浅谈烟气脱硫技术任中京、付善任
前言
我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70％左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2，造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也在不断增加。加强 环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保证。所以，加大火电厂SO2的控制力度 就显得非常紧迫和必要。SO2的控制途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫 即烟气脱硫（FGD），目前烟气脱硫被认为是控制SO2Z行之有效的途径。烟气脱硫主要为干法、半干法和湿法。
烟气脱硫的基本原理烟气中的SO2 实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除SO2。烟道气脱Z常用的碱性物质是石灰石（碳酸钙）、生石灰（氧化钙，CaO）和熟石灰（氢氧化钙）。石灰石产量丰富，因而相对便宜，生石灰和熟石灰都是由石灰石通过加热来制取。有时也用碳酸纳（纯碱）、碳酸镁和氨等其它碱性物质。
所用的碱性物质与烟道气中的SO2发生反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物（根据所用的碱性物质不同，这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铵盐）。亚硫酸盐和硫酸盐间的比率取决于工艺条件，在某些工艺中，所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐。
SO2与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生（湿法烟道气脱硫技术），或在固体碱性物质的湿润表面发生（干法或半干法烟道气脱硫技术）。
在湿法烟气脱硫系统中，碱性物质（通常是碱溶液，更多情况是碱的浆液）与烟道气在喷雾塔中相遇。烟道气中SO2溶解在水中，形成一种稀酸溶液，然后与溶解在水中的碱性物质发生中和反应。反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐从水溶液中析出，析出情况取决于溶液中存在的不同盐的相对溶解性。例如，硫酸钙的溶解性相对较差，因而易于析出。硫酸纳和硫酸铵的溶解性则好得多。
在干法和半干法烟道气脱硫系统中，固体碱性吸收剂或使烟气穿过碱性吸收剂床喷入烟道气流中，使其与烟道气相接触。无论哪种情况，SO2都是与固体碱性物质直接反应，生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。为了使这种反应能够进行，固体碱性物质必须是十分疏松或相当细碎。在半干法烟道气脱硫系统中，水被加入到烟道气中，以在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜，SO2溶入液膜，加速了与固体碱性物质的反应。
烟气脱硫技术
目前烟气脱硫技术主要有石灰石-石灰抛弃法，石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法、韦尔曼—洛德法、氨法、海水脱硫法等湿法脱硫法技术，以及旋转喷雾干燥法，炉内喷钙尾部增湿活化法、循环硫化床脱硫技术、荷电干式喷射脱硫法、电子束照射法、脉冲电晕等离子体法等干式、半干式烟气脱硫技术。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫主要通过六步来实现：
（1）气态SO2在气流中扩散，扩散通过气膜；
（2）SO2被吸收，离解成亚硫酸根和氢离子；
（3）氢离子与碳酸钙反应生成钙离子；
（4）亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子；
（5）在酸性条件下，硫酸根与钙离子反应生成硫酸盐；
（6）硫酸盐结晶产生石膏。
影响石灰石-石膏烟气脱硫效率的主要因素有吸收温度，石灰石的品质、粒度，液气比，钙硫比，浆液的pH值，烟气流速和温度，烟气中的含氧量，浆池的持液量，石膏过饱和度等。
这里着重介绍一下石灰石的品质和浆液颗粒粒径对脱硫效率的影响。石灰石的主要成分是CaCO3,CaCO3含量越高，石灰石的活性越大，越有利于脱硫。一般来说，石灰石粒径越小，比表面积越大，液固接触越充分，从而能有效降低液相阻力，使它在液相中的溶解及反映更快、更充分，有利于提高吸收剂利用率和脱硫效率。但粒径越小，研磨能耗和设备投资将会大大增加。综合考虑上述两个方面，一般要求石灰石细度为250-325目（47μm-61μm）。
小结
石灰石-石膏法烟气脱硫以技术成熟、脱硫效率高、吸收剂价廉易得、煤种适应范围宽、能满足大机组烟气脱硫要求、脱硫副产品可资源化、对负荷变化的适应性强，适应30%-1**%的负荷变化，并有较大幅度降低工程造价的可能性等显著优点成为目前世界上Z成熟、应用Z广泛的烟气脱硫工艺。
2004-07-26
