面发挥更大的作用。

摘要：分析了多种国内火力发电厂常见的脱硫技术与新型生物脱硫技术, 从脱硫效果、使用经济性、环保性等角度进行比较, 生物脱硫技术可实现废弃物资源化、无害化、高值化, 并比常规脱硫技术进一步减少脱硫的二次污染。

常用的烟气脱硫技术 篇5

一、湿法烟气脱硫技术（WFGD）

吸收剂在液态下与SO2反应，脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定，但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。

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。

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。

1、石灰石/石灰-石膏法

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。这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。

2、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。

3、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。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。

二、干法烟气脱硫技术（DFGD）

脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低，但脱硫效率较低。

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，具有设备简单、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、无污水处理系统等优点。缺点： 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炭吸附法、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。

1、活性炭吸附法

原理：SO2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫（SO3），再与水反应生成 H2SO4，饱和后的活性炭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S，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。

2、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。

3、荷电干式吸收剂喷射脱硫法

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，不产生废工业烟气脱硫技术研究进展水废渣，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%，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。

4、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，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。

三、半干法烟气脱硫技术（SDFGD）

半干法烟气脱硫技术（SDFGD）半干法吸取了湿法和干法的优点，脱硫剂在湿态下脱硫，脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。

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-颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。

1、喷雾干燥脱硫法

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CaSO4、CaSO4，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。

2、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）2：水溶液改为喷入CaO或Ca（OH）2 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。

3、粉末-颗粒喷动床脱硫法

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入床内，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。

4、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。

四、新脱硫技术

脱硫新技术最近几年，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。

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5H20˙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。

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、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。

脱硫技术 篇6

关键词：电厂；燃煤；二氧化硫；烟气脱硫

中图分类号： TM6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-255-2

0 引言

电能是社会发展的必要能源，而煤炭是生产电能的重要原料。电厂通过燃烧煤炭来生产电能，往往产生二氧化硫、二氧化碳等有毒气体，产生严重的空气污染，同时形成酸雨，对土壤和河流等造成污染，从而给人们的生产、生活带来危害。对此，相关研究者经过不断的钻研和探讨，研制出湿法、半干法、干法等三种烟气脱硫技术，在电厂中得到了广泛应用。

无论任何脱硫工艺，其环境脱硫效益是明显的，但在经济效益是亏损的，许多脱硫方法都能获得较高的脱硫效益，但脱硫效益的高低并不是评价脱硫方法优劣的唯一标准，初了看脱硫效益外，还要看改方法的综合技术经济情况，总的来说，要从以下几个方面考虑，脱硫首先要考虑环保要小，选择技术成熟运行可靠的工艺，选择投资省，运行费用低的工艺，要考虑废料的处置和二次污染的问题，吸收剂要有稳定的来源，并且质优价廉，这是一个非常重要的影响因素。以下分析了几种脱硫工艺的技术与方法。

1 湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱离技术目前应用最为广泛，其优点是技术成熟、脱硫迅速，缺点是投资大、成本高，因此还不适合大规模应用。

1.1 石灰/石灰石—石膏法

石灰/石灰石—石膏法烟气脱硫法技术十分成熟，通过石灰浆液在吸收塔与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫化钙，具有极强的脱硫效果。但是该烟气脱硫技术需要投入大量的资金用于运行和维护设备，同时在反应中还会产生二氧化碳等副产物，因此使其应用面临一定阻碍。随着科技的进步，国内一些专家学者对该技术进行了改善，研究出成本较低的技术方法，例如通过飞灰与氢氧化钙反应，大大提高了钙基脱硫剂的活性。

1.2 气动脱硫技术

气动脱硫技术的主要是将需要进行脱硫处理的烟气进行加速，从下部进入过滤器，从而利于旋转气流的生成，与上部流下的液体相融，高速旋转的烟气能够将液体分割成无数细碎的液粒，烟气与液体按照一定比例在混合到一定程度后形成稳定的动态液滴悬浮层，也称之为乳化层，如果烟气的承托力与液滴自身的重力达到一定平衡，新形成的乳化层将会取代之前形成的乳化成，并将其排除，同时烟气中的杂质被随之带出，进而使得烟气得到净化。该技术压力损失小，具有极高的脱硫与除尘效果，逐渐得到广泛应用。并通过引进俄罗斯等国家的先进技术，使得脱销效率提高到93.3%，将用于更大规模的燃煤锅炉。

2 半干法烟气脱硫技术

半干法烟气脱硫技术包括两种模式：干燥状态下脱硫剂反应脱硫，湿状态下脱硫剂进行再生；在湿状态下脱硫剂脱硫，干燥后对脱硫产物进行处理。该工艺技术涉及气、液、固三种状态，干粉状物质为最终产物，只需要除尘设备进行吸收，脱硫效率较一般提高10%，且投资较少，适合应用于一些旧电厂改造。

2.1 旋转喷雾干燥法

该方法主要借助高速旋转雾化器，将碱性吸收剂溶液雾化成微小的液体颗粒，被喷进吸收塔，利用气流分布器处理热烟气生成水蒸气与二氧化硫，将其导入吸收塔与碱性吸收液发生反应，湿性条件下反应，干燥条件下利用除尘设备吸收生成的硫化产物。旋转喷雾干燥法可以达到80%—90%的脱硫效果，不需要较大的资金投入，运行成本低，非常适合追求经济性能的电厂。

2.2 炉内喷钙增湿活化法

炉内喷钙增湿活化法的基础原理是炉内喷钙，通过不断发展，取得一定进步。该方法主要是在燃煤炉适当的温度区域内，向炉内喷射石灰石粉末，同时在安装活化反应器于除尘器与炉内空气预热器之间，从而通过喷水增加反应湿度，促进石灰石吸收二氧化硫的反应进行，增强脱硫效果。该烟气脱硫技术不需要太大的反应空间，操作简单，利用经济实惠的石灰石参加反应，且活化反应器的安装并不影响锅炉正常运行，因此具有很高的应用价值，适合在国内大力推广。

3 干法烟气脱硫技术

干法烟气脱硫技术的脱硫反应是在完全干燥的环境中进行的，生产干燥状态的产物，不需要过高的投资以及运行费用，并且没有污水和废酸等有害产物，但是其脱硫效率不高，且反应过程较慢，需要进一步研究及发展。

