脱硫剂评价

脱硫剂性能及其评价 (1)

1 脱硫剂概述 (1)

1.1 脱硫剂的分类与选择 (1)

1.2 几种常用的脱硫剂 (2)

1.2.1 钙基脱硫剂 (2)

1.2.2 钠基脱硫剂 (4)

1.2.3 氨基脱硫剂 (5)

1.2.4 镁基脱硫剂 (5)

1.2.5 工业废弃物做脱硫剂 (6)

2 脱硫剂性能及其综合评价 (7)

2.1 石灰石（CaCO3） (8)

2.1.1 石灰石反应活性的影响因素 (8)

1 化学成分的影响 (8)

2 晶粒大小的影响 (8)

3 石灰石孔隙结构特征的影响 (9)

2.1.2 石灰石反应特性测试方法概述 (9)

2.1.3 石灰石反应特性评价体系 (11)

2.2 石灰（CaO） (11)

2.2.1 生成活性石灰的机理 (12)

2.2.2 影响石灰活性的因素 (12)

2.3 消石灰(Ca(OH)2) (13)

2.3.1 反应速率研究 (13)

2.3.2 中低温度条件下Ca(OH)2脱硫性能 (14)

2.3.3 复合吸收剂 (15)

2.4 综合评价体系的建立 (13)

脱硫剂及其性能评价

煤炭是我国的主要能源，燃煤量占一次能源的70%以上1。大气中的污染主要是燃煤引起的煤烟型烟雾污染，其中由SO2产生的大气污染，不仅对生态环境、工业及民用设施造成巨大破坏，而且对人类的健康也产生极大的危害。1997年我国二氧化硫排放量为2370万吨，居世界首位2。随着经济的发展，燃煤量还将不断增长，二氧化硫排放量也将不断增加，由此而引起的酸雨面积已占国土面积的30%，并在许多城市造成严重的大气污染，成为影响经济发展的重要环境因素。根据《中国环境状况公报》，1997年有52.3%的北方城市和37.5%的南方城市二氧化硫年均值超过国家二级标准3。（据统计，2002年全国废气中二氧化硫排放量1927万吨，其中工业二氧化硫排放量为1562万吨，占二氧化硫排放总量的81.1%。4）为了治理日益恶化的大气环境，控制SO2的排放势在必行，我国已进行了多种脱硫技术研究。燃煤脱硫根据应具体情况可分为三大类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫方法有机械脱硫、化学脱硫、电磁脱硫、细菌脱硫、超声脱硫等，其中，仅机械脱硫法在实际中得到了应用，如跳汰机脱硫、浮选机脱硫、摇床脱硫、旋流器脱硫、螺旋选矿机脱硫等。燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫一般是在燃烧室中和尾部烟道中加入脱硫剂来实现的。总体来说，燃煤脱硫效果的影响因素大致可以分为3类：运行参数（反应温度，SO2气体浓度，流化速度，物料停留时间，Ca/S等）、设计参数（如炉膛高度，所用煤种等）和脱硫剂的性能。脱硫剂在SO2排放控制中起着举足轻重的作用，在脱硫工程中应根据具体情况如工艺的不同而选择不同的脱硫剂，从而保证脱硫运行的效果和经济性。

1 脱硫剂概述

1.1 脱硫剂的分类与选择5

脱硫剂按其来源大致可以分为天然产品（含碱性废气物）与化学制品两类，天然产品包括石灰石、天然磷矿石、电石渣（废料）、白泥等，化学制品包括石灰、消石灰、氧化镁、氢氧化纳、亚硫酸钠、硫酸钠、碱性硫酸铝、氨水等。

脱硫剂的选择直接决定于工艺流程，某一种流程可以用一种或两种脱硫剂，有些流程可以回收其脱硫剂的一部分，再予补充使用。脱硫剂与流程关系甚为密切，一般常以脱硫剂的名称作为工艺流程的名称，如石灰石湿法脱硫工艺、氧化镁法脱硫工艺等。脱硫剂的选择，一方面根据流程的需要，另一方面又取决于该脱硫剂实用的可能性。因此，在选择脱硫剂时，要弄清楚外部的条件（如市场供给能力、运输条件、产品制备费用、价格等）以及内部条件（如对设备的腐蚀情况、废渣量的大小和处理条件等）。

