【正文】 鈉鹽 石膏法 石灰復(fù)反應(yīng) 石膏 堿式硫酸鋁 石膏法 石灰復(fù)反應(yīng) 石膏 鋁 法 堿式硫酸鋁 二氧化硫 熱再生 濃 SO2 氧化鎂法 熱再生 濃 SO2 金屬氧化法 氧化鋅法 熱再生 濃 SO 2 氧化錳法 電解 金屬錳 洗滌再生法 水洗 濕硫酸 活性炭吸收法 吸附法 加熱再生法 熱再生 濃 SO2 分子篩吸收法 分子篩 濃 SO2 干式氧化法 硫酸 催化氧 化法 液相氧化法 千代田法 石膏 催化氧 斯科特法 硫磺 化法 氣相 電 子 束 荏原法 硫酸銨 輻射法 表 27 二氧 化硫的主要脫除方法 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 11 表中的方法多數(shù)已有工業(yè)應(yīng)用裝置，少數(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，仍望實(shí)施工業(yè)應(yīng)用。例如：在日本至今已投運(yùn)的脫硫裝置，石灰石石灰法占 %，鎂法、鈉法占 %，其他方法占 %（按脫除的二氧化硫量計(jì)），由此，可見一斑。 二氧化硫的性質(zhì)： 二氧化硫（ SO2 ）的分子量為 。 物理性質(zhì) 主要物理性質(zhì)： 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體密度 /（ g/L） 液體 SO2 的蒸氣壓（ 10℃） /KPa 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積 /（ L/mol） 0℃ 冷凝溫度 / ℃ 10℃ 結(jié)晶溫 度 /℃ 20℃ 液體 SO2 蒸發(fā)熱（ 10℃時(shí)） /（ J/g） 30℃ （ 0℃ 時(shí)） 氣體 SO2 平均比熱容（ 0℃） /J/（ g﹒ K） （ 10℃ 時(shí)） 100℃ （ 20℃ 時(shí)） 介電常數(shù) （ 30℃ 時(shí)） 導(dǎo)電率，Ω 1 4 108 氣體 SO2 在水中的溶解度及其飽和水溶液的濃度見表 28。 4kJ/mol 的熱量。 表 28 二氧化硫在水中的溶解度2SOV及其飽和水溶液的濃度2SOG 溫度 /℃ 2SOV l/L① 2SOG /%② 溫度 /℃ 2SOV l/L① 2SOG /%② 0 5 10 15 20 25 30 35 40 ① 二氧化硫的體積為標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 12 化學(xué)性質(zhì) 與脫除有關(guān)的化學(xué)性質(zhì)如下。實(shí)際上， SO2 在水溶液中成為七水物 07 22 HSO ? 僅存在微量的32SOH 。所謂的亞硫酸水溶液能被空氣逐漸氧化成硫酸，其濃度越低氧化越快，而且經(jīng)加熱就會(huì)自行氧化。 32221 SOSOO ?? 32331 SOSOO ?? 各種脫硫方法的簡(jiǎn)介： (一 )石灰石 石灰法 石灰 石灰石法是用石灰或石灰石吸收母液吸收煙氣中的二氧化硫，反應(yīng)生成亞硫酸鈣（硫酸鈣），凈化后的煙氣可達(dá)標(biāo)排放。因次，石灰 石灰石法是目前世界上火電廠煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛的方法。目前，主要有三種石灰 石灰石法煙氣凈化工藝，分別以石灰、石灰石及加鎂石灰作主要吸收劑。 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 13 化學(xué)原理 石灰 石灰石法煙氣脫硫的主要化學(xué)反應(yīng)如下： SO2 溶解 ?? ?? ???? ?? HH SOOHSO SOSO32222 )( )()(液 液氣 ??? ?? ?? 233 SOHH SO 石灰溶解 22 )(OHCaOHC a O ? ??? ?? ?? ?? OHCaOHCa 2)( 22 石灰石溶解 )()( 33 液固 C a C OC a C O ? ?? ?? ?? ?? 2323 )( COCaC a C O 液 吸收溶解的 SO2 )(3232 液C a S OSOCa ? ??? ?? OHCaSOOHCaSO2423 212)( ?? ???液 氧化 ??? ?? ??? 2423 21 SOHOH SO )(4242 液C a S OSOCa ? ??? ?? )(22)( 2424 固液 OHC a S OOHC a S O ?? ??? 共沉淀： )(21)()(21)1( 2413224232 固OHSOSOCaOHx SOSOxCa xx ?? ?????? ???? 工藝流程： 石灰 /石灰石漿液吸收法脫硫工藝流程簡(jiǎn)單，如圖 29 所示，石灰石漿液在制備槽中配制，送入循環(huán)槽，由循環(huán)泵送到吸收塔頂部噴淋。將 PH值調(diào)整到 4 左右經(jīng)泵送入氧化塔，向氧化塔內(nèi)鼓入空氣，進(jìn)行氧化得到石膏。濾液除去雜質(zhì)后送至石灰石漿液制備槽。 結(jié)垢和堵塞是影響吸收塔操作的最大問題。在選用吸收器時(shí)，應(yīng)選用持液量大、氣液間相對(duì)速度高、氣液接觸面積大、塔內(nèi)構(gòu)件少、壓力降小的設(shè)備。這種方法是以 Ca（ OH） 2 和 Na2CO3 溶液為吸收劑，經(jīng)噴霧裝置噴入反應(yīng)器內(nèi)，同煙氣接觸而吸收 SO2 ， SO2 在與堿性霧滴進(jìn)行反應(yīng)的同時(shí)也干燥了液滴，水分蒸發(fā)，到達(dá)反映器出口，形成的生成物為干固體粉末連同未曾發(fā)生反應(yīng)的吸收劑干化的顆粒及飛灰經(jīng)除塵器進(jìn)行氣固分離，排出尾氣。 