3.1 静电干式喷射脱硫法

静电干式喷射脱硫法的基本原理是吸收剂以最快的速度通过高压静电电晕区，之后被喷射入燃煤产生的烟气流中，扩散成细小的悬浊液态颗粒，大大增加了与二氧化硫的反应面积，同时因为该液态颗粒带有一定电晕特性，使其活性增强，将少了反应中的滞留时间，从而实现了脱硫效率的有效提高。该方法投资大约为湿法的10%，脱硫效率达到60%—70%，因此很适合于老电厂的改造。

3.2 等离子体法

等离子体法是70年代就获得发展和应用的烟气脱硫技术，其核心是利用高能电子激活裂解烟气中含有的二氧化硫以及二氧化氮等有害分子，同时产生许多活性粒子与二氧化硫、二氧化氮发生氧化反应，在注入氨气的反应条件下，生成硫铵以及硝铵化肥。产生等离子体的方法有很多种，包括电子束照射法、脉冲电晕放点法、高频放电法、微波放电法等，其中电子束照射法与脉冲电晕放电法发展较为成熟，得到了广泛应用。这种方法使得高硫煤可以被电厂所用，积极推动了我国煤炭综合节约利用的进程，同时产生农用化肥等副产物，提高了煤炭资源的利用效率。但是该方法需要较高的技术标准，因此适合技术条件和设备较充足的电厂。

4 烟气脱硫技术的发展趋势

目前，国内火电厂烟气脱硫工程绝大多数是从国外进口设备，国内负责土建和安装。为推动我国电力事业的发展，必须加快实现火电厂烟气脱硫技术和设备的国产化，以适应二氧化硫治理的需要。通过对以上烟气脱硫技术的分析可以发现，烟气脱硫技术的研究方向与发展趋势主要有两个：一是对已有技术进行改进，以降低脱硫设备的建设、运行及维护成本，提高脱硫效率；二是研究开发新的脱硫方法，如生物法烟气脱硫技术等。

5 结束语

总而言之，电厂对于我国的电力事业发挥着不可估量的作用，而燃煤烟气污染是电厂发展中的重点和难点，对此相关专家和技术人员应该不断对湿法、半干法、干法等烟气脱硫技术进行深入研究和发展，使其在电厂烟气处理中发挥更大的应用价值，减少空气污染等环境危害，促进电力事业的可持续发展。

参 考 文 献

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脱硫技术 篇7

1 焦炉煤气脱硫技术

焦炉煤气常用的脱硫方法从脱硫剂的形态上来分包括干法脱硫技术和湿法脱硫技术。

1.1 焦炉煤气干法脱硫技术

干法脱硫工艺是利用固体吸收剂脱除煤气中的硫化氢,最常用的是铁系和锌系脱硫剂,以铁系脱硫剂为例,脱硫过程发生的化学反应如下:

干法脱硫工艺多采用固定床原理,操作简单可靠,脱硫精度高,但处理量小,适用于低含硫气体的处理,一般多用于二次精脱硫。但是由于气固吸附反应速度较慢,因此该工艺运行的设备一般比较庞大,而且脱硫剂不易再生,致使运行费用增高,劳动强度大,同时不能回收成品硫,废脱硫剂、废气、废水严重污染环境,因此,在大型焦化和钢铁行业,如果焦炉煤气不进行深加工(如焦炉煤气制甲醇),一般不考虑干法脱硫,而一些中小型焦化厂主要采用干法工艺。

1.2 焦炉煤气湿法脱硫技术

湿法工艺是利用液体脱硫剂脱除煤气中的硫化氢和氰化氢。该法是焦炉煤气脱硫脱氰比较普遍使用的方法,焦炉煤气湿法脱硫技术比较多,目前用到的有氨水法、真空碳酸盐法脱硫(VASC法)、单乙醇胺法(索尔菲班法)、砷碱法、蒽醌二磺酸法(改良ADA法)、萘醌二磺酸法(TH法)、苦味酸法(FRC法)、对苯二酚法、HPF法等,这些都是比较成熟的脱硫工艺。还有较新的脱硫工艺如美国的LO-CAT法和东北师范大学化学系研究开发的PDS法等。下面就简要介绍其中几种湿法脱硫的方法和原理。

1.2.1 AS法(亦称氨水法)

该技术在我国已广泛应用,其脱硫过程是利用焦炉煤气中的氨,在脱硫塔顶喷洒氨水溶液(利用洗氨溶液)吸收煤气中H2S,富含H2S和NH3的液体经脱酸蒸氨后再循环洗氨脱硫。在脱硫塔内发生的氨水与硫化氢的反应是:H2S+2NH3·H2O→(NH4)2S+2H2O。AS循环脱硫工艺为粗脱硫,操作费用低,脱硫效率在90%以上,脱硫后煤气中的H2S在200~500mg·m-3。

1.2.2 VASC法(亦称真空碳酸盐法)

其脱硫过程是洗苯塔后的煤气进入脱硫塔,塔内填充聚丙烯填料,煤气自下而上流经各填料段与碳酸钾溶液逆流接触,再经塔顶捕雾器出塔。煤气中的大部分H2S和HCN和部分CO2被碱液吸收,碱液一般主要是Na2CO3或K2CO3溶液。其反应原理是:

吸收了酸性气体的脱硫富液与来自再生塔底的热贫液换热后,由顶部进入再生塔再生,吸收塔、再生塔及大部分设备材质为碳钢。富液与再生塔底上升的水蒸汽接触使酸性气体解吸,其反应如下:

1.2.3 改良ADA法(亦称蒽醌二磺酸钠法)

ADA法是以蒽醌二磺酸钠(ADA)为催化剂,以稀碳酸钠溶液为吸收剂的脱硫、脱氰方法。在ADA法溶液中添加适量的偏硅酸钠(NaVO3)、酒石酸钾钠(NaKC4H4O6)和FeCl3作为吸收液进行脱硫、脱氰,称改良ADA法。这种方法的反应原理比较复杂,分为几个阶段进行,在脱硫塔内稀碱液吸收硫化氢生成硫氢化物,硫氢化物被偏钒酸钠迅速氧化成硫。而偏钒酸钠被还原成焦钒酸钠,还原性的焦钒酸钠与氧化态的ADA反应,生成还原态的ADA,而焦钒酸钠则被ADA氧化,再生成偏钒酸钠盐,还原态ADA被空气中的氧氧化成氧化态的ADA,恢复了ADA的氧化性能。

1.2.4 单乙醇胺法(索尔菲班法)

此流程脱硫是使用弱碱性的单乙醇氨(简称MEA)水溶液直接吸收煤气中的H2S和HCN,属于湿式吸收法。索尔菲班法脱硫产品为含H2S和HCN的酸性气体,它可以经克劳斯炉生产元素硫,也可以用接触法生产硫酸。净化后煤气指标为H2S≤0.2g·m-3,NH3≤0.1g·m-3。

