湿法烟气脱硫技术的现状与进展

湿法烟气脱硫技术的现状与进展

德力黑

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摘要：随着当前工业化的不断发展，使得对化工等能源产业的治理问题已经成为了人们的焦点。当前，湿式钙法（简称湿法）烟气脱硫技术当前脱硫方法中技术最成熟、实际应用最多、运行状况最稳定的脱硫工艺。基于其技术的优势，对国内外的相关情况进行了研究，由此发现了当前湿法烟气脱硫技术存在的一些问题，并对其发展前景进行了展望。

关键词：湿法烟气脱硫；研究现状；研究进展

1烟气脱硫的必要性

八十年代初期，由于生态环境尚未遭到严重破坏，酸雨只发生于我国西南等少数地区。然而随着改革开放的进行，虽然在经济建设领域我们取得了辉煌的成绩，但随之而来的是环境的恶化。目前我国酸雨已经逐步发展到长江以南，并且在四川盆地的大部分地区甚至是人员活动较少的青藏高原地区都已经出现酸雨。根据国际评价酸雨的标准，pH值小于5.6的降水即视为酸雨，而根据相关统计结果我国已经有接近30%的国土面积属于酸雨地区。燃料燃烧是我国产生酸雨危害的主要原因。化石燃料中的硫在燃烧过程中形成二氧化硫，在降雨过程中烟气中的二氧化硫将溶解到雨水中形成的酸雨。酸雨不仅会对人体产生直接危害，比如将引发皮肤病，引起呼吸系统疾病，而且酸雨落到地表将改变土壤的酸碱性。由于多数建筑物均采用水泥陶瓷等材料，酸浆将与这些材料发生化学反应，对建筑表面产生不可修复的损害。酸雨将随着地表径流进入到江河湖泊等水体中，对水体生态系统产生巨大影响。

在经济不断发展的同时，我们也要重视生态环境问题，不能继续走“先发展、再治理”的老路，要采取适当的措施保住我们的绿水青山势在必行。由此，针对工业烟气中的硫进行有效的处理，具有十分重要的意义，尤其是八十年代以来，相关科研部门进行了大量的烟气脱硫技术研究，并且在很多现场应用中取得较大成功。

2主要湿法烟气脱硫技术

2.1石灰石（石灰）—石膏法

该法主要是以磨细的石灰石悬浮液作为吸收剂，经过除尘换热后的烟气进人吸收塔,在吸收塔内二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓人的氧化空气进行化学反应被吸收去除，生成硫酸钙（CaS04),以石膏形式回收，脱硫后的烟气经除雾器和换热器后通过烟囱排人大气。该法突出的优点有脱硫效率高、吸收剂利用率高、且设备运转率高，因此在世界上应用最为广泛。但是总投资大，设备腐蚀、磨损严重，运行维护费用高,副产品产量低且综合利用率低。后来为了克服该法容易结垢的缺点，研究发展了双碱法烟气脱硫工艺,此工艺主要是先用碱金属盐的水溶液吸收so2，然后再用石灰或石灰石将吸收so2后的溶液再生,再生后吸收液可循环使用。

2.2氨水吸收法

与石灰石（石灰）-石膏法类似，该法采用氨水作为脱硫吸收剂，与经过除尘换热的烟气在吸收塔内接触混合,烟气中的so2与氨水反应后生成亚硫酸铵，在吸收塔底与鼓人的强制氧化空气进行氧化反应即生成硫酸铵溶液,经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得副产品硫酸铵。该脱硫工艺脱硫效率高，能满足环保要求;对烟气条件变化适应性强;在整个系统不产生废水或废渣且能耗低，符合节能目标;对安全运行有高的可靠性和适用性。华东理工大学与四川内江发电厂合作开发的新氨法（NADS)脱硫工艺已经在该厂完成25MW机组烟气氨-酸法脱硫中试。新氨法（NADS)脱硫工艺在传统氨法脱硫工艺的基础上，将S02浓缩后生产高质量的工业硫酸。但是该脱硫工艺运行成本过高,使得该法不能得到广泛应用，如吸收能力、投资费用、洗涤器效率等问题还需进一步研究,对其进行参数优化以开发出更具有经济性的脱硫方法。

