第08章 硫氧化物的污染控制

1第八章硫氧化物的污染控制1.硫循環(huán)及硫排放2.燃燒前和燃燒中脫硫技術與工藝(自學）3.燃燒后脫硫技術及其研究進展4.燃煤二氧化硫污染控制技術綜合評價2硫氧化物的污染－關注熱點早期局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高近100年來二氧化硫等酸性氣體導致的酸沉降最近二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細粒子3硫循環(huán)與硫排放4硫循環(huán)與硫排放人類使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃燒時，其中的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO25硫循環(huán)與硫排放我國SO2排放的年際變化6國外防治SO2污染的方法主要有：清潔生產(chǎn)工藝、采用低硫燃料、燃料脫硫、燃料固硫及煙氣脫硫等。其中，煙氣脫硫居主要地位。含硫的礦物燃料（主要是煤），燃燒后產(chǎn)生的SO2煙氣排出，其中SO2含量達到3.5%以上，便可以采用一般接觸法，制H2SO4的流程進行反應，既可控制SO2對大氣的污染，又可回收硫磺，這里著重討論的是低濃度（含量在3.5%以下）SO2的控制和回收技術，即所謂煙道脫硫HGP(HueGasDesulfurization)流程，亦有書將排煙中去除SO2的技術簡稱“排煙脫硫”（FlueGasDesulfurization)。目前煙氣脫硫方法有一百多種，可用于工業(yè)上的僅有十幾種。按是否回收煙氣中硫為有用物質(zhì)分，煙氣脫硫有回收法和拋棄法二類。按完成脫硫后的直接產(chǎn)物是否為溶液或漿液分，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法三類。按脫硫原理劃分：吸收法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法煙氣脫硫的主要方法7用于工業(yè)裝置上的排煙脫硫應注意以下幾個原則：（1）工藝原理及流程應簡單，裝置緊湊，易于操作和管理；（2）具有較高的脫硫效率，能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，經(jīng)濟效果好，節(jié)省人力，占地面積??；（3）脫硫過程中不產(chǎn)生二次污染物，回收產(chǎn)物應無二次污染；（4）脫硫用的吸收劑價格便宜且又易獲得；（5）在工藝方法選擇上應盡可能考慮到回收有用的硫資源。煙氣脫硫的主要方法8當前全世界的主要脫硫方法9國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃專欄1：“十二五”環(huán)境保護主要指標序號指

標2010年2015年2015年比2010年增長1化學需氧量排放總量（萬噸）2551.72347.6-8%2氨氮排放總量（萬噸）264.4238.0-10%3二氧化硫排放總量（萬噸）2267.82086.4-8%4氮氧化物排放總量（萬噸）2273.62046.2-10%

5地表水國控斷面劣Ⅴ類水質(zhì)的比例（%）17.7<15-2.7個百分點七大水系國控斷面水質(zhì)好于Ⅲ類的比例（%）55>605個百分點6地級以上城市空氣質(zhì)量達到二級標準以上的比例（%）72≥808個百分點“十二五”期間，空氣環(huán)境質(zhì)量評價范圍由113個重點城市增加到333個全國地級以上城市，按照可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮的年均值測算，2010年地級以上城市空氣質(zhì)量達到二級標準以上的比例為72%。