单乙醇胺法反应原理:

1.2.5 HPF法

HPF法脱硫是国内自行开发的以煤气中的氨为碱源,以HPF为复合催化剂,最终H2S转化为单体硫得以除去的脱硫工艺,HPF较其它催化剂相比具有较高的活性和较好的流动性。脱硫塔中煤气与碱溶液充分接触,其中的硫化氢、氰化氢与溶液发生化学反应,这个化学反应相当复杂,该反应的反应原理是:

再生氧化:(NH4)2SX+O2→SX+2NH3H2O

脱硫液在吸收了煤气中H2S后,在复合催化剂HPF作用下氧化再生。

1.2.6 TH法(萘醌二磺酸法)

该法以煤气中的氨作碱源,以1,4-萘醌二磺酸钠为催化剂,氧化法脱硫脱氰工艺,在吸收塔中用含氨的循环脱硫液吸收煤气中的H2S和HCN,在再生塔中用空气再生,废液在高温、高压的湿式氧化塔中处理,将废液中的(NH4)2S2O3及NH4CNS转化为硫铵和硫酸。该法的突出优点是高效处理废液,并将废液中的(NH4)2S2O3和NH4CNS转化成硫和硫酸,增加硫铵的产量,减少硫酸消耗。但此种方法设备的造价高,成为TH法脱硫脱氰工艺推广的最大难点。

1.3 脱硫工艺的选择

随着科学技术不断的进步,新的工艺和方法也在不断的涌现,除了这些焦炉煤气脱硫技术以外,现在还出现了一些新的技术和对以往的脱硫技术改进的新方法。但无论技术怎么变革,始终要围绕市场来布局生产,不断加强环境保护意识,维护经济的可持续发展。

在满足用户净化煤气指标要求的前提下,在脱硫工艺的选择上应遵循这样几方面原则。

1.3.1 从经济角度考虑脱硫工艺

在达到脱硫指标标准的同时尽量降低基建费用和运行成本,在选择脱硫工艺时,应对有关脱硫工艺的投资及运行费用进行详细的计算比较,优先选用投资低、运行费用低的脱硫工艺,这样可以尽量减少脱硫设施的成本,使企业更具有竞争能力。

例如在利用煤气中的氨作为脱硫剂来除去煤气中的H2S和HCN时,利用煤气中的氨作为碱源是最为经济的,它不需要购入碳酸钠等碱源,并且在洗氨的同时可脱除煤气中的H2S和HCN,具有工艺合理性和运行经济性。

1.3.2 从环保角度要求三废少,易于治理

随着国民环保意识的增强,国家对环保要求的不断提高,应尽量控制减少产生的污染物,产生的废气、废水、废渣也应便于治理,脱硫后烟气硫含量应符合国家排放标准的规定和环境评价要求。

1.3.3 脱硫效率高且能耗小

相比较而言AS循环洗涤法比湿式氧化法中的改良A.D.A法、TH法、FRC法等的脱除H2S和HCN效率要低些,当焦炉煤气用作城市煤气、合成气等时,则必须选择脱硫效率更高的脱硫工艺。

2 影响脱硫反应效率的因素

2.1 合适的温度、喷洒量和一定的浓度

为使整个生产正常运行,反应进行更完全,提高脱硫的效率,必须对脱硫过程进行工艺指标的控制。以氨作为碱源脱硫脱氰为例,首先必须设法让气相中的H2S和HCN转入液相,才能被氨水中和吸收。影响其吸收效率的主要因素有吸收温度,要获得高的脱硫脱氰效率,应尽量降低脱硫时的吸收温度。

不论哪种脱硫工艺,都需要控制好预冷塔后煤气的温度,温度高低直接影响脱硫效率。煤气温度过高,使脱硫液温度相应提高,液面上气相中氨的分压增大,进入预冷塔的氨气及煤气中自带氨很难被脱硫液吸收,致使脱硫液氨含量偏低,脱硫效率下降,而且会使反应中副盐的含量增加,但是温度过低易造成预冷塔结萘堵塞,影响再生效果及系统正常运行,因此在生产中应将预冷塔后煤气温度和脱硫液温度控制在一定合理的范围。

一般来说提高吸收液浓度会提高反应的吸收效率,溶液的喷洒量大能减少悬浮硫在填料、分布板等的沉积,是防止塔堵的一种有效措施,但喷洒量过大会使气体夹带液体,也增加动力消耗,所以要有合适的喷洒量,此外还要有合适p H值、气液比,对于以煤气中氨为碱源的煤气脱硫工艺来说煤气中氨含量的高低将直接影响脱硫的吸收效率,提高NH3与H2S的比值将会提高反应的吸收效率。

2.2 降低杂质的含量

除了增加反应物的浓度来提高反应速度和效率外,另外就是降低煤气中的杂质含量。煤气中的杂质会与反应液发生一定化学反应,从而影响溶液质量和脱硫的效果,如焦炉煤气中的焦油在碱性溶液中会发生皂化反应,使溶液发泡变质影响H2S吸收及脱硫液再生。所以煤气经电捕焦油器除去焦油后焦油雾含量要控制在50mg·m-3以下。

2.3 增加反应的接触面积和传质效果

煤气与反应液在脱硫塔内反应的完全程度还取决与反应物之间的接触面积即填料比表面积和气液分布情况。在一些钢厂脱硫装置中选用的轻瓷填料XA-1,具有比表面积大,持液量大等特点,取得了良好的效果。气液再分布器是脱硫塔传质的重要部件,对于大型填料塔,在保证良好的液体初始分布外,要求填料高度一般不超过6m,每段之间必须设置气液再分布器,其目的是为了保证较好的气液分布和避免填料塔的壁流效应,同时保证较小的煤气阻力。

此外脱硫催化剂的选择至关重要,好的催化剂既可保证脱硫效果,同时脱硫废液产生量也小,脱硫液中催化剂浓度高低将直接影响催化反应速度,从而影响脱硫效率。

在系统运行过程中,由于工艺条件不同,对催化剂的需求量就有所不同,保持和稳定脱硫液中的催化剂浓度,对稳定脱硫效率起着至关重要的作用。在其它工艺条件相对稳定的前提下,催化剂含量越高,脱硫效率越高。催化剂的浓度和对副反应的处理等都是影响反应效率的重要因素。

