湿法脱硫原理

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1、SO2污污染染物物 (发电机尾气，熔炉废气等发电机尾气，熔炉废气等) 双碱法处理。1、采用 NaOH 溶液为第一碱吸收烟气中的 SO2，然后再用石灰石或石灰作为第二碱处理吸收液，产物为石膏(CaSO42H2O),再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。2、工艺流程 脱硫工艺主要包括5 个部分： (1)吸收剂制备与补充； (2) 吸收剂浆液喷淋； (3)塔内雾滴与烟气接触混合；(4)再生池浆液还原钠基碱； (5)石膏脱水处理。来自系统的烟气经烟道从塔底进入脱硫塔，在脱硫塔内布置若干层旋流板，旋流板塔具有良好的气液接触条件，从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得上升烟气与喷淋的碱液形成稳定的床层，接触面

2、积加大，反应净化区形成气、液、固三相混合强反应区，经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后在引风机作用下通过烟囱排入大气。系统设计循环水池及水循环系统，由池中 PH 计控制水池的酸碱度自动给水池中投放烧碱。Fe2O3 给给 H2S 脱脱硫硫及及还还原原机机理理Fe2O3H2O+3H2SFe2S3H2O+3H2O H=63KJ/mol Fe2O3H2O+3H2S2FeS+S+4H2O H=103KJ/mol 氧化铁脱硫剂与 H2S 作用并放出热量，根据氧化铁的水合性质不同，产生以上不同的反应形式。 Fe2S3H2O+3/2O2Fe2O3H2O+3S H=63KJ/mol FeSH2O+3/2O2+H

3、2OFe2O3H2O+2S H=63KJ/mol 硫化铁和三硫化二铁在有氧的条件下以及适宜的温度下发生上述还原反应并放 出热量。可再生并产生硫磺。烧碱配药罐 加药 烧碱池喷淋水泵废气 废气管 风机 旋流除尘塔 高空烟囱排放沉灰池 石灰配药罐 加药 反应池（再生池） 双碱法烟气脱硫工艺同石灰石 / 石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的 SO2 先溶解于吸收液中，然后离解成 H+ 和HSO3； SO2(g)= = = SO2(aq) （ 1 ） SO2(aq)+H2O(l) = = =H+ +HSO3 = = = 2H+ +SO32； （ 2 ） 式（ 1 ）为慢反应，是速度控制过程

4、之一。 然后 H+ 与溶液中的 OH中和反应，生成盐和水，促进 SO2 不断被吸收溶解。具体反应方程式如下： 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是 Ca(OH)2 进行再生，再生反应过程如下： Ca(OH)2 + Na2SO3 2 NaOH + CaSO3Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO3 1/2H2O +1/2H2O存在氧气的条件下，还会发生以下反应： Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O 2 NaOH + CaSO4 H2

5、O脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的 NaOH 可以循环使用。山东省热电设计院 郝秉清 脱硫技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为：（1）燃烧前 脱硫（如洗煤，微生物脱硫）;(2)燃烧中脱硫（工业型煤固硫、炉内喷钙） ；（3）燃烧后脱 硫，即烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization, 简称 FGD） 。FGD 是目前世界上唯一大规模商 业化应用的脱硫方式，是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技术手段。 烟气脱硫技术 主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，将之转化为较为稳定且易机 械分离的硫化合物或单质硫，从而

6、达到脱硫目的。FGD 的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量 的多少可分为两类： （1）湿法：即采用液体吸收剂如水或碱性溶液（或脱硫液）等洗涤 以除去二氧化硫。 （2）干法、半干法：用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二 氧化硫，循环和排出物为干态。 按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。按照吸 收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法（抛弃法） 。 目前，国内外燃 煤或燃油电厂所采用的烟气脱硫工艺多达百余种。在这些脱硫工艺中，有的技术较为成熟， 已经达到商业化应用的水平，有的尚处于研究阶段。业主要选择工艺成熟、有大量相同规 模运用业绩的技术，尤其要选择运用具有国外技术背景在国内有常年

