【正文】 過程是：來自鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的煙氣經(jīng) FGD 系統(tǒng)的增壓風(fēng)機(jī)（ Booster Up Fan,簡稱 BUF）提升壓頭，進(jìn)入氣 — 氣加熱器（ Gas Gas Heater，簡稱 GGH）降溫，高溫原煙氣經(jīng)降溫后進(jìn)入吸收塔。隨著設(shè)備可靠性的提高 ，設(shè)置冗余設(shè)備的必要性減小了，單臺(tái)反應(yīng)器的煙 7 氣處理量越來越大。為了克服第一代系統(tǒng)中的結(jié)垢和材料問題，出現(xiàn)了干噴射吸收器，爐膛和煙道噴射石灰和石灰石也接近了商業(yè)運(yùn)行。 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1984 年有 SO2 控制工藝 189 種，目前已超過 200 種。并對(duì)火電廠煙氣脫硫的工藝選擇提出了建議，對(duì)需要裝設(shè)脫硫裝置的燃煤火力發(fā)電廠以及煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展方向可以起到一定的參考作用。即煙氣脫硫技術(shù)（ FGD），其中煙氣脫硫技術(shù)是目前運(yùn)用最廣、脫硫效率最高的方法。 第一代 FGD 的效率一般為 70%~85%， 除少數(shù)外，副產(chǎn)品無任何商用價(jià)值只能作為廢料排放，只有鎂基法和 WellmanLord 法產(chǎn)出有商用價(jià)值的硫和硫酸。隨著對(duì)化學(xué)過程的進(jìn)一步了解和使用二基酸（ DBA）這樣的添加劑，這些 系統(tǒng)的可靠性 可以達(dá)到 95%以上。機(jī)組燃煤含硫量為 %，脫硫裝置入口煙氣二氧化硫濃度為 3500ppm，設(shè) 計(jì)脫硫效率大于 95%。缺點(diǎn)：自動(dòng)化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。 自 20 世紀(jì) 80 年代末，經(jīng)過對(duì)干法脫硫技術(shù)中存在的主要問題的大量研究和不斷的改進(jìn)，現(xiàn)在已取得突破性進(jìn)展。 LIFAC 技術(shù)具有占地小、系統(tǒng)簡單、投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較、無廢水排放等優(yōu)點(diǎn)，脫硫率為 60％～ 80％；但該技術(shù)需要改動(dòng)鍋爐，會(huì)對(duì)鍋爐的運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。干法主要有爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫、活性炭吸附 — 再生煙氣脫硫等技術(shù)。第一步通過石灰石粉噴入爐膛可得到25%~35%的脫硫率，該步的投資需要量很小，一般為整個(gè)脫硫系統(tǒng)費(fèi)用的 10%。因?yàn)槊摿蜻^程在炭內(nèi)形成的稀硫酸幾乎全部以離子形態(tài)形式存在，而活性炭有吸附選擇性能，對(duì)這些離子化物質(zhì)的吸著力非常薄弱，可以通過洗滌造成濃度差擴(kuò)散使炭得到再生，該再生法常常用于固定床吸附流程中。濕法煙氣脫硫技術(shù)的特點(diǎn)是：整個(gè)脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端，在除塵系統(tǒng)之后；脫硫過程在溶液中進(jìn)行 ,吸附劑和脫硫生成物均為濕態(tài) 。因此，理論上，這個(gè)過程回收了煙氣中 16 的 SO2 生產(chǎn)工業(yè)濃硫酸 [98%（質(zhì)量） ]，不消耗脫硫劑。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下 [7]： 吸收： 2NH3 海水脫硫?qū)ξ挥诤＿叺碾姀S很有吸引力，但其需要大量耗用廠用電，并且在大量使用海水脫硫技術(shù)后可能會(huì)對(duì)海洋生物產(chǎn)生影響。用化學(xué)吸收法進(jìn)行煙氣脫硫，技術(shù)上比較成熟，操作經(jīng)驗(yàn)比較豐富，實(shí)用性強(qiáng)，已成為應(yīng)用最多、最普遍的煙氣脫硫技術(shù)。當(dāng)堿液的濃度較低時(shí)，化學(xué)傳質(zhì)的速度較低；當(dāng)提高堿液濃度時(shí)，傳質(zhì)速度也隨之增大；當(dāng)堿液濃度提高到某一值時(shí)，傳質(zhì)速度達(dá)到最大值，此時(shí)堿液的濃度稱為臨界濃度；當(dāng)堿液濃度高于臨界濃度時(shí)傳質(zhì)速度并不增大。 （ 2）選擇性能好 要求對(duì) SO2 具有良好的選擇性能，對(duì)其他組分不吸收或吸收能力很低，確保對(duì) SO2 具有較高的吸收能力。 