3 结语

要使煤气脱硫工艺能够长期稳定、高效运行,需要不断优化和完善整个脱硫工艺,选择更好的脱硫剂和催化剂,减少或降低副产物对脱硫系统的影响,进一步提高脱硫效率。

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脱硫技术 篇8

1 常用焦炉煤气脱硫方法

粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类[1]。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较高的净化度。干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。

湿法脱硫又分为湿式氧化法和胺法。湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF[2,3]法。

HPF脱硫是采用HPF新型高效复合催化剂从焦炉煤气中脱除H2S和HCN的新工艺。该工艺是以煤气中的氨为碱源,在HPF的催化作用下分解煤气中的H2S和HCN。HPF法脱硫工艺脱硫脱氰效率高、循环脱硫液中盐类增长缓慢、废液量相对较少、废液回兑配煤简单经济、以煤气中氨为碱源,资源利用合理,原材料、动力消耗低。为此,本项目采用HPF脱硫技术对焦炉煤气进行脱硫。

2 HPF脱硫技术工艺流程

HPF脱硫工艺流程图见图1。炼焦炉引出的荒煤气经冷凝鼓风系统初冷及捕焦油后,进入填料吸收塔底部,与塔顶喷洒下来的再生溶液逆流接触,吸收煤气中的H2S和HCN(同时吸收煤气中的NH3,以补充脱硫液中的碱源)。脱硫后煤气含H2S量不大于200 mg/m3,送至无水氨装置。

吸收了H2S和HCN的吸收液通过循环泵进入再生塔底的预混喷嘴,与压缩空气预先混合,形成微小气泡后进入再生塔底。吸收液与细小气泡在沿再生塔上升的过程中,在催化剂的作用下氧化再生,并析出单质硫。再生液在再生塔内的气液分离器中分离空气气泡后,用循环泵抽出,部分送经循环液冷却器,冷却后的循环液与未被冷却的循环液一起进入吸收塔顶用于循环洗涤煤气。再生液通过冷却以除去吸收和再生过程中放出的热量,保证再生液在适宜温度,使系统操作稳定。

再生塔内析出的单质硫由再生塔底部送入的空气进行气浮分离,在再生塔顶液面附近浓缩下来,含有大量硫的泡沫层与消泡喷洒液一起流入缓冲槽,进入缓冲槽内的含有硫液体大部分作为再生塔顶部消泡而循环使用,其余部分定量供给离心分离机。

离心分离机分离后的硫浆,进入熔硫釜熔硫,熔融的硫磺冷却后装袋外销,清液回流入滤液槽,与离心分离机分离后的滤液混合,一起用泵送回缓冲槽。

为避免脱硫液盐类积累影响脱硫效果,排出少量废液送往备煤系统用于调节配合煤水分。

为增强脱硫效果,增加脱硫液中碱源,需将蒸氨后的氨汽凝成浓氨水兑入吸收塔中。新增的氨冷凝冷却器设备安装于蒸氨框架中,冷凝后得到的浓氨水自流至吸收塔中。

3 项目建设情况

拜城县众泰煤焦化有限公司焦炉煤气脱硫项目于2010年3月完成初步设计及审查;2010年4月开始施工设计;2010年9月中旬开始施工建设;2010年12月中旬投产。

4 资金投入情况及主要设备

4.1 资金投入情况

该项目总投资2923.16万元,其中建筑工程费213.22万元、安装工程费363.45万元,设备购置费2079.13万元,其他费128.16万元。

4.2 主要设备

(1)脱硫塔(塔内采用聚丙烯花环填料)1台;(2)再生塔1台;(3)缓冲槽1台;(4)熔硫釜3台;(5)离心机2台;(6)吸收液循环泵3台;(7)再生液循环泵3台;设备主要材质均采用06Cr19NI10。

5 结论

(1)HPF法具有设备简单、操作方便稳定、脱硫效率高、流程短、一次性投资少等特点。

(2)HPF法脱硫效率高,荒煤气中含硫量为3.47 g/m3的情况下,净化后煤气中H2S含量小于50 mg/m3,脱硫效率达98.56%。

(3)众泰煤焦化煤气生成量为33 000 m3/h,每年可从煤气中回收硫,生产硫磺1 050.3 t。硫磺含硫量大于90%。年减少SO2排放量达2 100.6 t。

(4)净化后煤气除用于焦炉加热和锅炉房用于生产蒸汽用煤气外,每年还可生产净煤气13 008.6万m3,生产的净煤气完全满足民用煤气标准。

摘要：为了充分脱出煤气中的硫,使净化后煤气能够满足城市煤气控制指标的要求。拜城县众泰煤焦化有限公司,采用HPF脱硫技术对焦炉煤气进行脱硫,使煤气含硫量由3 470 mg/m3下降至50 mg/m3以下,每年可生产含硫量大于90%的硫磺1 050.3 t,每年减少SO2排放量达2 100.6 t。获取了经济和生态的综合效益。

关键词：焦炉煤气脱硫,HPF脱硫技术,应用

参考文献

[1]梁飞林,于忠涛,韩洪庆.焦炉煤气脱硫工艺生产实践[J].燃料与化工,2010(4):63-64.

[2]晁伟,曹贵杰,周嘉陶,等.HPF脱硫工艺的影响因素研究[J].燃料与化工,2010(2):51-52.

烟气脱硫技术研究 篇9

关键词：SO2,锅炉烟气,钠钙双碱法脱硫工艺,经济社会可持续发展

1 背景概述

众所周知, SO2对人体健康, 动植物, 纺织品, 历史文化古迹等都具有极其严重的危害性, 还是酸雨污染的主要因素, 破坏生态环境。近年来, 由于国家推行清洁生产, 加大环保投入, 强化环境管理, SO2虽有所控制, 但我国仍是SO2排放量的主要大国。我国在未来10年将是经济持续高速发展的重要时期, 如不采取有效措施, 污染可能制约发展的速度。我国的一次能源以煤炭为主, 约有60%以上的煤炭直接用于燃烧。采取适当的脱硫方法对解决我国工业脱硫问题和“两控区”建设至关重要。

2 脱硫工艺比较

国内外目前普遍采用的脱硫方法可分为炉前脱硫、炉内脱硫、烟气脱硫三大类。烟气脱硫是在烟道处加装脱硫设备, 对烟气进行脱硫的方法, 目前烟气脱硫技术众多, 分为干法、半干法、湿法三大类, 工艺方法各式各样根据实际场地, 脱硫剂的来源, 水资源和达标要求等情况应用于不同的场合。