噴霧干燥法脫硫效率可達(dá) 70%～ 90%，該系統(tǒng)的關(guān) 鍵是噴霧裝置，通常用的有兩種：噴嘴和離心轉(zhuǎn)盤噴霧器。 噴霧干燥法的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備少；運(yùn)行可靠，生產(chǎn)過程中不150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 15 會(huì)發(fā)生結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象；生成物易處理；只要將排煙溫度控制在適宜的范圍內(nèi)，不諱產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題；能量消耗低、投資省、運(yùn)行費(fèi)用小，耗水量低；對(duì)煙氣量和 SO2 濃度適應(yīng)較強(qiáng)；凈化后的尾氣溫度較高，不必再加熱，可以直接排放。還需防止出口煙氣接近濕飽和，避免在袋式除塵器中出現(xiàn)凝結(jié)問題。 石灰水蒸汽石灰消化槽 貯槽 混合槽煙氣水部分干料返回 袋式 除塵器噴霧干燥器產(chǎn)物煙囪圖210 噴霧干燥法工藝流程 （三） 金屬氧化法 一些金屬氧化物如 MnO ZnO 等可以吸收煙氣中的 SO2 。 氧化鎂法是以氧化鎂漿料吸收煙氣中的 SO2 ，生成 MgSO3，加熱可再生MgO，再生獲得高濃度 SO2 用來生產(chǎn)硫酸和硫磺。 工藝流程與設(shè)備 氧化鎂脫硫的工藝流程如圖 211 所示。常用的是開米科（ Chmico）洗滌器，開米科洗滌器是一種組合式的文丘里吸收裝置。 但氧化鎂法脫硫的缺點(diǎn)是要求預(yù)處理必須除塵除氯，大約有 8%的 MgO 流失而產(chǎn)生二次污染?；钚蕴课?SO2 ，在干燥、無氧條件下主要是物理吸附，當(dāng)有氧和水蒸汽存在時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)吸附。一般來說，活性炭對(duì) SO2 的吸附容量是 40～ 140g/1000d 活性炭。因?yàn)榧訜徇^程，碳將沉積在活性炭上硫150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 17 酸還原成二氧化硫，反應(yīng)式如下： ???? ??? 22242 222 COOHSOCSOH 工藝流程 活性炭吸附 水洗再生脫硫法又稱魯奇式活性吸附法，因?yàn)檫@種方法是由德國(guó)魯奇化學(xué)協(xié)會(huì)和法蘭克福的胡特惠遜公司開發(fā)的，其工藝流程如圖 212 所示 煙氣文丘里洗滌器吸附器活性炭床至煙囪循環(huán)槽浸沒燃燒器燃料冷卻器棄去水～15 %圖212 活性炭吸附水洗再生法工藝流程 煙氣首先經(jīng)文丘里洗滌器除塵并冷卻，然后進(jìn)入一個(gè)活性炭吸附器，圖 212中是兩個(gè)固定活性炭吸附器，一個(gè)吸附，另一個(gè)再生。用水沖洗再生得到稀硫酸溶液進(jìn)入循環(huán)液槽，作為文丘里洗滌器的洗滌液。硫酸進(jìn)一步經(jīng)過浸沒燃燒器、冷卻器和過濾器除去雜質(zhì)，最后可得到 65%～ 70%的硫酸。但也有缺點(diǎn)，主要 是由于活性炭吸附容量有限，所以需要較大的吸附設(shè)備，一次性投資高，吸附劑需要頻繁再生。 工作原理 反應(yīng)物分子從氣流中通過層流邊界向催化劑外表面擴(kuò)散； 反應(yīng)物分子從催化劑表面通過微孔向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散； 150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 18 反應(yīng)物分子被催化劑表面化學(xué)吸附； 反應(yīng)物分子在催化劑表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 反應(yīng)產(chǎn)物脫附離開催化劑表面； 反 應(yīng)產(chǎn)物從催化劑內(nèi)部向外面和主流氣體擴(kuò)散。荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng) (Charged Dry Sorbent Injection, CDSI)適用于中小型鍋爐的脫硫，與各種除塵設(shè)備聯(lián)合使用以達(dá)到脫硫除塵的目的。 1995年下半年以來，在我國(guó)山東德州熱電廠 75t/h 煤粉爐和其他幾個(gè)長(zhǎng)的中小鍋爐得以應(yīng)用。一個(gè)技術(shù)難題是反應(yīng)溫度與滯留時(shí)間。而煙道內(nèi)延期的流速通常為 10～ 15m/s，這樣就150MW 燃煤電廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì) 廣東工業(yè)大學(xué) 19 要求煙氣在進(jìn)入除塵設(shè)備之前至少要有 40～ 60m 長(zhǎng)的煙道，無論從占地面積，還是煙氣溫度下降等方面考慮都是不能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)榱６仍傩〉奈談╊w粒在進(jìn)入煙道后會(huì)因碰撞而重新聚集在一起形成較大的顆粒。 如圖 214 所 示，荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)包括吸收劑給料裝置（料倉(cāng)、料斗、反饋式鼓風(fēng)機(jī)和干粉給料機(jī)）、高壓電源和噴槍主體等。當(dāng)荷電吸收劑粉末通過噴槍的噴管被噴射到煙氣流中后，由于吸收劑粒子都帶有同樣電荷，互相排斥，很快在煙氣中擴(kuò)散，形成均勻的懸浮狀態(tài)，使每個(gè)吸收劑粒子表面的