10持續(xù)推進電力行業(yè)污染減排。新建燃煤機組要同步建設脫硫脫硝設施，未安裝脫硫設施的現(xiàn)役燃煤機組要加快淘汰或建設脫硫設施，煙氣脫硫設施要按照規(guī)定取消煙氣旁路。加快燃煤機組低氮燃燒技術改造和煙氣脫硝設施建設，單機容量30萬千瓦以上（含）的燃煤機組要全部加裝脫硝設施。加強對脫硫脫硝設施運行的監(jiān)管，對不能穩(wěn)定達標排放的，要限期進行改造。加快其他行業(yè)脫硫脫硝步伐。推進鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放總量控制，全面實施燒結機煙氣脫硫，新建燒結機應配套建設脫硫脫硝設施。加強水泥、石油石化、煤化工等行業(yè)二氧化硫和氮氧化物治理。石油石化、有色、建材等行業(yè)的工業(yè)窯爐要進行脫硫改造。新型干法水泥窯要進行低氮燃燒技術改造，新建水泥生產(chǎn)線要安裝效率不低于60%的脫硝設施。因地制宜開展燃煤鍋爐煙氣治理，新建燃煤鍋爐要安裝脫硫脫硝設施，現(xiàn)有燃煤鍋爐要實施煙氣脫硫，東部地區(qū)的現(xiàn)有燃煤鍋爐還應安裝低氮燃燒裝置。

加大二氧化硫和氮氧化物減排力度11實施多種大氣污染物綜合控制。深化顆粒物污染控制。加強工業(yè)煙粉塵控制，推進燃煤電廠、水泥廠除塵設施改造，鋼鐵行業(yè)現(xiàn)役燒結（球團）設備要全部采用高效除塵器，加強工藝過程除塵設施建設。20蒸噸（含）以上的燃煤鍋爐要安裝高效除塵器，鼓勵其他中小型燃煤工業(yè)鍋爐使用低灰分煤或清潔能源。加強施工工地、渣土運輸及道路等揚塵控制。加強揮發(fā)性有機污染物和有毒廢氣控制。加強石化行業(yè)生產(chǎn)、輸送和存儲過程揮發(fā)性有機污染物排放控制。鼓勵使用水性、低毒或低揮發(fā)性的有機溶劑，推進精細化工行業(yè)有機廢氣污染治理，加強有機廢氣回收利用。實施加油站、油庫和油罐車的油氣回收綜合治理工程。開展揮發(fā)性有機污染物和有毒廢氣監(jiān)測，完善重點行業(yè)污染物排放標準。嚴格污染源監(jiān)管，減少含汞、鉛和二口惡英等有毒有害廢氣排放。12推進城市大氣污染防治。在大氣污染聯(lián)防聯(lián)控重點區(qū)域，建立區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量評價體系，開展多種污染物協(xié)同控制，實施區(qū)域大氣污染物特別排放限值，對火電、鋼鐵、有色、石化、建材、化工等行業(yè)進行重點防控。在京津冀、長三角和珠三角等區(qū)域開展臭氧、細顆粒物（PM2.5）等污染物監(jiān)測，開展區(qū)域聯(lián)合執(zhí)法檢查，到2015年，上述區(qū)域復合型大氣污染得到控制，所有城市空氣環(huán)境質(zhì)量達到或好于國家二級標準，酸雨、灰霾和光化學煙霧污染明顯減少。實施城市清潔空氣行動，加強烏魯木齊等城市大氣污染防治。實行城市空氣質(zhì)量分級管理，尚未達到標準的城市要制定并實施達標方案。加強餐飲油煙污染控制和惡臭污染治理。

實施多種大氣污染物綜合控制。13*水力旋流分離器*真空皮帶脫水機及附屬設備*壓力霧化噴嘴*除霧器*回轉(zhuǎn)式和強制熱媒水循環(huán)式煙氣換熱器*攪拌設備*特大容量的脫硫干風機*強制氧化用大流量高壓離心風機*脫硫DCS系統(tǒng)控制軟件等。目前我國已具備條件開發(fā)煙氣脫硫的設備有：（以濕式石灰石-石膏法工藝為例）14*大容量脫硫濕風機*重要的檢測采樣一次元器件（包括進、出口SO2檢測儀、煙塵檢測儀、漿液濃度計、漿液流量計等）及其控制系統(tǒng)*關鍵部位閥門*噴淋系統(tǒng)*除霧器*大容量循環(huán)漿泵*煙氣換熱器*真空皮帶脫水機等。