干法脱硫和半干法脱硫技术, 由于脱硫效率低, 设备庞大, 因此应用较少。湿法烟气脱硫工艺是目前使用最为广泛的脱硫工艺, 湿法烟气脱硫占脱硫总量的90%以上, 湿法脱硫根据脱硫剂不同可分为钠碱法、Ca O/Ca CO3法、氨法、Mg O法等, 烟气脱硫常见的几种方法简单比较如下:

2.1 钠碱法脱硫工艺

钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫的方法, 它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高, 脱硫系统不堵塞等优点, 可得到副产物Na2SO3/Na2SO3, 适合于所排烟气中二氧化硫浓度比较高的废气吸收处理。但副产物的回收困难、工艺投资较高、钠碱的价格高造成运行费用高等是主要缺点。

2.2 石灰石/石灰法脱硫工艺

Ca O/Ca CO3法采用Ca O/Ca CO3粉, 将其制成Ca O/Ca CO3浆液, 在脱硫吸收塔内通过喷淋, 将Ca O/Ca CO3浆液雾化使其与烟气混合接触, 从而达到脱硫的目的。该工艺需配备Ca O/Ca CO3粉碎系统与Ca O/Ca CO3制浆系统。石灰较石灰石的活性高, 可以减少用量, 降低运行费用。但无论使用石灰石还是石灰, 液气比都较高 (1.2-1.5) , 通过高液气比来保证足够的脱硫效率, 因此运行费用较高。Ca O/Ca CO3法主要存在的问题是塔内容易结垢, 副产物亚硫酸钙或硫酸钙容易引起气液喷头、管道和塔板等结垢堵塞。

2.3 氨法脱硫工艺

氨法采用氨水作为二氧化硫的吸收剂, SO2和NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。氨法主要优点是脱硫率高, 副产物可作为农业肥料。氨的易挥发性, 造成吸收剂消耗量增加, 脱硫剂利用率不高;另外氨水的来源地和行业的限制大。脱硫对氨水的浓度有一定的要求, 若氨水浓度太低, 影响脱硫效率, 水循环系统无疑将增大, 使运行费用增加;浓度增大, 导致蒸发量增大, 产生氨气的恶臭, 对工作环境产生影响, 而且氨易挥发与净化后烟气中的SO2反应, 形成气溶胶, 使烟气无法达标排放。氨气副产物加收的过程是较为困难的, 投资费用较高。

2.4 氧化镁法脱硫工艺

氧化镁法是将氧化镁制成浆液, 作为脱硫吸收剂吸收SO2, 生成产物为硫酸镁或亚硫酸镁, 该工艺的优点是脱硫效率在90%以上, 较石灰石/石灰法的结垢问题轻, 硫酸镁、亚硫酸镁的溶解度相对硫酸钙、亚硫酸钙大。缺点是氧化镁的价格高, 脱硫费用相对较高。氧化镁回收过程工艺复杂。

3 钠钙双碱法脱硫工艺

3.1 工艺确定

结合钠碱法和石灰石/石灰法两者的优点, 采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫, 由于钠基脱硫剂碱性强, 吸收二氧化硫后反应产物溶解度大, 不会造成过饱和结晶, 造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生, 再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。最终脱硫工艺确定为钠钙双碱法脱硫工艺。

该种工艺即解决了石灰石/石灰法易结垢的问题, 同时兼有钠碱法脱硫效率高的优点。并且主要消耗的为廉价的石灰石/石灰, 运行费用也低。脱硫副产物亚硫酸钙、硫酸钙不会造成二次污染, 水循环利用也不会存在水污染问题。加入硫酸钙、亚硫酸钙的煤耗粉渣, 是较好的制备水泥的原料和路基填充料。

3.2 工艺流程说明

燃烧产生的含硫烟由下部切线方向从底部进入高效脱硫除尘设备, 经旋流板与喷头喷雾所形成的液膜相接触后, 烟尘被捕集液吸收, 酸性气体被氢氧化钠溶液吸收、反应, 经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后经引风机通过烟囱排入大气。经过脱硫除尘设备吸收后的液体, 自行流经中和池, 在旋流惯性的作用下充分反应, 最后在沉淀池内沉淀其污泥及杂质, 定期清理, 清液进入碱液池, 再次循环利用。工艺流程见下图1。

主要工艺过程是, 清水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液, 用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水, 在脱硫过程中, 烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集, 从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除, 可回收利用。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应, 置换出的氢氧化钠溶解在循环水中, 同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等, 可通过沉淀清除。

3.3 脱硫技术原理

双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂, 配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的, 然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分: (1) 吸收剂制备与补充; (2) 吸收剂浆液喷淋; (3) 塔内雾滴与烟气接触混合; (4) 再生池浆液还原钠基碱; (5) 石膏脱水处理。

双碱法烟气脱硫工艺主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中, 然后离解成H+和HSO3-;

式 (1) 为慢反应, 是速度控制过程之一。然后H+与溶液中的OH-中和反应, 生成盐和水, 促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下:

脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱, 一般是Ca (OH) 2进行再生, 再生反应过程如下:

存在氧气的条件下, 还会发生以下反应:

脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出, 然后通过沉淀池清除回收再利用于建材产品或水泥混凝剂。再生的Na OH可以循环使用。

3.4 工艺特点

钠钙双碱法脱离技术的特点可概括为两高两低, 即脱硫除尘效率高, 运行可靠性高, 投资低, 运行费用低。

3.4.1 脱硫除尘效率高。用Na OH脱硫, 循环水基本上是Na OH的水溶液, 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85%以上。

3.4.2 维护方便、使用寿命长。脱硫除尘主体设备各零部件全花岗岩防腐、耐磨、耐高温结垢, 塔体设检修口维护简单方便。吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外, 这样避免了塔内堵塞和磨损, 提高了运行的可靠性, 降低了操作费用。

3.4.3 设备运行不结垢、不堵塞。对脱硫剂投加方式采取了严格的在线控制以及对循环水做了充分处理, 使循环水无Ca2+和灰渣。确保塔内设备不结垢、不结晶、不淤积沉渣、管道阀门不堵塞等, 便于设备运行和保养。

3.4.4 运行费用低。采用双碱法, Na OH或Na2CO3在脱硫过程循环使用, 补充量少;主要作为脱硫剂, 石灰与吸收了后的吸收液发生置换反应, 置换出大量的Na OH或Na2CO3, 石灰主要做还原剂, 其中Ca/S:1:1.1, Na/Ca:1:1。

4 烟气脱硫除尘技术开发的意义

由于当前我国正处于经济高速发展和能耗增长的阶段, 以煤为主的能源结构和大量高能耗产业, 决定了我国的二氧化硫排放总量控制压力继续加大, 必须长期不懈地推动技术进步, 降低单位GDP能耗, 加快脱硫设施建设, 调整产业结构和能源结构, 最终才能解决我国酸雨和二氧化硫污染严重的问题。

参考文献

[1]张磊、刘树昌《.大型电站煤粉锅炉烟气脱硫技术》[M].中国电力出版社, 2009-9-1.