7、运行业绩的脱硫技术。 由于中小型电站规模小，难以对脱硫技术进行深入研究，所以最好选择常用成熟技术，避免投资风险。 以下是几种常用的主要适用于中小型烟气脱硫技术工艺的说明与比较。 a 、半干法、干法脱硫技术 半干法脱硫工艺的特点是脱硫剂以液浆形态喷入反应吸收 区，被烟气加热，液体蒸发，产生干态的副产品。干法脱硫技术的特点是脱硫剂以干态喷 入反应器，产生干态的副产品。已有成熟应用的半干法/干法工艺主要有喷雾干燥法和炉内 喷钙尾部增湿活化法及循环流化床法（CFB）等。其它半干法/干法脱硫技术由于脱硫效率、 磨损、脱硫剂利用率等存在不少问题。 、循环流化床烟气脱硫方法 循环流化床 烟气脱硫工艺的反应机

8、理是：以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长 吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的。在塔内回流烟气循环流化床反应器内， 飞灰、Ca（OH）2 粉末、烟气及喷入的水分，在流化状态下充分混合，强化了传热、传质 过程，加上 Ca（OH）2 粉末多次再循环，使实际反应的 Ca/S 比远远大于表观 Ca/S 比，从 而实现高效脱硫。 该工艺的特点是系统较简单：其 Ca/S 比较其它半干法低，脱硫效率 可达 85%以上；设计紧凑，节省空间，易用于改造项目；吸收剂，脱硫灰均为干态，生产 过程中不产生废水，不易形成二次污染；固体颗粒停留时间长，提高了石灰利用率，降低 了石灰耗量；排烟温度

9、高，烟囱、烟道无需做防腐处理。 该工艺脱硫效率相对湿法较低， 不适用于含硫率太高的烟气脱硫；对锅炉负荷变化的适应性差，运行控制要求较高，比较 适合于负荷变化不大的中小型锅炉，焚烧炉和工业窑炉。 c、湿法脱硫技术 湿法工 艺是指脱硫剂以液浆形式喷入反应器，而脱硫产品也以液浆形式排出的系统。适用于中小 型锅炉烟气脱硫技术，依采用的脱硫剂不同，常用的主要有石灰（石）法、氧化镁法、钠 法、双碱法、氨法等几类。湿法脱硫因其脱硫效率高、适应范围广而得到广泛运用，市场 占有率为 85%以上。中小型脱硫产物的处理国内外多采用抛弃法处理。 A、石灰（石） /石膏湿法脱硫工艺 石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺是采用石

10、灰石（CaCO3）或石灰(ca*)作 脱硫吸收剂原料，经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆。石灰或 吸收剂浆液喷入吸收塔，吸附其中的 SO2 气体，产生亚硫酸钙，进而氧化为硫酸钙（石膏） 副产品。 该工艺的优点主要是： 1、脱硫效率高，在 Ca/S 比小于 1.1 的时候，脱 硫效率可高达 90以上； 2、吸收剂利用率高，可达到 90； 3、吸收剂资源广泛， 价格低廉； 4、适用于高硫燃料，尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理； 5、副 产品为石膏，高品位石膏可用于建筑材料。 该工艺的缺点是： 1、系统复杂，占地 面积大； 2、造价高，一次性投资大；（在美国，单位一般

11、造价在 $150 200/kW；在 中国，重庆珞璜电厂一期烟气脱硫工程 2360MW 脱硫装置占电厂总投资的 11.15%，太原 第一热电厂高速平流简易湿式 300MW 机组的 600000m3/h 脱硫装置的单位造价约 RMB650 元/kW，杭州半山电厂 2125MW 和北京第一热电厂 2410t/h 锅炉脱硫装置单位造价更高 达 RMB 1600/KW） ； 3、运行问题较多由于副产品 CaSO4 易沉积和粘结，所以，容易造成系统积垢，堵塞 和磨损；（而双减法双减法在系统内产物是 Naso3,不会造成堵塞和积垢） 4、运行费用高， 高液/气比所带来的电、水循环和耗量非常大； 5、副产品处

