淺談幾種煙氣脫硫工藝原理

二氧化硫作為環(huán)境空氣質量的重要污染物指標，控制煙氣中的二氧化硫排放已成為社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。煙氣脫硫是目前廣泛采用控制二氧化硫排放的成熟技術。根據(jù)上比較成熟的幾種主要煙氣脫硫技術，談談工藝原理及其特點。

1、濕法煙氣脫硫

1.1工藝原理

煙氣進入脫硫裝置的濕式吸收塔，與自上而下噴淋的堿性石灰石漿液霧滴逆流接觸，其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收，煙氣得以充分凈化；吸收SO2后的漿液反應生成CaSO3，通過就地強制氧化、結晶生成CaSO4·2H2O，經(jīng)脫水后得到脫硫副產(chǎn)品—石膏。

1.2主要反應過程

SO2+H2O=H2SO3 SO3+H2O=H2SO4

CaCO3+H2SO3=CaSO3+CO2+H2O

CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2+H2O

2CaSO3+O2+2H2O=2CaSO4·2H2O

1.3工藝特點

脫硫效率高、設備小、易控制、占地面積小以及適用于高中低硫煤等；除在燃煤發(fā)電廠獲得廣泛應用外，在硫酸工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、有色冶金工業(yè)、石油化工以及燃煤工業(yè)窯爐等煙氣脫硫中也獲得廣泛的應用；技術快。

2、噴霧干燥法脫硫

2.1工藝原理

以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔內的霧化裝置，SO2被霧化了的Ca（OH）2漿液或Na2CO3溶液吸收；溫度較高的煙氣干燥了液滴，形成干固體廢物，由袋式除塵器或電除塵器捕集。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。

2.2主要反應過程

SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O SO3+Ca（OH）2=CaSO4+H2O

SO2+Na2CO3=NaSO3+CO2 SO3+Na2CO3=NaSO4+CO2

2.3工藝特點

技術成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高；脫硫率可達到80%以上，但吸收劑利用率較低（50～65%）；脫硫灰渣可用作制磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。

3、爐內噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫

3.1工藝原理

在爐內噴鈣脫硫的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段。將石灰石粉磨用壓縮空氣噴射到爐內，使石灰石與煙氣有良好的接觸和反應時間，石灰石受熱分解成氧化鈣和CO2，與煙氣中SO2反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，終被氧化成硫酸鈣。尾部煙氣經(jīng)一特制的活化器，噴水增濕與未反應的氧化鈣遇水反應生成的低溫下有很高活性的Ca（OH）2，Ca（OH）2與煙氣中剩余反應，終生成硫酸鈣等穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物。

3.2主要反應過程

CaCO3=CaO+ CO2 CaO+SO2+1/2O2=CaSO4

CaO+H2O=Ca（OH）2 Ca（OH）2+SO2+1/2O2=CaSO4+H2O

3.3工藝特點

能以合理的鈣硫比得到中等甚至較高的脫硫；工藝流程簡單，占地面積小，費用低；適用于新建大型電站鍋爐及小型工業(yè)鍋爐和現(xiàn)役鍋爐脫硫技術改造；吸著劑為石灰石等鈣基物料，資源分布廣泛，脫硫產(chǎn)物為中性固態(tài)渣，無二次污染；整個脫硫系統(tǒng)可單獨操作，解列后不影響鍋爐的正常運行。

4、煙氣循環(huán)流化床脫硫

4.1工藝原理

由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。煙氣從底部通過文丘里管進入循環(huán)流化床吸收塔內。在文丘里管出口擴管段設一套噴水裝置，并在此與很細的吸收劑粉末互相混合，形成流化床，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應生成CaSO3和CaSO4。脫硫后攜帶固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔。

4.2主要反應過程

Ca（OH）2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca（OH）2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O

CaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O

Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O

4.3工藝特點

脫硫效率高達95%以上；工藝簡單，操作方便，系統(tǒng)可靠性高；煙氣無需再加熱；脫硫副產(chǎn)物為干態(tài)，無廢水產(chǎn)生；占地面積小、投資省、維護費用低。

5、氨水洗滌法脫硫

5.1工藝原理

在吸收塔內，氨水或液氨與煙氣接觸混合，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進入前置洗滌器中。吸收液自塔頂噴淋洗滌煙氣， SO2被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經(jīng)塔頂?shù)某F器除，進入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器后經(jīng)煙囪排放。

5.2主要反應過程

SO2+（NH4）2SO3+H2O=2NH4HSO3

NH3+NH4HSO3=（NH4）2SO3

2（NH4）2SO3+O2=2（NH4）2SO4

5.3工藝特點

脫硫效率高達98%以上；系統(tǒng)能耗低；對煤種變化、負荷變化的適應性強，適用于高硫煤；副產(chǎn)品回收的經(jīng)濟效益高；具有一定的脫硝功能。

結論

隨著我國新的大氣排放標準的逐步頒布實施，對煙氣脫硫提出的要求越來越高。為滿足環(huán)境空氣質量要求，必須采用切實可行的脫硫措施及改造方案，降低SO2的排放濃度。通過對以上幾種煙氣脫硫工藝的比較，在選擇煙氣脫硫工藝時應結合當?shù)貙嶋H情況進行充分論證，進行合理化利用。