烟气脱硫技术简述

烟气脱硫技术简述

1.1烟气脱硫技术的分类

烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization,FGD）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和主要的技术手段。

目前，世界上各国对烟气脱硫都非常重视，已开发了数十种行之有效的脱硫技术，但

是，其基本原理都是以一种碱性物质作为SO

2

的吸收剂，即脱硫剂。按脱硫剂的种类划分，烟气脱硫技术可分为如下几种方法。

（1）以CaCO

3

（石灰石）为基础的钙法；

（2）以MgO为基础的镁法；

（3）以Na

2SO

3

为基础的钙法；

（4）以NH

3

为基础的氨法；

（5）以有机碱为基础的有机碱法。

世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

烟气脱硫装置相对占有率最大的国家是日本。日本的燃煤和燃油锅炉基本上都装有烟气脱硫装置。众所周知，日本的煤资源和石油资源都很缺乏，也没有石膏资源，而其石灰石资源却极为丰富。因此，FGD的石膏产品在日本得到广泛的应用。这便是钙法在日本得到广泛应用的原因。因此，其他发达国家的火电厂锅炉烟气脱硫装置多数是由日本技术商提供的。

在美国，镁法和钠法得到了较深入的研究，但实践证明，它们都不如钙法。

在我国，氨法具有很好的发展土壤。我国是一个粮食大国，也是化肥大国。氮肥以合成氨计，我国的需求量目前达到33Mt/a，其中近45%是由小型氮肥厂生产的，而且这些小氮肥厂的分布很广，每个县基本上都有氮肥厂。因此，每个电厂周围100km内，都能找到

可以提供合成氨的氮肥厂，SO

2

吸收剂的供应很丰富。更有意义的是，氨法的产品本身就是化肥，就有很好的应用价值。

在电力界，尤其是脱硫界，还有两种分类方法，一种方法将脱硫技术根据脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态分为湿法、干法和半干（半湿）法。

另一种分类方法是以脱硫产物的用途为根据，分为抛弃法和回收法。在我国，抛弃法多指钙法，回收法多指氨法。

下面我们将依据脱硫界的分类，先介绍湿式和干式两种脱硫方法。

1.2湿法脱硫技术简述

湿式钙法(简称湿法)烟气脱硫技术是3种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。湿法烟气脱硫技术的特点是：整个脱硫系统位于烟道的末端，在除尘系统之后；脱硫过程在溶液中进行,吸附剂和脱硫生成物均为湿态;脱硫过程的反应温度低于露点，脱硫后的烟气一般需经再加热才能从烟囱排出。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速率快，脱硫效率高，钙利用率高，在钙硫比等于1时，可达到90%以上的脱硫效率，适合于大型燃煤电站锅炉的烟气脱硫。目前使用最广泛的湿法烟气脱硫技术，主要是石灰石/石灰洗涤法，占整个湿法烟气脱硫技术的36.7%。它是采用石灰或石灰石的浆液在

洗涤塔内吸收烟气中的SO

2

并副产石膏的一种方法。其工艺原理是用石灰或石灰石浆液吸

收烟气的SO

2

，分为吸收和氧化两个阶段。先吸收生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化成硫酸钙即石膏。

湿式钙法通常有抛弃法、回收法和双循环湿式钙法等，抛弃法和回收法区别在脱硫产

物是否再利用。其中回收法的脱硫产物为二水石膏（CaSO

4•2H

2

O），此法以日本应用最

多。石膏的主要用途是作为建筑材料，高质量石膏作为石膏板材的原料。我国重庆珞磺电厂引进日本三菱公司的技术就是这种方法。但是，目前再我国脱硫石膏很难找到大规模的用途。

对于湿法脱硫产物，值得注意的是，脱硫石膏应用途径可以参考磷肥工业中的石膏制

硫酸过程。在该过程中，石膏被C（无烟煤或焦碳）还原SO

2和CaO。SO

2

（以5%左右浓

度的空气混合物形式存在）可进一步被转化为硫酸。CaO则循环到脱硫吸收装置作为脱硫

剂循环使用。因此，理论上，这个过程回收了烟气中的SO

2

生产工业浓硫酸[98%（质量）]，不消耗脱硫剂。而其还原剂煤在电厂也是十分丰富和方便。这个过程对高硫煤发电厂具有一定价值。

双循环或回路石灰石洗涤脱硫法，是对传统湿式石灰石-石膏法的一种改进。它也是利

用石灰石浆液作为吸收剂，吸收烟气中的SO

2

，产物为商用石膏。该法特点是将一个吸收塔分为上下两段，使两段吸收处在不同的pH值下进行操作。因而具有较高效率和高的石灰石利用率，并提高了系统的稳定性和运转可靠性，被广泛应用于燃煤发电厂的烟气脱硫。自20世纪70年代以来，美国的各种电站锅炉中，安装此系统的有7800MW以上机组。这一技术于20世纪80年代初转让到德国的诺尔-克尔茨（Noell-KRC）公司，得到进一步的发展。

1.3干法脱硫技术简述

干法烟气脱硫就是将干性脱硫剂加人炉内或喷入烟气中，脱硫剂与SO

2

发生气固反应，

达到脱除SO

2

的目的。干法烟气脱硫具有以下特点：投资费用低，脱硫产物呈干态，并与飞灰相混；无需安装除雾器及烟气再热器，设备不易腐蚀，不易发生结垢及阻塞。目前，最常用的干法烟气脱硫技术是炉内喷钙脱硫工艺系统。该系统工艺简单，脱硫费用低，Ca/S 比在2以上时，用石灰石和消石灰作吸收剂，烟气脱硫效率可达60%以上[23]。

干法脱硫技术主要有以下几种：

（1）高能电子活化氧化法

高能电子活化氧化法是利用放电技术同时脱硫脱硝的干式烟气净化方法,其脱硫、脱硝反应分三个过程,这三个过程是在反应器内相互重叠,相互影响。根据高能电子的产生方法,

可分为电子束照射法（EBA）和脉冲电晕等离子法（PPCP）。

（2）荷电干吸收剂喷射脱硫法(CDSI)

荷电干吸收剂喷射系统(CDSI)是美国阿兰柯环境资源公司(AlancoEnvironm ental Resources Co.)于20世纪90年代开发的干法脱硫技术,是美国最新专利技术。喷射干式吸收剂脱硫是一种传统技术,但由于存在两个技术难题没有得到很好的解决,因此脱硫效率低,很

难在工业上得到应用。一个技术难题是反应温度与烟气滞留时间；另一个是吸收剂与SO

2

接

触不充分。而CDSI系统利用先进技术使这两个技术难题得到解决,从而使在通常温度下的脱硫成为可能。

该技术在美国亚利桑那州Prescott的沥青厂安装了第一套工业应用装置。1995年下半年以来,在我国山东德州热电厂75t/h煤粉和其他几个厂的中小锅炉得以应用。在Ca/S比为1.5左右时,脱硫率达60%～70%。

（3）超高压窄脉冲电晕分解有害气体技术(UPDD)

UPDD技术是鞍山静电技术研究院白希尧等提出并研究的,该方法能同时治理3种有害气

体(SO

2、NO

x

和CO

2

),是国际上一种新的烟气治理技术,但该技术仍处于研究阶段。