[2]吴忠标《.燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理》[M].北京出版社, 2007-1-1.

[3]杨国强, 王晓冬, 王景冬, 刘桂平.常用锅炉烟气脱硫技术[J].环保与安全, 2005 (8) :26-27.

[4]黄小平.锅炉烟气脱硫技术浅谈[J].石油化工环境保护, 2004 (2) :42-44.

烟气脱硫技术研究 篇10

1. 湿法烟气脱硫

湿法烟气脱硫的主要工艺有:石灰/石灰石———石膏法、双碱法等, 湿法烟气脱硫的优点是二氧化硫的吸收反应速度快, 脱硫的效率高, 甚至可达90%以上, 建设所需费用低, 设备体积小, 建筑用地相对较少, 湿法脱硫后的副产物较少且易于管理控制, 在实际工业烟气脱硫中使用较多。

(1) 石灰/石灰石———石膏法。

石灰/石灰石———石膏法在实际应用中最为广泛, 是目前脱硫工艺上较成熟且运行状况稳定的方法。该方法的设备主要包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂制备系统、石膏脱水系统和废水处理系统等。其原理是烟气中的二氧化硫首先与石灰石相接触进行反应, 反应生成硫酸钙在洗涤液中沉淀下来, 硫酸钙脱水分离后可作为石膏进行回收, 也可将硫酸钙弃置。具体的反应方程式为:Ca CO3+SO2=△=Ca SO3+CO22Ca SO3+O2==2Ca SO4。

(2) 双碱法。

双碱法实际上是以石灰/石灰石———石膏法为基础并进行改进, 以克服石灰石/石灰法容易固结堵塞等缺点, 并进一步提高其脱硫效率。此法的原理是利用碱金属盐类的水溶液将二氧化硫吸收, 然后在其他反应器中投加石灰石, 使之与上一步骤产生的水溶液进行反应, 以达到二氧化硫吸收液再生的目的, 再生的吸收液将返回吸收塔重复利用。而二氧化硫则以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀下来。该过程中石膏并不是在吸收塔中产生的, 从而避免了石灰/石灰石———石膏法的结垢问题。同时, 吸收液的再生在一定程度上也减少了运行成本, 合理利用资源。

2. 干法、半干法烟气脱硫技术

当脱硫的最终产物为干态或半干态时, 称之为干法、半干法烟气脱硫。半干法脱硫工艺主要是在气、液、固三相中进行, 利用烟气显热蒸发吸收液中的水分, 使脱硫后的产物呈现干粉状态, 产物一般直接弃置处理。主要有旋转喷雾干燥法、荷电干式喷射脱硫法、循环流化床烟气脱硫等。在此简单介绍旋转喷雾干燥法。该法是由美国JOY公司和丹麦NIRO公司联合研制出的。旋转喷雾干燥法在干法、半干法脱硫工艺应用较为广泛。它的原理是利用高速旋转雾化器将碱性吸收剂雾化成细小的雾滴喷入吸收塔中, 吸收塔中热烟气以气流分布器导入, 并与被雾化的吸收剂充分接触, 水蒸气与碱性吸收剂在这种状态下与二氧化硫发生反应, 其产物在干燥后由除尘器除去。该工艺与前文所述的湿法烟气脱硫相比, 具有设备简单、建筑和运行成本低、便于管理等优点, 而且具有较高的烟气脱硫率。

以上技术为目前烟气脱硫中较为常见的技术, 利用这些方法可以有效地控制二氧化硫的排放量, 减少环境污染, 改善生态系统, 但目前各方法依然存在着可改进的地方, 相信随着科技的发展, 日后将会出现更加有效的烟气脱硫技术。

摘要：21世纪社会的迅速发展为人们提供了很多方便, 但同时也加剧了环境的恶化, 工业迅速发展使二氧化硫的排放量大大增加, 严重危害人类的生存环境。治理二氧化硫应以控制其排放量为主并努力从根源上减少二氧化硫的生成, 目前工业中采用的烟气脱硫技术是一项非常有效的措施, 而其中的石灰石/石膏湿式脱硫法最为成熟, 其他方法的应用日后也将越来越广泛。文章对此技术进行了探讨。

关键词：烟气脱硫,湿法脱硫,干法脱硫

参考文献

[1]杜谦, 吴少华, 朱群益, 等.石灰石/石灰湿法烟气脱硫系统的结构问题[J].电站系统工程, 2004 (5) .

脱硫技术 篇11

关键词：超低排放；脱硫除尘一体化；烟气脱硫

中图分类号： T-19 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-178-2

0 引言

2014年9月14日，由国家三部委发布的2016-2020年国家减排计划，要求东部等地区火力发电厂污染物粉尘、SO2和NOX排放分别达到10、35和50mg/Nm3的排放标准。近半年来，各大电力公司纷纷响应国家的减排计划，在新建和老机组改造上采用新技术和新方法使粉尘和SO2排放浓度达到10和35mg/Nm3的要求，特别是粉尘的排放，一些地区提出了更高的要求，甚至要求达到5mg/Nm3、2.5mg/Nm3的要求。

本文是基于近半年本人参加新建和老机组脱硫除尘一体化改造，对脱硫除尘一体化的技术路线和存在的问题进行论述。

1 超低排放脱硫技术

1.1老机组的超低脱硫排放改造

为了实现超低排放的目标，必须提高脱硫效率，由原来的效率一般低于99%提高到超过99%以上的效率，有的机组甚至达到99.5%左右。

提高脱硫效率的基本措施是提高液气比L/G和增加烟气与石灰石浆液的接触，使烟气与石灰石浆液充分接触而发生反应。目前主要采用在老塔加装喷淋层、老塔加喷淋层+塔外浆池、串塔、单塔双循环和双塔双循环等技术来解决脱硫效率提高而引起的增加液气比和需要加大浆液反应池容积等措施，除了上述技术方法外，在吸收塔内加装托盘、湍流装置或截流环等，进一步增加烟气与石灰石浆液的接触，有效地增加脱硫反应的效果，在脱除SO2的同时，也有效脱除烟气中的粉尘。对老塔的改造，加装的喷淋层一般布置在老塔喷淋层的上面，增加浆液在吸收塔内的停留时间，从而增加石灰石浆液与烟气反应的时间，有利于SO2的脱除。表1是大唐集团太原第二发电厂七期13号机组采用单塔内加装管式湍流装置及喷淋层的改造方案，于2014年11月投入运行，运行效果良好。