脱硫剂对流程还必须满足一些条件，如脱硫剂可大量吸收烟气中的SO2，而且还能用简单的方法回收或再生处理，此外尚需具备一些良好的化学特性，如可使用性、无毒、低黏度、无腐蚀、热稳定、损耗低等。

总之，脱硫剂的价格直接影响着工艺流程的投资及其运行费用。现阶段天然产品的价格较低，石灰石、石灰作为脱硫剂无论是在湿式或干式脱硫工艺系统中均

具有很大的竞争力。

脱硫剂对工业废弃物综合利用与回收使用影响也很大，采用电石治、碱性废水等作脱硫剂不仅改善了环境条件，也减少了废弃物处理所占的场地。

1.2 几种常用的脱硫剂

常用的几种的脱硫剂有：钙基脱硫剂、钠基脱硫剂、镁基脱硫剂、氨基脱硫剂等。

1.2.1 钙基脱硫剂

钙基脱硫剂在脱硫中应用最为普遍，常用的钙基因硫剂有石灰、消石灰、电石渣、石灰石和白云石等，也可取自富钙的工业废渣和原料。钙基脱硫剂来源广、原料易得，廉价且脱硫效率高，固硫产物在温度1100℃以下有较好的抗高温分解性能，因而在国内外烟气脱硫技术和燃烧过程的脱硫技术中得到了广泛使用。

石灰石在大自然中有丰富的储藏量，其主要成分是CaCO3。我国的石灰石储藏量大，矿石品位较高，CaCO3含量一般大于93％。石灰石用作脱硫脱硫剂时必须磨成粉末。石灰石无毒无害，在处置和使用过程中十分安全，为国内流化床燃烧中脱硫剂的首选6～7，在湿法脱硫中也占主要低位，是烟气脱硫的理想脱硫剂。但是，在选择石灰石作为脱硫剂时必须考虑石灰石的纯度和活性，即石灰石与SO2反应速度，取决于石灰石粉的粒度和颗粒比表面积8。

常用的石灰石类型见表6－169。

表6－1610

资源。烟气脱硫工艺所使用的石灰都是石灰石在窑中锻烧后生成的。石灰的优劣完全取决于燃烧过程的质量控制。控制不好，石灰中就会混有大量的过烧或欠烧杂质，既影响脱硫率增加投资和运行费用，又会造成固体废弃物的污染。同时在锻烧过程中，每生产1000千克石灰大约需要200千克的煤，产生约4千克的SO2气体，从而造成一定的空气污染。石灰有很强的吸湿性，遇水后分发生剧烈的水合反应，对人体皮肤、眼睛有强烈的烧内和刺激作用。石灰作为脱硫剂要比石灰石有更高的活性，其分子量比石灰石几乎小50％，因此单位质量的脱硫效果比石灰石高约一倍，是一种高效的脱硫剂。石灰主要用在石灰－石膏湿法脱硫、喷雾干燥半干法脱硫和烟气循环流化床等脱硫工艺中11。

消石灰（又称熟石灰）是石灰加水经过消化反应后的生成物，主要成分为Ca(OH)2在消化过程中石灰粉化，成品一般为粉末状，消石灰粉的颗粒非常细(约10μm)，作为脱硫剂使用无须经过磨粉工艺。Ca(OH)2分子量比CaO大，即单位质量中Ca的含量比CaO少。消石灰容易吸湿，与空气中CO2反应还原成活性低的CaCO3，因而在运输贮藏中应避免长期与空气接触，以免使其失去活性。消石灰一般用在炉内喷钙、烟气循环流化床脱硫工艺中。由于它在低温时有很高的与SO2