目前仍需進口的設備有：15

濕式石灰石-石膏法是將石灰石粉制成漿液，在吸收裝置中將煙氣中的SO2脫除而副產(chǎn)石膏的方法。該方法是目前應用最廣的一種煙氣脫硫（FGD）方法。脫硫率可達95%以上，運行可靠，技術最為成熟，可適用于高、中、低硫煤。最大缺點是設備龐大，占地面積大，投資和運行費用高。煙氣脫硫工藝1.濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫1617濕式石灰石—石膏法工藝過程

吸收塔自下而上分為三個區(qū)：循環(huán)槽：漿液儲存器和反應器，主要反應：石灰石溶解、亞硫酸鹽氧化生成石膏。洗滌區(qū)（噴淋層）：布置有多層噴嘴，根據(jù)處理煙氣量決定開啟層數(shù)。氣體區(qū)在噴淋層上部至吸收塔出口，中間裝有除霧器。18

系統(tǒng)包括以下4個主要工藝過程：*向循環(huán)槽中加入新鮮漿液；*吸收SO2并進行反應生成亞硫酸鈣；*亞硫酸鈣氧化生成石膏（二水硫酸鈣）；*從循環(huán)槽中分離出石膏。吸收塔中總的反應式如下：

CaCO3+2SO2+H2O=Ca(HSO3)2+CO2

含CaCO3的漿液從吸收塔上部噴入，吸收煙氣中的SO2，生成Ca(HSO3)2并落入循環(huán)槽中，然后通過鼓入的空氣使Ca（HSO3）2氧化成CaSO4,結晶生成石膏：

Ca(HSO3)2+O2+CaCO3+3H2O=2CaSO4.2H2O+CO2

濕式石灰石—石膏法工藝過程

19

當循環(huán)槽漿液中的石膏達到一定過飽和度時（約130%），抽出一部分送往石膏處理站，制成工業(yè)石膏。同時向循環(huán)槽中加入新鮮漿液，以保持吸收劑漿液的pH值。石膏漿液一級脫水（含水量達到40%）并用新鮮水沖洗真空皮帶脫水（含水率達到10%以下），以便進一步利用。吸收后煙氣除霧器氣-氣換熱器升溫排入大氣。定期沖洗除霧器。沖洗水落入槽中，保持系統(tǒng)水平衡。濕式石灰石—石膏法工藝過程

20濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

SO2的吸收過程在濕式石灰石—石膏脫硫工藝中，漿液吸收SO2是一個氣液傳質(zhì)過程，分為4個階段：*氣態(tài)反應物質(zhì)從氣相主體向氣-液界面的傳遞；*氣態(tài)反應物穿過氣-液界面進入液相并發(fā)生反應；*液相中的CaCO3由液相主體向相界面附近的反應區(qū)遷移；*反應生成物從反應區(qū)向液相主體的遷移。21用水吸收一般被認為是物理吸收過程，過程的機理可用雙膜理論來分析。

氣液界面

SO2擴散方向

氣相主體液相主體氣膜液膜

雙膜理論示意圖

根據(jù)雙膜理論，SO2以分子擴散的方式通過氣膜和液膜，其傳遞阻力為兩膜阻力之和。研究發(fā)現(xiàn)，SO2在氣相中的擴散常數(shù)遠遠大于液相擴散常數(shù)，所以SO2傳遞的阻力主要集中在液膜。為了克服液膜阻力，使吸收過程能快速進行，工程上采用了兩項措施：1.增加液氣比，并使之高度湍動，同時使液滴的顆粒盡可能小，以增大氣-液傳質(zhì)面積；2.在吸收液中加入化學活性物質(zhì)，本工藝是加入了CaCO3。22SO2進入液相，首先發(fā)生如下一系列反應：

SO2+H2OH2SO3

H2SO3H++HSO3-

HSO3-H++SO32-

方程式表示的溶液成分與溶液的pH值有關。濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

23下圖表示了與pH值這種關系。

pH10

SO32-

存在區(qū)