通常，噴淋塔、填料塔、噴霧塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這些要求。1/2H2O+ O2+3H2O =2CaSO4本脫硫研究項(xiàng)目所需的石灰石漿液（濃度約 30%）采用石灰石漿液泵輸送至吸收塔內(nèi)。 FGD 裝置用水系統(tǒng) 脫硫裝置用水主要有二部分，一部分為脫硫系統(tǒng)工藝耗水，包括吸收塔蒸發(fā)水、石膏結(jié)晶水、石膏表面水和排放的廢水等，這部分水不能回收，二套脫硫裝置的工藝耗水量約為 150 t/h。 兩臺(tái)爐脫硫裝置共設(shè)置一個(gè)事故漿液箱、兩個(gè)吸收塔區(qū)排水坑、一個(gè)吸收劑制備和石膏脫水區(qū)域排水坑、一個(gè)事故漿液箱區(qū)域排水坑。所有藥品均由計(jì)量泵定量加入到相應(yīng)加藥點(diǎn)。 （ 6）占地面積大，一次性建設(shè)投資相對(duì)較大，現(xiàn)有電廠在沒有預(yù)留脫硫場地的情況下采用該工藝有一定的難度。 在歐洲，特別是德國， 1985 年在原來最大容量的鍋爐上安裝了 FGD 之后，歐洲就成了脫硫裝置的最大市場。威爾曼洛德鈉法煙氣脫硫，把富液中的硫酸鹽類轉(zhuǎn)化成高濃度高純度的液體 SO2，可作為生產(chǎn)硫酸的原料。低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。 有的將預(yù)洗滌塔和吸收塔合為一體，下段為預(yù)洗滌段，上段為吸收段。因此，吸收法煙氣脫硫工藝過程設(shè)計(jì)，需要同時(shí)考慮 SO2 吸收及富液合理的處理。美國多數(shù)采用泥漿二代磷酸鉀物質(zhì)或石灰、飛灰處理裝置，而日本則多采用石灰石一石膏法。在脫硫工藝的各種吸收劑中，石灰石價(jià)格最便宜，破碎磨細(xì)較簡單，鈣利用率較高（一般在 左右）。 （ 3）脫硫廢水處理系統(tǒng) 29 系統(tǒng)流程如下： 石灰漿 有機(jī)硫化物 絮凝劑 助凝劑 脫硫廢水 中和箱 沉降箱 絮凝箱 澄清池 出水箱 電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng) 泥 脫水機(jī) 鹽 酸 在中和系統(tǒng)中，廢水的 PH 值通過加入石灰漿調(diào)升至 8－ 9 范圍以便沉淀大部分重金屬和氟化物；在中和處理中，廢水中的石膏沉淀至飽和濃度。工藝水系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)工藝水箱，三臺(tái)工藝水泵（二運(yùn)一備）及三臺(tái)除霧器沖洗水泵（二運(yùn)一備）。水力旋流器分離出來的溢流液一部分進(jìn)入廢水排放系統(tǒng)，一部分則返回吸收塔循環(huán)使用。 石灰石倉的有效容積按兩臺(tái)鍋爐在 BMCR 工況下、燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí) 3 天所需的吸收劑耗量設(shè)計(jì)。在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的 CaSO3在脫硫塔和脫硫塵器中，應(yīng)用堿液洗滌含 SO2 的煙氣，對(duì)煙氣中的 SO2 進(jìn)行化學(xué)吸收。這里以 MgO 為例加以說明： MgO+H2O ─→ Mg(OH)2 Mg(OH)2+SO2+5H2O ─→ MgSO3?6H2O MgSO3?6H2O △ MgSO3+6H2O↑ ───→ MgSO3 △ MgO+SO2 ───→ 吸收劑再生后可循環(huán)使用，并可回收 SO2，達(dá)到高濃度的氣態(tài) SO2。對(duì)于極快不可逆反應(yīng)，吸收過程的阻力，其過程為傳質(zhì)控制，化學(xué)反應(yīng)的阻力可忽略不計(jì)。因此，化學(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。其主要流程和反應(yīng)原理是，鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵器除塵后，由 FGD 系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)送入氣一氣換熱器的熱側(cè)降溫，然后送入吸收塔，在吸收塔中來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的海水洗滌煙氣，煙氣中的 502 在海水中發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng) : SO2(g) + H2O = H2SO3 H2SO3 = H+ + HSO3 HSO3 = H+ + SO32 19 2SO32 + O2 = SO42 以上反應(yīng)中產(chǎn)生的 H+與海水中的碳酸鹽發(fā)生如下的反應(yīng) : CO32 + H+ = HCO3 HCO3 + H+ = H2CO3 = CO2 + H2 吸收塔內(nèi)洗滌煙氣后的海水呈酸性，并含有較多的亞硫酸根，不能直接排放到海中去。