1.2 新机组的超低脱硫排放技术

对新设计的脱硫装置，可以全面考虑各方面的因素，在保证脱硫效率的同时，特别要考虑在吸收塔内粉尘的去除，要求吸收塔内选择合适的烟气速度，增加进口烟道至最下部喷淋层的距离，在吸收塔喷淋层下部加装托盘或湍流装置，使石灰石浆液与烟气充分接触和反应，加大喷淋层之间的距离，加大最上层喷淋层至除雾器最下端的距离，加大除雾器上端至出口烟道的距离，使吸收塔内流场更均匀，同时采用高效除雾器等，这些措施都有利于增加烟气在吸收塔内与石灰石浆液的接触时间，在提高脱除SO2效率的同时，更有利于脱除烟气中的粉尘。

1.3 高硫煤超低脱硫排放技术

对吸收塔入口SO2浓度达到6000mg/Nm3以上的机组，如FGD出口要求控制在35mg/Nm3以下时，需要的液气比L/G数值很大，当喷淋层数超过6层以上时，可考虑采用2级塔方案，即串塔方案，或单塔双循环的方案，经过2级吸收塔的脱除，SO2和粉尘的脱除效果良好。

2 脱硫吸收塔内粉尘的脱除

2.1 浆液的洗涤

脱硫吸收塔内脱除粉尘的机理主要是靠再循环浆液对烟气的洗涤，然后在除雾器的作用下进一步脱除烟气中的雾滴及颗粒物。

为了有效脱除吸收塔内的粉尘，吸收塔的设计采取合适措施，加大烟气与再循环浆液的接触，延长烟气在吸收塔吸收区的停留时间，并选择高效除雾器等方法。

脱硫吸收塔在脱除SO2的同时，也脱除一部分烟气中的粉尘，当采用电除尘器时，粉尘的粒径分布较大，大粒径的粉尘在吸收塔内易于被吸收塔内再循环浆液洗涤掉，吸收塔内除尘效率较高。采用布袋除尘器经过除尘的烟气，烟气中的粉尘粒径较小，易于被烟气携带，在吸收塔内粉尘的脱除效率较低，一般吸收塔内的粉尘脱除效率都在50%以上。

从2014年下半年开始，国内各环保公司在老机组脱硫装置改造和新建机组脱硫装置上联合考虑脱硫除尘一体化方案，大唐环境公司在大唐国际张家口发电厂8号机组脱硫装置上采用加装2层喷淋层和塔外浆池的改造方案，除雾器采用国内某公司的管式旋流除雾器，运行数据见表2。从表中数据可以看出，脱硫效率达到99.5%以上，在吸收塔入口粉尘低于15mg/Nm3的情况下，脱硫吸收塔出口的粉尘排放值低于5mg/Nm3。

2.2 高效除雾器

早期的脱硫装置上加装的除雾器，主要作用是脱除烟气中的雾滴，要求除雾器在FGD出口烟气中雾滴浓度达到75mg/Nm3，由于雾滴中含有水分及石膏等固体颗粒物，一些脱硫装置投入运行后出现石膏雨现象，为了进一步降低雾滴携带的石膏造成的石膏雨，国内外一些公司开发出高效除雾器，使FGD出口烟气中雾滴浓度降低到40mg/Nm3以下，为了达到粉尘排放浓度10mg/Nm3的目标，考虑到雾滴中含有的石膏等固体物也是粉尘的一部分，目前要求除雾器厂家提供除雾效果更好的除雾器，基于对FGD出口粉尘浓度要求达到10或5mg/Nm3，考虑到雾滴中含有10-20%的粉尘，FGD出口烟气中雾滴浓度必须降低到20mg/Nm3或更低。

通过与国内外除雾器厂家交流，目前能保证FGD出口烟气中雾滴浓度降低到20mg/Nm3以下的厂家很少，国内某环保公司开发出一种管式旋流除雾器，在一些电厂得到应用，但从张家口8号机组上应用来看，除尘效率也不是很理想，且担心低负荷运行时由于烟气速度降低而引起旋流动能的降低会影响除尘效果。

3 脱硫除尘一体化技术问题

从目前投运的超低排放脱硫装置来看，脱硫装置SO2达到35mg/Nm3的排放要求没有技术问题，难点就在粉尘，脱硫除尘一体化只是利用吸收塔内浆液的洗涤或旋流作用去除一部分粉尘，并不能包治百病，细小的粉尘很难在吸收塔内脱除掉，再加之出口烟气中的雾滴含有一定量的固体颗粒物，这些因素都造成只通过吸收塔的作用很难将经过FGD后烟气中的粉尘浓度降到很低，根据最近投运的一些机组运行数据，在吸收塔入口粉尘浓度超过20mg/Nm3的情况下，很难达到5mg/Nm3以下的要求，有些电厂提出要求FGD入口烟气粉尘30mg/Nm3，而出口要求达到5mg/Nm3以下的想法是不切合实际的。

4 总结

本文介绍了目前超低排放脱硫除尘一体化技术，对老机组改造和新建机组提出了设计技术及建议，从目前来看，达到超低SO2排放指标的技术有很多方法都可以实现，技术上没有任何问题；对于粉尘，由于细小的粉尘很难在吸收塔内去除，再加之出口烟气中的雾滴含有一定量的固体颗粒物，这些因素都造成经过FGD后烟气中的粉尘浓度很难达到很低的指标，电厂在选用脱硫除尘一体化技术时必须提高除尘器的效率，降低脱硫装置入口粉尘的浓度，以利于通过吸收塔达到所要求的粉尘排放浓度。

参 考 文 献

[1] 郭俊.火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J].建筑知识.