5HSO3-存在區(qū)

SO2+H2O與

H2SO3

平衡區(qū)

只有當pH值較高時，HSO3-的二級電離才會產(chǎn)生較高濃度的SO32-。以上反應都是可逆反應，要使SO2的吸收不斷進行下去，就必須中和電離產(chǎn)生的H+，即降低吸收液的酸度。CaCO3的作用就是中和H+。當吸收液中的吸收劑反應完后，如果不添加新的吸收劑或添加量不足，吸收液的酸度將迅速提高，pH值將迅速下降，當SO2溶解達到飽和后，SO2的吸收就告終止。

224

根據(jù)Miller等人的研究，HSO3-離子在pH值為4.5時氧化速率最大，但實際運行時漿液的pH值為5.4～5.8，此種情況下，HSO3-離子很難被氧化，為此，工藝上向循環(huán)槽中鼓入空氣，使HSO3-強制氧化成SO42-。更加大了SO2溶解的推動力，從而使SO2不斷地由氣相轉(zhuǎn)移到液相。

HSO3－轉(zhuǎn)化成SO42-，并與Ca2+發(fā)生反應，生成CaSO4，最后生成有用的石膏：

Ca2++SO42－+2H2O

CaSO4·2H2O↓如果生成粗顆粒結晶（約100μm）石膏，易于分離和脫水。石膏晶體如果是層狀、針狀或非常細的顆粒，不僅非常難脫水，而且還可能引起系統(tǒng)結垢。必須進行控制。石膏的結晶濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

25石膏溶液的相對過飽和度σ

σ=（C-C*）/C*式中:σ——石膏溶液的相對過飽和度

C——溶液中石膏的實際濃度

C*——工藝條件下，石膏的平衡濃度。當C＜C*時，溶液中不會有晶體析出；當C>C*時，溶液中將首先出現(xiàn)晶種，并逐漸形成結晶。

濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

26晶種生成和晶體增長過程

27濕式石灰石—石膏法的主要設備設計要點

吸收塔是濕式石灰石—石膏法的關鍵設備。早期：填料塔，但由于填料塔易堵塞?，F(xiàn)在：空塔。傳統(tǒng)空塔氣速低、處理氣量小，因此各國都在提高空塔氣速上下功夫。這直接牽涉到設備投資的大小。國外最大的空塔氣速達4.5ms

主要設備設計要點吸收塔:塔徑、塔高、噴嘴、除霧器漿液循環(huán)槽石膏制備系統(tǒng)水力旋流器、真空皮帶脫水機氣-氣換熱器

2829塔徑與空塔氣速、處理煙氣量的關系：

D＝√4Vsπu式中——塔徑，mVs——操作條件下氣體體積流量，Nm3su——混合氣體線速度，ms塔徑的確定30塔高的確定

塔高依吸收段的高度而定。吸收段的高度是高脫硫率的重要保證。

吸收段高度的確定原則是保證氣-液有充分的接觸時間，以保證吸收劑與SO2充分反應。確定了吸收段高度之后，再考慮噴嘴布置、除霧器、塔底氣流分布、漿液循環(huán)槽等。最后確定塔高。塔體高度的確定還要考慮與配套系統(tǒng)的整體關系，以確定其水平標高。31噴嘴的設計與選擇

噴嘴的設計要求：⑴.滿足吸收劑噴淋量;⑵.使噴出的液滴具有盡可能大的比表面積，以增大氣液的接觸面積，提高反應活性和反應速率。國內(nèi)外對用于空塔噴嘴的研究和使用上，大約有四個方向。⑴.噴嘴的結構。⑵.噴嘴在塔內(nèi)的布置。⑶.噴射方向。⑷.噴射速度。32除霧器的設計與選擇

