濕法煙氣脫硫技術綜述

＊靳曉悅 劉雅舉＊

（河北農業大學理工學院 河北 061100）

濕法煙氣脫硫技術綜述

＊靳曉悅 劉雅舉＊

（河北農業大學理工學院 河北 061100）

近年來，大氣污染問題日益加劇，其根源煤炭是我國最主要的一次能源，隨著國家經濟的增長，煤炭占我國一次能源消耗的70%以上。煤炭的燃燒產生的SO2是大氣的主要污染物之一。SO2的存在對自然生態環境、工農業生產、建筑物都有一定程度的危害。脫除SO2成為環境保護的重中之重。本文將對現有的脫硫技術做出綜述，總結各種技術的優缺點，為煙氣脫硫技術的選擇提供參考。

煙氣脫硫；SO2；脫硫技術；FGD

1.引言

我國排放的SO290%均來自于燃煤，近年來，我過每年的SO2排放量超過2000萬噸，酸雨污染面積逐步擴大，對于我國農作物、森林和人體的健康也造成巨大傷害，同時也對我國經濟、社會的可持續發展構成威脅。因此對SO2排放量的控制極為重要。本文主要針對現階段濕法脫硫技術做簡要的介紹，分析各種脫硫技術的優缺點，以便于作為煙氣脫硫技術選擇的參考依據。

2.煙氣脫硫的主要技術

(1)煙氣脫硫主要技術的分類

①按階段分：

燃燒前：主要是采用物理法對煤進行洗選；

燃燒中:主要是采用流化床方式燃燒；

燃燒后:即煙氣脫硫（Flue Gas Desulfurization 簡寫為FGD）是目前應用廣泛且最有效的脫硫方法。本文主要針對此類方法進行論述。

②按煙氣脫硫過程或產物的干濕形態：

干法：電子束輻射發、荷電干試噴射脫硫法（CDSI法）、金屬氧化物脫硫法、回流式循環流化床法、活性炭吸附法等。

半干法：爐內噴鈣增濕活化法（LIFAC法）、NID（New Integrated

Desulphurization）半干式FGD工藝。

濕法：石灰石(石灰)—石膏法、海水洗滌法、氨水吸收法、氧化鎂法、檸檬酸鹽吸收法等。

(1)濕法煙氣脫硫技術

①石灰石—石膏法

該方法的吸收劑是石灰石或石灰粉漿液, 石灰石經過研磨成細小的顆粒與水均勻混合形成吸收漿液，煙氣和吸收漿液在吸收塔內進行氣液相接觸，在相界面進行反應，煙氣中的二氧化硫以及吸收液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應，生成最終的產物石膏。大概工藝為分為以下幾個步驟：氣態二氧化硫與吸收漿液混合，溶解；二氧化硫反應生成亞硫酸根離子；亞硫酸根離子生成硫酸根離子；生成的亞硫酸根離子與吸附劑漿液進行反應生成硫酸鹽；最后硫酸鹽從漿液中分離。

該法技術成熟，原料易得，且可以采用連續操作，脫硫效率一般達到90%以上,對煤種適應性強，是目前世界上應用最廣泛的一種脫硫技術。

它的缺陷在于投資大，產物硫酸鈣的溶解度較小，容易發生結垢堵塞；對石灰漿制備要求高；流程復雜，且脫硫劑的利用率偏低；增加了脫硫劑和脫硫產物的處理費用，現階段石膏資源過剩，已成為二次污染。

②海水洗滌法

海水脫硫技術是利用海水的天然堿度來脫除煙氣中SO2的方法。海水洗滌法脫硫的原理是在脫硫吸收塔內以海水作為脫硫劑逆行噴淋洗滌,煙氣中的SO2被海水吸收，凈化后的煙氣經過除霧器的除霧、煙氣換熱器加熱之后再排放，SO2被海水吸收，在洗滌液中發生水解和氧化反應，然后將洗滌液引入曝氣池，再通過提升pH值抑制SO2的溢出，經曝氣處理后原來的SO32-被氧化成為理化性質穩定的SO42-并使海水的pH值與生化需氧量調整達到排放標準，最后排放進入大海。

該方法的優點是不產生廢棄物，具有工藝簡單、技術成熟、系統運行安全可靠、脫硫率較為理想和投資運行費用較低等特點，適用于一些沿海國家和地區，某些電廠也用冷卻水對二氧化硫進行洗滌。缺點是對周圍的水域造成一定影響，對水域的生態環境造成破壞，不適用于環境質量較敏感或者環保要求高的地區。

③氨水吸收法

氨吸收煙氣這一方法中，SO2是氣—液相或氣—氣相反應,傳質阻力較小，因此反應速度快，氨法近年在常被用于實際生產，經過改進脫硫效率最高可達98%。相對于應用廣泛的石灰石法來說，氨吸收法反應速率快，幾乎瞬間完成；該過程相對簡單，設備占地面積較??；脫硫的副產品硫酸銨是化肥的主要成分，硫酸銨的銷售收入能夠使運行成本降低；最重要的是該方法可以同時對煙氣進行脫硝處理，脫硝其效率在20%～50%，也減少了后續對氮的氧化物處理的費用。