下面以氨 酸法為例進(jìn)行說明。 對(duì)于濕法脫硫產(chǎn)物，值得注意的是，脫硫石膏應(yīng)用途徑可以參考磷肥工業(yè)中的石膏制硫酸過程。活性炭或活性焦吸附法煙氣脫硫能否得到應(yīng)用的關(guān)鍵是解決副產(chǎn)物稀硫酸的應(yīng)用市場及提高它們吸附性能。 活性炭吸附 SO2 后，在其表面形成的硫酸存在于活性炭的微孔中，降低其吸附能力，因此需把存在于微孔中的硫酸取出，使活性炭再生。芬蘭 IVO 公司把煙氣增濕這一概念進(jìn)行了擴(kuò)展，開發(fā)出爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫工藝（ LIFAC）。脫硫劑為從回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的高品質(zhì)石灰粉，用螺旋給粉機(jī)按給定的鈣硫比連續(xù)加入。該技術(shù)已在美國 、日本、加拿大和歐洲國家得到工業(yè)應(yīng)用，是一種具有廣闊發(fā)展前景的脫硫技術(shù)。 10 半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。 9 A 噴霧干燥法 ： 噴霧干燥脫硫方法是利用機(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。 濕法煙氣脫硫技術(shù) 濕法脫硫工藝屬于煤燃燒后的脫硫 技術(shù)。然而在日本和 德國 ，在石灰石基濕清洗法中把固態(tài)副產(chǎn)品強(qiáng)制氧化，得到在某些工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有商業(yè)價(jià)值的石膏。 三菱重工 于 1964 6 年完成第一套設(shè)備，根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)績，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的開發(fā)。有效控制火力發(fā)電工業(yè)的 SO2 排放量 ,對(duì)于我國酸雨發(fā)生的頻率、 濃度及酸雨覆蓋面積的減少 , 對(duì)于促進(jìn)火力發(fā)電工業(yè)持續(xù)、 健康地發(fā)展 , 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)、 環(huán) 境全面協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。 SO2 是造成酸雨和大氣污染的主要原因。 ABB 公司的第一套實(shí)用規(guī)模的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)于1968 年在美國投入使用。最初的干噴射 FGD 可達(dá)到 70%~80%，在某些改進(jìn)情形下 可達(dá)到 90%，爐膛和煙道噴射法可達(dá)到 30%~50%，但反應(yīng)劑消耗量大。 隨著時(shí)代的變化，煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，對(duì)環(huán)境的傷害也隨 之減少，但這并不代表著對(duì)環(huán)境的損害就可以忽略。經(jīng)洗滌后的煙氣在離開吸收塔系統(tǒng)之前需通過除霧器（ Mist Eliminator，簡稱 ME），出去煙氣中夾帶的漿體液滴。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對(duì)環(huán)境的影響很小。 爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙 氣脫硫技術(shù) 爐內(nèi)噴鈣尾部增濕也作為一種常見的干法脫硫工藝而被廣泛應(yīng)用。 干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù) 干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是 20世紀(jì) 80年代后期發(fā)展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)具有投資少、占地小、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，兼有高 效除塵和煙氣凈化功能，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)產(chǎn)物再循環(huán)也是提高脫硫率和石灰石利用率的有效方法。 