除霧器的類型：

重力沉降、慣性碰撞、離心分離、吸附過濾、靜電吸引等。電廠煙氣脫硫中對除霧器的要求：

處理能力大、氣液分離效果好、阻力低、防堵能力強、便于清洗、操作周期長。

漿液循環(huán)槽是煙氣脫硫系統(tǒng)中重要的化學反應場所。在這里進行著石灰的溶解、HSO32-的氧化和石膏的結晶。要求循環(huán)槽中要保持相對穩(wěn)定的灰石漿液濃度、石膏的過飽和度（濃度）和漿液的pH值。這三者必須維一個相對的平衡關系，這要從漿液循環(huán)槽的結構和容積上去考慮。漿液循環(huán)槽的附屬系統(tǒng)，包括氧化空氣的導入、漿液的攪拌等都要在設計上考慮。要設計一個漿液事故儲槽。漿液循環(huán)槽33石膏制備系統(tǒng)包括2個部分：水力旋流器：石膏與石灰石分離，使石膏含水率達到40%，同時對石膏進行洗滌，除去氯、氟、鐵等雜質(zhì)。真空皮帶脫水機：使石膏的含水率降到10%以下。大型真空皮帶脫水機及其附屬裝置目前尚在進行國產(chǎn)化開發(fā)。

石膏制備系統(tǒng)

將除塵后的高溫煙氣降溫（90℃左右），使由吸收塔排出的冷煙氣（55℃左右）升溫。氣-氣換熱器的種類：翅管式、熱管式、回轉(zhuǎn)式、強制熱煤水循環(huán)式等。設計時需要考慮設備的選型、結構、換熱面積、傳熱速率和運行阻力，氣-氣換熱器雖多采用不銹鋼制作，但也要嚴重關切它的腐蝕問題。目前用于煙氣脫硫的大型氣-氣換熱器也在進行國產(chǎn)化開發(fā)中。氣-氣換熱器（G.G.H）34濕式石灰石-石膏法FGD主要運行參數(shù)及控制

a.空塔氣速b.液氣比c.脫硫效率d.漿液濃度（漿液pH值）e.系統(tǒng)中的防垢f.石膏的質(zhì)量控制35a.空塔氣速

填料塔:1.5～2m/s，板式塔、空塔：2m/s以上，湍球塔：4m/s左右。填料塔操作時不能產(chǎn)生“液泛”；板式塔不能產(chǎn)生“噴塔”；湍球塔不能產(chǎn)生“短路”等?？账馑僭礁?，處理能力越大，但塔高也必須越高，要考慮氣液接觸時間。使用空塔脫硫時，空塔氣速一般控制在2～3m/s左右，煙氣在塔內(nèi)的停留時間1.5～4.5s。SO2濃度越高，停留時間應越長。停留時間與SO2的去除率成正比，但不是線性關系。高的空塔氣速會造成嚴重的霧沫夾帶，這將給除霧器增加負擔。36

脫硫效率的重要保證。液氣比增大，氣液傳質(zhì)速率增大，從而增大SO2去除率。在工程中，允許最小的液氣比（L/G）min由吸收劑漿液特性、控制結垢和堵塞決定。實際L/G比（L/G）min要大許多?？筛鶕?jù)以下原則考慮：文丘里或噴淋塔，氣-液接觸面積與L/G成正比，因此L/G與脫硫效率有直接的正比關系，而與SO2濃度無關。b.液氣比

經(jīng)驗表明，當液氣比大于5.3l/m3時，SO2的脫硫率平均為87%，液氣比小于5.3l/m3時，脫S率低于78%。在低密度的柵條填料塔中，氣體流速速度在1.6~2.5m/s，液氣比宜在0.8~8.2l/m3(標態(tài))之間，當液氣比為1.4l/m3，氣速為2.4m/s時控制SO2總傳質(zhì)速率ka為1085mol/(m3.h.kpa),此時，過程主要受氣膜阻力。

