各种脱硫技术简介

脱硫技术及其发展

一. 湿法脱硫技术

1. 石灰石-石膏湿法（ph=5~6）

该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混合，磨细成粉状，制成吸收浆液。在吸收塔内，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的氧化空气进行化学反应，生成二水石膏，SO2被脱除。吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后进入烟囱排向大气。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫的主要优点是：技术成熟，运行可靠，系统可用率高(≥95% )；已大型化。目前国内烟气脱硫的80%以上采用此法，设备和技术很容易取得；吸收剂利用率很高(90%以上)。

2. 氨法

湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且能同时脱氮。

湿式氨法脱硫技术的原理是采用氨水作为脱硫吸收剂，氨水溶液中的NH3和烟气中的SO2反应，得到亚硫酸铵，其化学反应式为：

SO2+H2O+xNH3=(NH4)X H2-x SO3(x=1. 2~1. 4)

亚硫酸铵通过用空气氧化，得到硫酸铵溶液，其化学反应式为：

(NH4)X H2 -x SO3+1/2O2+(2-x)NH3=（NH4）2SO4

硫酸铵溶液经蒸发结晶，离心机分离脱水，干燥器干燥后可制得硫酸铵产品。

湿式氨法脱硫的优点在于：1.脱硫效率高，可达到95% ~ 99%；2.可将回收的SO2和氨全部转化为硫酸铵作为化肥；3.工艺流程短，占地面积小；运行成本低，尤其适合中高硫煤；4.无废渣废液排放，不产生二次污染；5.脱硫过程中形成的亚硫铵对NO X具有还原作用，可同时脱除20%左右的氮氧化物。

但湿式氨法脱硫技术也存在着一些问题，如吸收剂氨水价格高；脱硫系统设

备腐蚀大；排气中的氨生成亚硫酸铵、硫酸铵和氯化铵等难以除去的气溶胶，造成氨损失和烟雾排放；副产品的稳定性等问题。这在一定程度上限制了此工艺的应用。

氨法脱硫技术既可利用化工行业的废氨资源又可回收硫资源，具有突出的技术成本优势。随着合成氨工业的不断发展以及对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，氨法脱硫工艺在我国将拥有广阔的应用前景。

3. 海水法

海水脱硫工艺是利用天然海水脱除烟气中SO2的一种湿式烟气脱硫方法，其主要过程是利用海水的自身碱性吸收烟气中SO2，根据是否向海水中添加化学成分，海水脱硫技术分为用纯海水作为吸收剂（不添加其它化学物质）和用增碱度海水作为吸收剂（添加其它化学物质）两种工艺。

在此工艺中，烟气经过静电除尘器除尘后送入气-气热交换器进行冷却，再进入吸收塔。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔的燃煤烟气，烟气中的SO2被海水吸收后除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收SO2后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的SO32-氧化成稳定的SO42-，并使海水的pH值与COD调整达到排放标准后排向大海。

海水烟气脱硫工艺的优点是：技术成熟，工艺简单，不再采用其他添加剂，因此系统不会结垢或低。

该工艺也存在一些不足之处，如需要足够条件的海水资源，且海水应有足够的盐(碱)度，易流动，扩散条件好；对燃料含硫率有严格要求(质量分数在1. 5%以内)，不适合用于处理燃用高硫煤的烟气；以海水为脱硫剂，对设备的腐蚀较为严重；对海洋环境有一定影响，燃料中重金属元素对海洋环境和生态危害极大，对重金属含量高的燃料不宜采用海水脱硫工艺。

利用丰富的海水资源进行烟气脱硫是一种既经济可行又能够实现自然资源综合利用的有效方法。采用海水脱硫也符合国家可持续发展的环保政策，但在使用时应对周围海洋环境进行持续监测。该技术在一些沿海国家和地区得到日益广泛的应用。

4. 双碱法

先用碱金属盐类的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反应器中用石灰或者石灰石将吸收SO2后的溶液再生，再生后的洗手液再循环使用，最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出。由于再吸收和吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故成为双碱法。明显优点是，由于采用液相吸收，从而不存在结垢和浆料堵塞等问题；另外副产的石膏纯度较高，应用范围可以更广泛一些。主要由钠碱双碱法，碱性硫酸铝-石膏法和CAL法。

5. 镁法

主要包括氧化镁法和氢氧化镁法。

氧化镁法是用MgO的浆液吸收烟气中的SO2，生成含水亚硫酸镁和少量的硫酸镁，然后将其脱水，干燥后加热，使其分解，得到MgO和SO2。再生的MgO可重新循环用于脱硫。

氢氧化镁法是使用氢氧化镁作脱硫剂吸收二氧化硫，生成亚硫酸镁，并将其氧化为硫酸镁而排放的方法。

镁法脱硫率高，吸收剂利用率高；液气比小，吸收塔高度低；吸收剂制备系统简单，体积小；系统不结垢，不堵塞，运行可靠性高。

6. 磷铵肥法

工艺过程主要包括吸附，萃取，中和，吸收，氧化，浓缩干燥等单元操作组成。

7. 有机酸钠-石膏法

有机酸钠-石膏法是用有机酸钠吸收液吸收烟气中的二氧化硫后，再用石灰石将吸收液还原为有机酸钠再循环使用，同时得到副产品石膏。

8. 石灰-镁法

烟气经再热器吸收进入吸收塔，脱除二氧化硫后又经再热器加热进入烟囱，而吸收液则经过氧化，浓缩，结晶，排出副产品石膏，还原后再循环使用。

9. 氧化锌法

氧化锌法是用氧化锌料浆吸收烟气中二氧化硫的方法。该法可将脱硫工艺与原有冶炼工艺紧密结合起来，氧化锌浆液可用锌精矿沸腾焙烧炉的旋风除尘器收集的烟尘配置，而所得二氧化硫又可送去制硫酸，从而解决了吸收剂的来源和吸收产物的处理问题。

10. 尿素法

尿素作为吸收剂去除烟气中的SO 2的技术最早起源于俄罗斯门捷列夫化学工艺学院。主要化学反应为：

()()22224422220.5SO NH CO H O O NH SO CO +++=+

此工艺采用的吸收液PH 为5~9，对设备无腐蚀作用，吸收液经处理后可回收硫酸铵。

东南大学的岑超平等利用模拟烟气通过固定液柱的方法在填有金属鲍尔环的柱式喷淋吸收反应器中对尿素/KMnO 4、尿素/添加剂脱除SO 2和NO X 进行研究。并在此基础上对尿素/添加剂溶液对烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中尿素消耗的动力学方程和吸收特性等方面做了一定的研究，研究结果表明吸收过程中尿素溶液浓度随时间的变化呈线性关系，烟气同时脱硫脱氮吸收反应过程中各反应有协同促进作用。在尿素/添加剂水溶液中，烟气中SO 2的吸收由气膜控制，是液相中伴有快速不可逆化学反应的气体吸收；NO X 的吸收由气膜和液膜共同控制，是液相中伴有慢速不可逆化学反应的气体吸收。

11. 络合吸收法

周春琼等在鼓泡反应吸收器中的乙二胺合钴溶液中加入尿素，结果表明：乙