煙氣脫硫

1．1干式煙氣脫硫工藝

該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用較低；脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并和飛灰相混；無需裝設(shè)除霧器及再熱器；設(shè)備不易腐蝕，不易發(fā)生結(jié)垢及堵塞。其缺點(diǎn)是：吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝；用于高硫煤時(shí)經(jīng)濟(jì)性差；飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用；對干燥過程控制要求很高。

（1）噴霧干式煙氣脫硫工藝：噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD)，最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發(fā)的脫硫工藝，70年代中期得到發(fā)展，并在電力工業(yè)迅速推廣應(yīng)用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與SO2反應(yīng)后生成一種干燥的固體反應(yīng)物，最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗(yàn)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)，為在200～300MW機(jī)組上采用旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

（2）粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)：日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術(shù)，到1988年底完成工業(yè)實(shí)用化試驗(yàn)，1991年初投運(yùn)了首臺粉煤灰干式脫硫設(shè)備，處理煙氣量644000Nm3／h。其特點(diǎn)：脫硫率高達(dá)60%以上，性能穩(wěn)定，達(dá)到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設(shè)備總費(fèi)用比濕式法脫硫低1／4；煤灰脫硫劑可以復(fù)用；沒有漿料，維護(hù)容易，設(shè)備系統(tǒng)簡單可靠。

1．2濕法FGD工藝

世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善后，技術(shù)比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98％)，機(jī)組容量大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計(jì)資料，全美火電廠采用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法占39.6％，石灰石法占47.4％，兩法共占87%；雙堿法占4.1％，碳酸鈉法占3.1％。世界各國(如德國、日本等)，在大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰／石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。

石灰或石灰石法主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：

石灰法：SO2＋CaO＋1／2H2O→CaSO3?1／2H2O

石灰石法：SO2＋CaCO3＋1／2H2O→CaSO3?1／2H2O＋CO2

其主要優(yōu)點(diǎn)是能廣泛地進(jìn)行商品化開發(fā)，且其吸收劑的資源豐富，成本低廉，廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收。目前，石灰／石灰石法是世界上應(yīng)用最多的一種FGD工藝，對高硫煤，脫硫率可在90%以上，對低硫煤，脫硫率可在95%以上。

傳統(tǒng)的石灰／石灰石工藝有其潛在的缺陷，主要表現(xiàn)為設(shè)備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。為了解決這些問題，各設(shè)備制造廠商采用了各種不同的方法，開發(fā)出第二代、第三代石灰／石灰石脫硫工藝系統(tǒng)。

濕法FGD工藝較為成熟的還有：氫氧化鎂法；氫氧化鈉法；美國DavyMckee公司W(wǎng)ellman-LordFGD工藝；氨法等。

在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個(gè)FGD工藝的投資。因?yàn)榻?jīng)過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃），大都在露點(diǎn)以下，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴(kuò)散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統(tǒng)。目前，應(yīng)用較多的是技術(shù)上成熟的再生(回轉(zhuǎn))式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價(jià)格較貴，占整個(gè)FGD工藝投資的比例較高。近年來，日本三菱公司開發(fā)出一種可省去無泄漏型的GGH，較好地解決了煙氣泄漏問題，但價(jià)格仍然較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去GGH和煙囪的新工藝，它將整個(gè)FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內(nèi)，利用電廠循環(huán)水余熱來加熱煙氣，運(yùn)行情況良好，是一種十分有前途的方法。

煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD）,在FGD技術(shù)中,按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。

氨吸收法煙氣脫硫(flue gas desulfurization by ammoniaabsorption process)，用氨水吸收SO2的煙氣脫硫技術(shù)。此法最早用于冶煉煙氣脫硫。與用其它堿類比較，主要優(yōu)點(diǎn)是脫硫費(fèi)用低，氨可留在產(chǎn)品內(nèi)作為化肥使用。但氨易揮發(fā)，使吸收劑耗量增大。因?qū)ξ誗O2后的吸收液采用不同的處理方法而形成了不同的脫硫工藝，其中以氨-硫酸銨法、氨-亞硫酸銨法和氨-酸法應(yīng)用較為廣泛。在吸收液中加入氨水以生成(NH1)2SO3，在氧化塔內(nèi)用空氣加壓氧化，可回收(NH4)2SO4;若吸收液不用氨中和也可直接進(jìn)行氧化，不僅得到硫酸銨溶液，還產(chǎn)生含SO2氣體。氨-亞硫酸銨法是直接將母液加工成亞硫酸銨，作為產(chǎn)品。其工藝流程可分為吸收、中和及分離三部分。氨- 酸法是將吸收SO2后的吸收液用硫酸分解，從而獲得高濃度的SO2氣體和硫銨結(jié)晶，后者作為肥料。工藝比較成熟，操作方便。氨水吸收SO2，質(zhì)量傳遞主要受氣相阻力控制。設(shè)計(jì)吸收塔時(shí)必須考慮陽離子和陰離子兩者的揮發(fā)性，加以回收。填料塔、篩板塔和總壓力降較小的文丘里洗滌器都可用做吸收器。