37石灰石顆粒大小對脫S率及石灰石的利用率均有影響，粒度小，比表面積大，與SO2起反應的效率高，石灰石色利用率大，大粒度太小，則石灰石得粉碎過程消耗的電能太大。一般控制石灰石的粒度在200~300之間。d.石灰石的粒度c.脫硫效率煙氣量、氣液接觸時間、煙氣進口SO2濃度、漿液pH值等因素，都直接影響著脫硫效率。脫硫負荷增大時，脫硫效率下降。氣液接觸時間長，脫硫效率高。當進口濃度增大，脫硫效率成直線下降。當漿液的pH值在5.4～5.8之間時，可以獲得高的脫硫效率。38漿液濃度是保證脫硫效率的又一個重要因素。必須嚴格控制漿液pH值在5.4~5.8之間，這要靠漿液濃度來控制。pH值下降：補充新鮮漿液。在大型脫硫裝置中，這些都是由自動控制系統(tǒng)來完成的，但在設計程序上要有設定。e.漿液濃度（漿液pH值）

3940f.系統(tǒng)中的防垢

系統(tǒng)中易結垢的部位包括除霧器、漿液循環(huán)槽和管路系統(tǒng)。除霧器要定期用不含石膏的新水沖洗。提高石灰石利用率，有助于防止除霧器結垢。循環(huán)槽中主要是防止CaSO3和CaSO4的結垢。過低的溫度（＜40℃）和較高的pH值（＞6）易形成CaSO3結垢。維持漿液中合適的晶種密度、控制漿液溫度在60℃以下可以防止CaSO4結垢。41

固體垢物來自：（1）石灰系統(tǒng)中當pH>9時，煙氣中CO2進入水相與Ca2+生成CaCO3垢；（2）在石灰系統(tǒng)中較高pH下，H2SO3在水中主要離解出H+和SO32-，SO32-和Ca2+生成的CaSO3·1/2H2O的溶解度很?。?.0043g/100g水,18℃），易結晶析出形成片狀軟垢；（3）CaSO4·2H2O結晶析出形成硬垢。

防垢措施：（1）控制漿液的pH值不宜過高，石灰系統(tǒng)pH<8.0，石灰石系統(tǒng)pH<6.2；（2）控制CaSO4的過飽和度<1.2，（3）采用添加劑己二酸、Mg2+、NH3等抑制結垢和堵塞。

421、過飽和度是首要因素。一般維持過飽和度在1.25～1.30的范圍內(nèi)。2、pH值會改變亞硫酸鹽的氧化速率，因此，用控制漿液pH值可影響過飽和度，工藝上一般控制漿液濃度在20%左右。3、使用顆粒小的石灰石粉（40~60μm），提高漿液的化學反應活性。4、保證漿液循環(huán)槽的溫度在40～60℃之間，可保證生成的石膏為二水石膏。g.石膏的質(zhì)量控制5、氧化空氣量的影響。通常根據(jù)漿液中亞硫酸鹽的含量，計算出所需的理論空氣量，然后乘上一個1.8～2.5的系數(shù)。6、機械力對石膏結晶的影響是雙向的，因此，攪拌強度是工藝設計和運行方式控制的難點。7、石膏脫水工序影響脫硫石膏的純度。間接石灰石/石灰法1.雙堿法（1）鈉－鈣雙堿法先用堿或堿金屬鹽（NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等）的水溶液吸收SO2，然后用石灰石/石灰漿液將吸收SO2后的溶液再生，再生漿液經(jīng)液固分離后，濾渣（亞硫酸鈣和少量硫酸鈣）外運，溶液在貯槽補充堿和水后循環(huán)脫硫。

吸收塔內(nèi)吸收SO2的反應為2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2→Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3副反應Na2SO3+1/2O2→Na2SO4再生反應器內(nèi)的反應為

Ca(OH)2+Na2SO3+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2OCaCO3+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+1/2H2O+CO2↑Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O↓。

