各种脱硫工艺简介

目前，各国研究的烟气脱硫方法很多，已超过一百种，其中有的进行了中间试验，有的还处于实验室研究阶段，真正能应用于工业生产中的只有十余种。火电厂锅炉烟气脱硫方法的选择主要取决于锅炉容量、燃料的成分、脱硫剂的供应条件及相应的地理条件、副产品的利用等因素。当前应用的烟气脱硫方法，按脱硫工艺的反应状态大致可分为干法、半干法和湿法三类。烟气脱硫法分类见下表。

                                                   常用烟气脱硫法分类表 

燃烧前脱硫，如原煤洗选脱硫；

燃烧中脱硫，如洁净煤燃烧、循环流化床锅炉和炉内喷钙；

燃烧后脱硫，如烟气脱硫。

燃烧后的烟气脱硫(Flue Gas Desulphrization),是目前世界上控制SO2污染所采用的主要手段。

上述脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段。

现将目前应用较为广泛的几种脱硫工艺原理、特点及其应用状况简要介绍如下：

1、石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺

石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺采用石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收剂浆。在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。

该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。

石灰石 — 石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：

在脱硫吸收塔内烟气中SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，CaSO3被鼓入氧化空气中的O2氧化最终生成石膏晶体CaSO4·2H2O。其主要化学反应式为：

吸收过程：SO2+H2O—→H2SO3—→HSO3-+H+

CaCO3+2H+—→Ca2++CO2+H2O

氧化过程：HSO3-+1/2O2—→SO42-+H+

Ca2++SO42-+2H2O—→CaSO4·2H2O

典型石灰石(石灰) — 石膏湿法脱硫工艺流程图

按脱硫副产物石膏的处置方式划分，一般有抛弃和回收利用两种方法，脱硫石膏处置方式的选择主要取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式，如采用弃置灰场或回填矿坑，以美国为主要代表，抛弃量占86%；另一种是综合利用方式，德国及日本采用较多，主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等，石膏的利用率达90%以上。

九十年代初，重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司石灰石-石膏湿法脱硫工艺，脱硫装置与两台360MW燃煤机组相配套。

石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫是技术成熟、应用广泛，运行最可靠的工艺。但同时存在着运行费用及占地大，有废水排放，设备、管道易结垢的问题。

2、回流式循环流化床(RCFB干法)烟气脱硫

回流式循环流化床烟气脱硫工艺(简称RCFB)是德国WULFF Rolf Graf博士开发的一种较为先进的干法烟气脱硫技术，武汉凯迪电力股份有限公司从德国WULFF公司引进该项技术。

工艺流程：锅炉空预器出来的烟气，从除尘器前也可从除尘器后引进吸收塔底部。吸收塔底部为一文丘里装置，烟气流经时被加速。吸收剂通过一套喷射装置在吸收塔底部喷入。在文丘里的喉部设一喷水装置，喷入的雾化水使烟气降至70-90℃，这是反应的理想温度，高速的烟气使水进一步雾化。增湿的烟气控制在以4m/s的烟速上升与喷入的吸收剂相混合，吸收剂与SO2反应，生成亚硫酸钙、硫酸钙等。带有大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入除尘器。大部分的固体颗粒通过除尘器下的在循环系统，返回吸收塔继续参与反应，如此循环可达100次以上，少部分的脱硫渣经过一个中间仓，经灰渣处理系统输入到渣仓。洁净的烟气经除尘器通过引风机排入烟囱。烟气温度高于露点温度，故不需要再加热。

3、 NID半干法烟气脱硫

NID半干法烟气脱硫是新型的综合烟气脱硫系统，是瑞典ABB公司在半干法DRYPAC系统上发展而成，它借鉴了半干法DRYPAC技术脱硫原理，有克服了该技术制浆系统的弊端，使其具有干法的廉价、系统简单等优点，又具有湿法脱硫效率高的优点。

吸收剂为CaO,除尘器入口竖直烟道作为反应器。

工艺流程：锅炉空预器出来的烟气，经烟气分布器进入反应器，与增湿的可自由流动的石灰与飞灰混合粉接触，吸收剂与SO2反应，生成亚硫酸钙、硫酸钙等。带有大量固体颗粒的烟气进入除尘器除尘，洁净的烟气通过引风机排入烟囱。烟气温度高于露点温度，故不需要再加热。除尘器下的固体颗粒通过除尘器下的增湿系统进入NID反应器，继续参与反应。少部分的脱硫渣经过一个中间仓，经灰渣处理系统输入到渣仓。

浙江菲达环保科技股份有限公司与ABB(现为ALSTOM)公司签订了NID技术生产许可证转让合同。

4、氨-硫酸铵法

该技术国际上以美国玛苏莱环境技术公司的技术为代表。工艺反应原理如下：

该工艺以氨为脱硫吸收剂，在吸收塔内采用饱和的硫酸铵循环浆液和烟气中SO2充分接触，在吸收塔的喷淋区发生吸收SO2的反应，生成硫酸氢铵和亚硫酸氢铵：

(1) SO2﹢H2O = H2SO3

(2) H2SO3﹢(NH4)2SO4 = NH4HSO4﹢NH4HSO3

(3) H2SO3﹢(NH4)2SO3 = 2NH4HSO3

在反应式(1)中，烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。在反应式（2）（3）中，亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应。

氨注入吸收塔底部的浆液中，按下列反应中和酸性物质：

 (4) H2SO3﹢NH3 = NH4HSO3

 (5) NH4HSO3﹢NH3 = (NH4)SO3

 (6) NH4HSO3﹢NH3 = (NH4)2SO4

氧化空气注入吸收塔底部使亚硫酸铵氧化成硫酸铵；

 (7) (NH4)2SO3﹢1/2O2 = (NH4)2SO4

由于化学反应的继续和在烟气里水的蒸发，使硫酸铵溶液得到饱和并进而析出结晶。其蒸发热由烟气中的热量供给：

(8) (NH4)2SO4(水)﹢蒸发热 = (NH4)2SO4(固)

在吸收塔里的硫酸铵是以离子形式存在于溶液里，或是以固体结晶的形式存在于浆液里。系统里的主要成分溶解或结晶的硫酸铵均已完全被氧化，在副产品中氮的含量很容易达到大于20.5%。