該方法的優點是原料價格偏高且不便于運輸，成本偏高；對設備的腐蝕較嚴重，主要是化學腐蝕、結晶腐蝕和沖刷腐蝕；氨氣的逃逸以及會形成氣溶膠的問題等。

④氧化鎂法煙氣脫硫技術

氧化鎂法煙氣脫硫是用MgO漿液通過噴嘴霧化裝置噴進吸收塔，這些小液滴幾乎可以覆蓋吸收塔的整個斷面，和塔內的煙氣逆流接觸發生反應，煙氣中的SO2被吸收經過氧化，最終產物是亞硫酸鎂和七水硫酸鎂。

與鈣法相比鎂法脫硫過程優點主要是反應活性高。另外鎂法反應產物硫酸鎂比鈣法產物硫酸鈣溶解度高，脫硫系統不容易結垢堵塞。如果采用氧化鎂循環工藝，產物的回收方法比較多樣化，可以回收SO2制取硫酸，高溫煅燒硫酸鎂生成二氧化硫和氧化鎂，其中MgO循環利用，能基本上解決固體廢棄物排放問題。

但是原料MgO產地主要分布于遼寧、山東等地，原料的供應受限；氫氧化鎂的水化在國內沒有比較完善的體系并且水化率都偏低，水化技術并未廣泛應用，可供參考的文獻及動力學參數比較缺乏。

⑤檸檬酸鹽緩沖和溶液吸收法

檸檬酸鹽緩沖溶液吸收法是一種可再生的方法，在吸收過程中，檸檬酸鈉溶液從煙氣中吸收脫去SO2，被脫出的SO2可以在后續的工藝中轉換為元素硫。這一方法需要維持溶液的PH值在3～5之間，檸檬酸鹽恰好在這起到了緩沖作用。

優點：該方法為的反應只發生在氣液兩相中，這兩相都是連續相，傳質阻力??；該方法的副產物是純度高達99.5的元素硫，生成的元素硫可以用于生產其他高價值的含硫化合物，可以以此回收成本；產物無二次污染問題，清潔環保等。

缺點：該方法一般只能用于煙氣中SO2含量較低的情況，對于二氧化硫含量較高的煙氣并不適用，所以應用范圍相對較窄；其中涉及到的反應比較多，所以工藝相對繁瑣，設計困難；溶液處于酸性條件下，對設備有輕微腐蝕，需要對設備進行維護和檢修。

3.結語

隨著我國經濟的快速發展，環境污染問題也日趨嚴峻，但是我國仍是以煤炭為主要能源的國家，因此SO2的控制和治理成為熱點問題。國家應該采取措施出臺相關的政策來控制SO2的排放，積極鼓勵相關工廠進行排放后的治理并給予一定的補貼。我國對脫硫的研究也日漸成熟，脫硫技術也日趨完善。但是每種技術都有自身的局限性，客觀上講，沒有絕對完美的技術，因此在采取脫硫技術是要權衡利弊，對各種技術進行詳細的比較及安全性分析。積極采取措選用取合適的脫硫技術來進行煙氣處理，從而實現經濟與環境和諧發展。

[1]賈立軍,劉炳光．我國煙氣脫硫技術綜述[J]．鹽業與化工,2006, 35(5):35-39．

[2]鄧新云,肖懷秋,禹練英．我國燃煤煙氣脫硫技術研究進展[J]．廣州化工,2008,36(1):24-27．

Summary of Wet Flue Gas Desulfurization Technology

Jin Xiaoyue, Liu Yaju
（Institute of Science and Technology, Agricultural University of Hebei, Hebei, 061100）

Recently, the atmospheric pollution has become increasingly intensifying and the root-coal is the major primary energy in China, besides, along with the increase of national economy, the coal has covered above 70% of China’s primary energy consumption. The SO2produced from coal burning is one of the main gas pollutants. The existence of SO2has certain degree of damage to natural ecological environment, industrial and agricultural production, buildings. SO2removal has become the priority among priorities for environmental protection. In this paper, it has taken summary of the existing desulfurization technologies,besides, summarized the advantages and disadvantages of various technologies to provide reference for the selection of fuel gas desulfurization technologies.

fl ue gas desulfurization；SO2；desulfurization technology；FGD

T

A

靳曉悅（1996～）女，河北農業大學理工學院；研究方向：化學工程與工藝。

(責任編輯 牛玉娟)

劉雅舉（1978～）女，河北農業大學理工學院；研究方向：電子信息技術及應用。

河北農業大學理工基金項目子課題：復雜背景下鵝膏菌屬圖像的自動識別（編號：LG201636）。