燃煤鍋爐煙氣脫硫塔隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)能源的渴求也不斷增加，燃煤煙氣中的SO2已經(jīng)成為大氣污染的主要原因。減少SO2污染已成為當(dāng)今大氣環(huán)境治理的當(dāng)務(wù)之急。不少煙氣脫硫工藝已經(jīng)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，其對(duì)各類鍋爐和焚燒爐尾氣的治理也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)幾種常用的煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了探討分析。

煙氣脫硫（FGD）是工業(yè)行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑及副產(chǎn)品的形態(tài)，脫硫技術(shù)可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2，一般把石灰石細(xì)粉噴入爐膛中，使其受熱分解成CaO，吸收煙氣中的SO2，生成CaSO3，與飛灰一起在除塵器收集或經(jīng)煙囪排出。濕法煙氣脫硫是采用液體吸收劑在離子條件下的氣液反應(yīng)，進(jìn)而去除煙氣中的SO2，系統(tǒng)所用設(shè)備簡(jiǎn)單， 運(yùn)行穩(wěn)定可靠，脫硫效率高。干法脫硫的大優(yōu)點(diǎn)是治理中無(wú)廢水、廢酸的排出，減少了二次污染；缺點(diǎn)是脫硫效率低，設(shè)備龐大。濕法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2，所用設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作容易，脫硫效率高；但脫硫后煙氣溫度較低，設(shè)備的腐蝕較干法嚴(yán)重。

石灰石（石灰）-石膏濕法煙氣脫硫工藝

石灰石（石灰）濕法脫硫技術(shù)由于吸收劑價(jià)廉易得，在濕法FGD領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

　　以石灰石為吸收劑反應(yīng)機(jī)理為：

　　吸收：SO2（g）→ SO2（L）+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32- 　

　　溶解：CaCO3（s）+H+ → Ca2++HCO3- 

　　中和：HCO3- +H+ →CO2（g）+H2O 

　　氧化：HSO3-+1/2O2→SO32-+H+ 　

　　SO32- +1/2O2→SO42- 　

　　結(jié)晶：Ca2++SO42- +1/2H2O →CaSO4·1/2H2O（s） 

　　該工藝的特點(diǎn)是脫硫效率高（>95%）、吸收劑利用率高（>90%）、能適應(yīng)高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低（一般<1.05） 、脫硫石膏可以綜合利用等。缺點(diǎn)是基建投資費(fèi)用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等。

海水煙氣脫硫

海水煙氣脫硫工藝是利用海水的堿度達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。脫硫過(guò)程不需要添加任何化學(xué)藥劑，也不產(chǎn)生固體廢棄物，脫硫效率>92%，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用較低。煙氣經(jīng)除塵器除塵后，由增壓風(fēng)機(jī)送入氣-氣換熱器降溫，然后送入吸收塔。在脫硫吸收塔內(nèi)，與來(lái)自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的大量海水接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收反應(yīng)脫除，海水經(jīng)氧化后排放。脫除二氧化硫后的煙氣經(jīng)換熱器升溫，由煙道排放。

　　海水煙氣脫硫工藝受地域限制，僅適用于有豐富海水資源的工程，特別適用于海水作循環(huán)冷卻水的火電廠，但需要妥善解決吸收塔內(nèi)部、吸收塔排水管溝及其后部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問(wèn)題。其工藝流程見圖1。

噴霧干燥工藝

噴霧干燥工藝（SDA）是一種半干法煙氣脫硫技術(shù)，其市場(chǎng)占有率僅次于濕法。該法是將吸收劑漿液Ca(OH)2在反應(yīng)塔內(nèi)噴霧，霧滴在吸收煙氣中SO2的同時(shí)被熱煙氣蒸發(fā)，生成固體并由除塵器捕集。當(dāng)鈣硫比為1.3～1.6時(shí)，脫硫效率可達(dá)80%～90%。半干法FGD技術(shù)兼干法與濕法的一般特點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是利用消石灰乳作為吸收劑，系統(tǒng)易結(jié)垢和堵塞，而且需要專門設(shè)備進(jìn)行吸收劑的制備，因而投資費(fèi)用偏大；脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高。

　　噴霧干燥技術(shù)在燃用低硫和中硫煤的中小容量機(jī)組上應(yīng)用較多。國(guó)內(nèi)于1990年1月在白馬電廠建成了一套中型試驗(yàn)裝置。后來(lái)許多機(jī)組也采用此脫硫工藝，技術(shù)已基本成熟。

電子束煙氣脫硫工藝（EBA法）

電子束輻射技術(shù)脫硫工藝是一種干法脫硫技術(shù)，是一種物理方法和化學(xué)方法相結(jié)合的技術(shù)。該工藝的流程是由排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過(guò)集塵器的粗濾處理之后進(jìn)入冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度（約70℃）。煙氣的露點(diǎn)通常約為50℃。通過(guò)冷卻塔后的煙氣流進(jìn)反應(yīng)器，注入接近化學(xué)計(jì)量比的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決于SOx和NOx濃度，經(jīng)過(guò)電子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng)，生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達(dá)90%以上，脫硝率可達(dá)80%以上。此外，還可采用鈉基、鎂基和氨作吸收劑，一般反應(yīng)所生成的硫酸銨和硝酸銨混合微粒被副成品集塵器分離和捕集，經(jīng)過(guò)凈化的煙氣升壓后向大氣排放。

煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝（CFB-FGD）

20世紀(jì)80年代末，德國(guó)的魯奇（LURGI）公司開發(fā)了一種新的干法脫硫工藝，成為煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝（CFB-FGD）。這種工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過(guò)吸收劑的多次再循環(huán)，使吸收劑與煙氣接觸的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半小時(shí)以上，大大提高了吸收劑的利用率，其不但具有干法工藝的許多優(yōu)點(diǎn)，如流程簡(jiǎn)單，占地少，投資小以及副產(chǎn)品可以綜合利用等，而且能在很低的鈣硫比情況下（Ca/S=1.1~1.2）達(dá)到甚至超過(guò)濕法工藝的脫硫效率（95%以上）。

CFB工藝

CFB工藝流程由吸收劑制備、吸收塔、吸收劑再循環(huán)、除塵器以及控制系統(tǒng)等部分組成，未經(jīng)處理的鍋爐煙氣從流化床的底部進(jìn)入。流化床的底部接有文丘里裝置，煙氣經(jīng)文丘里管后速度加快，并與很細(xì)的吸收劑粉末互相結(jié)合。顆粒之間，氣體與顆粒之間產(chǎn)生劇烈的摩擦。吸收劑與SO2反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。

　　經(jīng)脫硫后帶有大量固體顆粒的煙氣由吸收塔的頂部排出，進(jìn)入吸收劑再循環(huán)除塵器中，該除塵器可以是機(jī)械式，也可以是電氣除塵器前的機(jī)械式預(yù)除塵器。煙氣中的大部分固體顆粒都分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)一個(gè)中間灰倉(cāng)返回吸收塔。由于大部分顆粒都循環(huán)許多次，因此吸收劑的滯留時(shí)間很長(zhǎng)，一般可達(dá)30分鐘以上。中間灰倉(cāng)的一部分灰根據(jù)吸收劑的供給量以及除塵效率，按比例排出固體再循環(huán)回路，送到灰倉(cāng)待外運(yùn)。工藝流程見圖2。

從再循環(huán)除塵器排出的煙氣如不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，則需要再安裝一個(gè)除塵器。經(jīng)除塵后的潔凈的煙氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)、煙囪排入大氣。

　　吸收劑一般為Ca(OH)2干粉，顆粒很細(xì)，在10μm以下。脫硫時(shí)，吸收劑輸入硫化床吸收塔，同時(shí)還要噴入一定量的水以提高脫硫效率。這樣可以使噴水后的煙氣溫度與水露點(diǎn)十分接近，在多種運(yùn)行條件下達(dá)到很高的脫硫效率。

CFB工藝的副產(chǎn)品呈干粉狀，其化學(xué)組分與噴霧干燥工藝的副產(chǎn)品相似，主要由飛灰、CaCO3、CaSO4以及未反應(yīng)的Ca(OH)2等構(gòu)成。其處置方法也與噴霧干燥工藝的副產(chǎn)品基本相同。CFB工藝的副產(chǎn)品加水后會(huì)固化， 屈服強(qiáng)度可達(dá)15～18N/mm2，滲透率與粘土類似，約為3×10-11 ，壓實(shí)密度為1.28g/cm3，如能進(jìn)一步加以開發(fā)， 可成為良好的建材工業(yè)原料。

　　典型的脫硫灰飛的成分為：飛灰約60%～70%；CaCO3為7%～12%；Ca(OH)2為2%～4%；CaSO3為12%～18%；CaSO4為2%～5%；水<1%。

CFB-FGD工藝以區(qū)別于傳統(tǒng)脫硫工藝的特點(diǎn)在脫硫行業(yè)中具有良好的應(yīng)用前景。CFB-FGD工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 可靠性高；脫硫效率高；煙氣負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)仍可能正常工作；脫硫副產(chǎn)品呈干粉狀，沒(méi)有大量廢水，利于綜合利用；基本上不存在像濕法吸收塔中出現(xiàn)的嚴(yán)重腐蝕、結(jié)垢與堵塞等問(wèn)題；可以脫除部分重金屬，特別是可以脫除一部分汞，對(duì)煙氣的進(jìn)一步治理很有意義。

脫硫技術(shù)一直是環(huán)境保護(hù)工作中一個(gè)令人關(guān)注的重要課題。

　　主流的脫硫工藝今后仍將被國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。受技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)成本的制約，石灰石－石膏濕法、噴霧干燥工藝是適合各種脫硫要求的首選工藝。而電子束法和海水脫硫等工藝因處于試驗(yàn)研究階段或者應(yīng)用地域受到限制，所以市場(chǎng)分額有限，但在局部地區(qū)將有所發(fā)展。 CFB-FGD會(huì)成為今后焚燒煙氣脫硫重要的技術(shù)手段之一。此技術(shù)在國(guó)外已成功商業(yè)化，市場(chǎng)前景看好。