再生并分離出來的NaOH或Na2SO3溶液循環(huán)脫硫，濾渣可拋棄也可加工為石膏回收（2）鈣－鈣雙堿法塔內(nèi)用來自循環(huán)池的亞硫酸鈣（第一鈣）漿液脫硫并生成Ca(HSO3)2，脫硫漿液返回循環(huán)池，池內(nèi)加入Ca(OH)2(第二鈣)漿液與Ca(HSO3)2反應，再生出亞硫酸鈣循環(huán)脫硫。脫硫：CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2再生：2Ca(HSO3)2+Ca(OH)2→2CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O

2.堿式硫酸鋁法吸收Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2→Al2(SO4)3·Al2(SO3)3氧化Al2(SO4)3·Al2（SO3）3+3/2O2→2Al2(SO4)3再生Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O→Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O↓+3CO2↑

48

煙氣循環(huán)流化床脫硫技術

煙氣循環(huán)流化床脫硫技術是把固體流態(tài)化技術引入到煙氣脫硫工藝中的一項新技術，在20世紀80年代以后有了很大發(fā)展。煙氣循環(huán)流化床是采用含濕量為3%～5%的石灰粉作為脫硫劑，在流化床中與高速流動的煙氣接觸完成脫硫。在流化床尾部除下來的吸收劑經(jīng)增濕后循環(huán)使用。在鈣硫比為1.1～1.5的情況下，脫硫率可達80%～90%。

49煙氣循環(huán)流化床工藝系統(tǒng)簡單，運行可靠，占地面積小，投資和運行費用低，無廢水排放，是一種較好的干法脫硫工藝。

Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2OCa(OH)2+SO2+1/2O2CaSO4+H2O主要反應式50流化床燃燒脫硫的影響因素1.鈣硫比表示脫硫劑用量的指標，影響最大的性能參數(shù)脫硫率（）可以用Ca/S（R）近似表達

2.煅燒溫度

存在最佳脫硫溫度范圍溫度低時，孔隙量少、孔徑小，反應被限制在顆粒外表面溫度過高，CaCO3的燒結作用變得嚴重51流化床燃燒脫硫的影響因素3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結構顆粒尺寸小于臨界尺寸時發(fā)生揚析，并非越小越好顆?？紫督Y構應有適當?shù)目讖酱笮?，既保證一定孔隙容積，又保證孔道不易堵塞4.脫硫劑的種類白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚析，且用量大于石灰石近兩倍52脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應533.旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫

稱半干法工藝，基本工藝路線是將石灰制成一定濃度的漿液供給脫硫塔，在脫硫塔中由高速旋轉(zhuǎn)（約10000轉(zhuǎn)/min左右）的噴霧裝置將漿液霧化成100μm以下的霧滴，同時與含SO2的熱煙氣接觸；在霧滴干燥的同時，完成對SO2的吸收。經(jīng)除塵分離后煙氣排放，脫硫渣循環(huán)使用。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫，工藝過程簡單，設備少，占地小，不需對脫硫產(chǎn)品進行二次處理，沒有廢水排放，脫硫后的煙氣不需二次加熱。該法適用于燃用中、低硫煤鍋爐的煙氣脫硫。5455564.爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫（LIFAC）技術

LIFAC脫硫工藝是在爐內(nèi)噴鈣脫硫技術的基礎上，在尾部煙道加裝了增濕活化器，在活化器中，噴入的水霧與煙氣中的未反應的氧化鈣顆粒反應，生成活性更高的氫氧化鈣，對SO2進一步吸收，總脫硫率可達70%～80%。目前，芬蘭公司對裝置作了改進，采用吸收劑再循環(huán)，可使脫硫率接近90%。LIFAC工藝適用于燃用中、低硫煤鍋爐，投資少，占地小，特別適用于老廠改造。沒有廢水排放，煙氣不需二次加熱，運行費用低。但脫硫率較低，鈣硫比高，吸收劑利用率低。5758海水脫硫技術