活性炭脫硫的 主要特點(diǎn)：過程比較簡單，再生過程中副產(chǎn)物很少；吸附容量有限，須在低氣速（ ～ ）下運(yùn)行，因而吸附器體積較大；活性炭易被廢氣中的 O2 氧化而導(dǎo)致?lián)p耗；長期使用后，活性炭會(huì)產(chǎn)生磨損，并因微孔堵塞喪失活性。從脫附塔產(chǎn)生的 SO CO2 和水蒸氣經(jīng)過換熱器除去水汽后，送入硫酸廠，此工藝脫硫率可達(dá) 90%以上。石膏的主要用途是作為建筑材料，高質(zhì)量石膏作為石膏板材的原料。 第一節(jié) 濕法煙氣脫硫的種類 氨法 氨法是采用氨水洗滌含 SO2的廢氣，形成 （ NH4） 2SO3NH4HSO3H2O 的吸收液體系，該溶液中 （ NH4） 2SO3 對(duì) SO2 具有良好的吸收能力，是氨法中的主要吸收劑，吸收 SO2 以后的吸收液可用不同的 方法處理，獲得不同的產(chǎn)品。海水通常呈堿性，自然堿度大約為 ～ ，這使得海水具有天然的酸堿緩沖能力及吸收 SO2的能力。應(yīng)用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 而將其從煙氣中分離出來的過程，也屬于化學(xué)吸收，例如爐內(nèi)噴鈣（ CaO）煙氣脫硫也是化學(xué)吸收。此外，也和傳質(zhì)系數(shù)有關(guān)，被吸收氣體氣液兩相間的傳質(zhì)阻力，通常取決于通過氣膜和液膜分子擴(kuò)散的阻力。 2MeOH+SO2 ─→ Me2SO3+H2O Me2SO3+SO2+H2O ─→ 2MeHSO3 Me2SO3+MeOH ─→ Me2SO4+H2O 亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的氧氣氧化成硫酸鹽： 22 Me2SO3+1/2O2─→ MeSO4 （ 9）同弱酸鹽反應(yīng) SO2 易同弱酸鹽反應(yīng)生成亞硫酸，繼之被煙氣中的氧氣氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽。從資源綜合利用，以廢治廢，避免和減輕二次水污染角度出發(fā)來選擇吸收劑，具有更重要的意義。因此過程主要分為吸收和氧化兩個(gè)步驟： （ 1） SO2的吸收 石灰石料降在吸收塔內(nèi)生成石膏降， 主要反應(yīng)如下： CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3 26 工藝系統(tǒng) 脫硫工藝系統(tǒng)主要由吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣及 SO2 吸收系統(tǒng)、石膏處理系統(tǒng)、FGD 裝置用水系統(tǒng)、漿液排放與回收系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等組成。這樣可大大減輕對(duì)煙囪筒體的酸腐蝕，并改善煙氣的擴(kuò)散條件。 脫硫裝置設(shè)備（ FGD 升壓風(fēng)機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等）的冷卻密封水由全廠工業(yè)水系統(tǒng)引接，且大部分可回收利用。根據(jù)工藝 系統(tǒng)情況 ，脫硫廢水處理系統(tǒng)出力為 16m3/h。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫。沸魯巴母發(fā)電廠則使用漿液滯留槽 (反應(yīng)槽 )的石灰漿液作為吸收劑。 它主要有以下幾個(gè)缺點(diǎn)： 富液 的處理、 煙氣的預(yù)處理 、 煙氣的預(yù)冷卻 、 結(jié)垢和堵塞 、 腐蝕及磨損 、 除霧 、 凈化后氣體再加熱 。若能在 SO2 吸收時(shí)，考慮在凈化 SO2 的過程中同時(shí)除去煙塵，那是比較經(jīng)濟(jì)的，是較為理想的，即除塵脫硫一機(jī)多用或除塵脫硫一體化。常用冷卻煙氣的方法有：應(yīng)用熱 33 交換器間接冷卻；應(yīng)用直接增濕（直接噴淋水）冷卻；用預(yù)洗滌塔除塵增濕降溫，這些都是較好的方法，也是目前使用較廣泛的方法。 對(duì)于濕法煙氣脫硫技術(shù)，一般應(yīng)控制氯離子含量小于 2021mg/L。在世界各國現(xiàn)有的煙氣脫硫技術(shù)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)占 85%左右，其中，石灰石一石膏法 %，其它濕法占 %。近年來國 外對(duì)石灰石 (石灰 )石膏濕法工藝進(jìn)行了深入的研究與不斷的改進(jìn)，如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔，塔內(nèi)流速大幅度提高，噴嘴性能進(jìn)一步