2.3海水脱硫法

海水脱硫法主要是利用海水的天然碱度来脱除烟气中的so2,在吸收塔内以海水作为吸收剂与烟气中的so2充分接触，脱硫后的烟气经除雾换热后通过烟囱排放，用空气强制氧化吸收了so2的海水，使其转化为无害的硫酸盐溶液，经脱硫后流回海洋的海水,其硫酸盐成分只是稍微提高，与新鲜的海水混合后，这种浓度的差异就会消失。按是否向海水中添加其他化学物质,可将海水烟气脱硫工艺分为:（1)不添加任何化学物质，如Flakt-Hydro工艺；（2)向海水中添加一部分石灰以调节海水碱度，如Bechtel工艺。该法工艺简单、运行可靠;无磨损、结垢和堵塞现象;脱硫效率高;投资和运行费用低。故此套工艺一般适用于海边、扩散条件较好的地区，推广到工业应用较难。

2.4炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺

该工艺所采用的吸收剂主要为磨细的石灰石，石灰石受热后分解为氧化钙和二氧化碳，烟气中的二氧化硫与氧化钙反应生成亚硫酸钙。由于该反应发生与气相和固相之间，两相之间分子扩散速度较慢，发生化学反应较慢，因此脱硫效率较低。改进后的炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺通过在尾部喷施高压水滴，由于成雾状的水滴具有较大的比表面积，部分未参与反应氧化钙与水反应生产氢氧化钙后，氢氧化钙再与烟气中的残余的二氧化硫进行二次反应，进行二次脱硫，因此脱硫效率大大提高。

2.5电子束烟气脱硫工艺

电子束脱硫技术的工艺流程相对于其他的烟气脱硫工艺，其技术含量较高，这就造成了基础设备投资的增大，也造成了后期设备维护成本的增加。改烟气脱硫工艺主要包括排烟冷却、氨的喷入，电子束照射与副产品收集等工序。由于所需的设备相对较为精密，而烟气中的二氧化硫对精密仪器有较高强的腐蚀性，因此该工艺中的大部分设备都要进过防腐蚀处理。电子照射反应装置电子束透过力、贯穿力强，对现场环境提出更高的要求。为保护操作人员安全要求设备具有防辐射功能。该工艺由于技术含量非常高，目前仅在少数企业中试运行。在该工艺的研究中，仍需投入大量科研经历。

2.6循环流化床锅炉脱硫工艺

该工艺采用的吸收剂仍然是石灰石。其设备主要包括吸收塔、高压雾化喷嘴及相关连接烟道，该工艺的基本原理是燃料和作为吸收剂的石灰石粉送入燃烧室下部，当脱硫反应后的含尘气体由吸收塔进入布袋除尘器。同时从布风板下鼓入风，该风成为一次风，从燃烧室中部送入的风成为二次风。燃料颗粒、石灰石粉和灰一起送入燃烧室。在风产生的气流的作用下，使燃料颗粒、石灰石粉和灰的混合物在循环床内充分混合并充满整个燃烧室。磨细的石灰石粉在燃烧室内由于高温而分解产生氧化钙和二氧化碳，其中的氧化钙和工业废气中的二氧化硫结合成亚硫酸钙。由于该工艺投资较少、脱硫率较高，近年来受到越来越多的关注。

3存在的问题以及进展

湿法烟气脱硫的工艺中，经过脱硫后的湿烟气经过直接加热就进行排放会导致一些问题的出现，如地面的污染度大、出现白烟等，这需要将排放的烟气温度进行提升。传统的工艺虽然应用的范围比较广，但是投资以及运营的费用比较高，这会加重工业发展的压力，并且需要消耗大量的水资源，增加CO2的排放量，从而造成二次污染。因此，要对现有的脱硫工艺进行改造，降低运行的成本；对于低费用和低成本的脱硫技术进行应用；对应用副产物的脱硫工艺进行大力的发展；对脱硫的效率高、污染小的脱硫技术进行大力的研究和开发。

结语

综上所述，还应该进一步的对烟气脱硫技术的现有工艺进行改进，不断的开发新设备，探索新技术，以此开发出性能优越的吸附剂以及先进的脱硫吸收剂，从而有效的使吸收效果得到增强，提高脱硫率，并有效的使既有脱硫设备与脱硫工艺存在的缺陷得到改进，减少脱硫费用。

参考文献

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