海水的pH值為7.5～8.3，天然堿度約2～2.9mg/L，使海水具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。按是否向海水中添加其他化學物質(zhì)，可將海水脫硫工藝分為兩類：（1）不添加任何化學物質(zhì)，以挪威ABB公司的Flakt-Hydro工藝為代表；（2）向海水中添加一部分石灰以調(diào)節(jié)海水堿度，以美國Bechtel（貝克特爾）公司的工藝為代表。

鈉堿吸收法

該法在用堿液（NaOH或Na2CO3）吸收了SO2后，不象鈉－鈣雙堿法那樣用石灰石/石灰再生，而是直接將吸收液加工成副產(chǎn)物。鈉堿吸收法有循環(huán)和不循環(huán)兩種工藝。1.循環(huán)鈉堿法：首先用NaOH或Na2CO3吸收SO2以制備吸收劑Na2SO3。Na2SO3循環(huán)吸收SO2后主要生成NaHSO3，其次為Na2S2O5，當吸收液中Na2SO3（或pH值）下降到一定程度時，將吸收液送去加熱再生，解吸出SO2，解吸出來的SO2可加工成液體SO2、硫磺或硫酸。2.亞硫酸鈉法：用Na2CO3溶液經(jīng)二級逆流吸收煙氣中SO2后，得到含Na2SO3和NaHSO3的混合溶液，再用Na2CO3中和掉吸收液中的NaHSO3，反應為2NaHSO3+Na2CO3→2Na2SO3+H2O+CO2↑最后經(jīng)凈化、濃縮結晶、過濾、干燥等工序制成無水亞硫酸鈉產(chǎn)品。61循環(huán)鈉堿法工藝流程圖

1－吸收塔；2，3－循環(huán)槽；4，5－蒸發(fā)器；6－冷卻器；

7－結晶分離器；8－脫水器；9－母液槽；10－吸收液槽亞硫酸鈉法流程1,4-吸收塔；2，5－循環(huán)槽；3，6，8－泵；7－中和液貯槽；9－干燥器；10－離心機；11－蒸發(fā)器；12－中和液過濾器；13－中和槽濕式氨法脫硫技術

1.吸收反應(1)吸收總反應

濕式氨法脫硫是用NH3或NH4HCO3等含NH3物質(zhì)吸收SO2，其吸收總反應為

SO2+2NH3+H2O→（NH4）2SO3SO2+NH3+H2O→NH4HSO3NH4HCO3+SO2→（NH4）2SO3+H2O+2CO2NH4HCO3+SO2→NH4HSO3+CO2↑

實際上的吸收劑是（NH4）2SO3－NH4HSO3混合溶液，其中僅（NH4）2SO3對SO2有吸收能力，所以吸收塔內(nèi)的吸收反應為：

SO2+（NH4）2SO3+H2O→2NH4HSO3

（2）吸收劑再生

隨著吸收反應的進行，吸收液中（NH4）2SO3

被消耗，吸收能力逐漸下降。為了維持吸收液的吸收能力，需要在循環(huán)槽內(nèi)不斷補充氨源，將部分NH4HSO3轉(zhuǎn)變成（NH4）2SO3，使吸收液得以再生，維持（NH4）2SO3／NH4HSO3比值不變：

NH4HSO3+NH3=（NH4）2SO3

2.工藝流程

依據(jù)對吸收產(chǎn)物的處理方法不同，有兩種流程：（1）氨－酸法

用硝酸、磷酸或硫酸分解吸收產(chǎn)物，得到相應的化肥NH4NO3、NH4H2PO4或（NH4）2SO4，并副產(chǎn)高濃度SO2。一段吸收、濃硫酸分解的流程如圖所示。分解反應為：（NH4）2SO3+H2SO4→（NH4）2SO4+H2O+SO2↑2NH4HSO3+H2S