烟气脱硫技术的研究 篇12

1 烟气脱硫技术

烟气脱硫 (即燃烧后脱硫) , 烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2, 并使其转化为稳定的硫化物或硫。按其脱硫方式以及脱硫反应产物的形态可分为湿法、干法、半干法三大类:一般把以水溶液或浆液作脱硫剂, 生成的脱硫产物存在于水溶液或浆液中的脱硫工艺称为湿法工艺;把以水溶液或浆液为脱硫剂, 生成的脱硫产物为干态的脱硫工艺称为半干法工艺;把加入的脱硫剂为干态, 脱硫产物仍为干态的脱硫工艺称作干法工艺。

2 湿法烟气脱硫 (DFGD)

湿法烟气脱硫是净化烟气中SO2的最重要的应用最广泛的方法, 占总处理量的80%。湿法烟气脱硫通常是指用液体或浆液吸收净化烟气中的SO2, 因此湿法烟气脱硫也称为吸收法。该法具有技术成熟, 脱硫速度快、效率高等优点, 但系统复杂, 投资、运行成本都很高, 脱硫后产物处理困难, 易造成二次污染等问题。该法主要适于大型燃煤电站锅炉的烟气脱硫。目前, 湿法烟气脱硫主要有石灰石-石膏法、海水洗涤法、氧化镁法脱硫等。

2.1 石灰石-石膏法

石灰石-石膏法脱硫是世界上技术最成熟、运行情况最稳定、应用最广泛的一种脱硫技术, 特别在日本、德国、美国, 应用该工艺的机组容量约占脱硫装机总容量的80%以上。石灰石-石膏法脱硫工艺系统主要有:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。该工艺主要是采用石灰石/石灰作为脱硫吸收剂, 经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内, 烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙, 硫酸钙达到一定饱和度后, 结晶形成二水石膏。经过净化处理的烟气依次经过除雾器除去雾滴, 加热器加热升温后, 由增压风机经烟囱排放, 二水石膏经过浓缩、脱水得到的脱硫渣石膏可以综合利用。

2.2 氧化镁法

氧化镁烟气脱硫的基本原理是用Mg O的浆液吸收烟气中的SO2, 生成含水亚硫酸镁和硫酸镁, 此法在日本、台湾、东南亚得到了广泛应用。近年来, 在我国发展也很快, 具有广阔的前景。该法技术成熟、运行可靠, 脱硫效率高, 一般情况下可达95%~98%, 而石灰石-石膏法的脱硫效率仅90%左右。此外副产品 (如硫酸镁、亚硫酸镁/硫酸镁等) 在工业生产中具有较高的商业利用价值。我国氧化镁储量和产量均居世界第一位, 资源优势得天独厚, 该工艺适合我国国情, 应大力推广应用。氧化镁烟气脱硫技术在中小型热电行业是比较经济实用的一种脱硫方式。

3 干法烟气脱硫 (WFGD)

干法脱硫工艺主要是喷吸收剂工艺, 钙基或钠基的吸收剂以干态、湿润态或浆液喷入, 炉膛、省煤器或烟道, 脱硫效率可达50%~70%, 钙利用率达50%。该工艺流程短、无污水废酸排出、净化后烟温高、可利用烟囱排烟, 设备腐蚀小, 但脱硫效率低, 设备庞大。此方法较适合老电厂改造, 因为在电厂排烟流程中不需要增加什么设备, 就能达到脱硫目的。

3.1 电子束脱硫技术

电子束辐照法脱硫脱硝技术属回收法, 是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。该法的工艺流程由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。其反应原理为锅炉所排出的烟气经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔, 在冷却塔内喷射冷却水, 将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度 (约70℃) 。烟气的露点通常约为50℃, 被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发, 因此不产生任何废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器, 在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入, 加入氨的量取决于SOx和NOx浓度, 经过电子束照射后, 其中的氧、水蒸汽等分子转化为氧化力很强的OH、O、H2O等游离基, SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应, 生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。该法流程简单, 操作方便, 无水处理, 脱硫率可达到95%以上, 同时脱硝率在80%以上。该法的缺点是技术含量高, 成本昂贵。

3.2 循环流化床脱硫技术

循环流化床脱硫技术是20世纪70年代由德国鲁奇公司开发的一种新型脱硫技术, 其脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂, 也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔 (即流化床) 底部进入。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出, 进入再循环除尘器, 被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔, 由于固体颗粒反复循环达百次之多, 故吸收剂利用率较高。由于硫化床的引入, 使得吸收剂可以多次循环, 吸收剂与烟气的接触时间得到延长, 吸收剂的利用率大大提高。该技术SO2脱除率可高达90%, 氧化氮排放量可减少70%左右。该法具有设备寿命长、维护量小, 负荷适应性好, 无须防腐, 良好的操作弹性以及脱硫剂利用率高、脱硫副产物排放少等优点。目前, 世界上最大的循环流化床干法脱硫装置已于2004年11月在山西华能榆社电厂投入运行, 两台300兆瓦机组的脱硫效率达91%以上。

4 半干法烟气脱硫 (SDFGD)

半干法烟气脱硫技术是加入锅炉尾部烟道中的脱硫剂是湿态的, 脱硫的最终产物是干态的, 即用吸收剂浆液一边吸收二氧化硫一边干燥的脱硫法。其机理为吸收剂与SO2发生化学反应, 水分或吸收剂的作用是调质, 脱硫灰作为辅助脱硫剂成分, 反应在气、固、液三相中进行。半干法兼有干法与湿法的一些特点, 既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点, 又具有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优点。

目前常用的方法有喷雾干燥法、炉内喷钙炉后增湿活化法等。相对于湿法烟气脱硫技术, 半干法烟气脱硫技术具有温降小、用水量少、投资少、工艺简单、便于已有旧设备改造、占地面积少等一系列有点。目前, 我国的半干法烟气脱硫技术研究还处于刚刚起步极端, 在实验室研究的基础上, 各地相继实施了一批中小锅炉示范工程。国外对半干法烟气脱硫技术的研究已经有10多年的历史, 作为湿法脱硫技术的有益补充, 已投入商业运行, 并积累了丰富的运行经验。

结语

脱硫技术在国外已经有多年的发展历史, 技术成熟, 脱硫效率高, 但其设备投资昂贵, 运行费用高。对于众多的中小电厂, 脱硫是一笔不小的开支。以上的各种烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中均取得了一定的经济、社会和环保效益, 但是均存在着相应的不足。脱硫工程公司的技术人员要认真吸收国内外火电厂在脱硫工作中已取得的成果和经验教训, 着重分析研究国内电力行业引进试点厂的情况, 针对各火电厂锅炉的具体情况, 选择经济性好、能稳定运行的脱硫工艺。

摘要：概述了烟气中二氧化硫对环境的危害, 介绍了几种主要的燃煤电厂烟气脱硫技术, 对各种脱硫工艺的优缺点以及主要影响因素进行了总结与分析。

关键词：燃煤电厂,二氧化硫,脱硫

参考文献

[1]陈振峰.燃煤电厂烟气脱硫技术综述[J]西北电力技术, 2005, (3) :50-52.

[2]赵鹏高.火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划[J].电力环境保护, 2000, 16 (2) :28-32.