12、理问题目前，世界上 对该副产品处理，主要采用抛弃和再利用两种方法：西欧和日本因缺乏石膏资源，所以用 此副产品做建筑用石膏板，与此同时，当地建筑规范也为该产品的推广使用提供了方便。 但对副产品石膏的成分要求严格（CaSO496%） 。在美国，因天然石膏资源丰富，空地较 多，过去一般采用抛弃处理。在中国，天然石膏资源丰富，而石灰石的成分却很难保证， 因此脱硫石膏的成分不稳定，建筑行业很难采用；对于建在城市近郊或工业区的需要脱硫 的电厂，又很难容纳大量石膏渣液的抛弃，即使有空闲场地抛弃，从长远来讲，仍然可能 造成固体废弃物的二次污染。因而副产物处理存在问题。 6、由于该工艺技术成熟，运 用广泛，目前

13、国家有相应技术规范，但国家环保总局在脱硫技术指导文件中明确指出该种 方法适用于大型电站锅炉的脱硫，中小锅炉运用存在规模不经济等问题。 7、为适应国内中小型锅炉的烟气脱硫，对该工艺进行了改造运用，减少脱硫剂制备和石膏生成系统尚 可，但其他部分的或缺带来诸多问题，因此要谨慎用之。 B、钠基湿法脱硫工艺 钠基是指氢氧化钠（NaOH） ，碳酸钠（Na2CO3苏打）或碳酸氢（NaHCO3小苏打） 。这三种物质与 SO2 有很强的反应能力，且都有很好的溶解度，吸收 SO2 后产生的副产 品为硫酸钠（Na2SO4）等盐类也都溶于水。因此，脱硫剂系统，吸收反应系统和副产品系 统都在水溶液状态下运行，可靠、简便

14、，易于自动控制。此外，钠基还具有吸收其它酸性 气体（如 HCl，HF，HBr）等的良好性能。因此，钠基系统广泛用于各工业生产过程的烟 气净化，采用各类喷淋吸收塔。由于其系统简单，液/气比小，设备造价最低，占地最小。 该种工艺的缺点是：由于脱硫剂的成本较高，脱硫系统经济性不好，比较适用于脱硫剂自 产或有充足钠碱废液的企业使用。 C、双碱法脱硫工艺 为降低钠基脱硫的运行费 用，发展了“双碱法”工艺。 “双碱法”是指脱硫吸收过程采用反应性能好的钠基或镁基 吸收剂，其产生的副产品又与钙基吸收剂反应，将钠基或镁基脱硫吸收剂再生还原重复使 用，再生反应中产生的石膏成为最终副产品。 运用钠基高效脱硫，消耗的

15、却是廉价的 石灰石（石灰） ，该工艺综合石灰法与钠碱法的特点，解决了石灰法的效率低、易结垢问题， 又具备钠碱法吸收效率高的优点。 由于脱硫和再生反应的复杂性，此法的理想实现有 一定的工艺难度，目前正在逐步实践和成熟中，适用于中小型锅炉脱硫使用。 脱硫副 产物为亚硫酸钙或硫酸钙（氧化后） ，或将其氧化后制成石膏；或者直接将其与粉煤灰混合， 可增加粉煤灰的塑性，增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。多数直接与锅炉灰渣一 起集中处理，不产生二次污染。 D、氨法脱硫工艺 该脱硫工艺以氨水为吸收剂， 副产品为硫酸铵。氨法脱硫作为一种脱硫工艺，在国内外都做过不少研究，但均停留在试 验和小规模运用阶段。目前

16、主要运用于氨来源丰富方便和硫酸铵便于处理的企业，如化肥 厂或其附近。该工艺运用受限，究其原因主要有如下几个： 1、简单氨法脱硫充其量 只是表面上的脱硫，由于其喷水回收法实际上会造成大量的亚硫酸铵的泄漏和氨的泄漏， 而亚硫酸铵易于分解（受热 60-70即开始分解）出 SO2，实际上等于没处理，而且氨的 泄漏本身又增加了污染。 2、由德国比晓夫公司拥有专利技术的深度氨法脱硫工艺， 虽然用专利技术解决了亚硫酸铵和氨气气溶胶泄露的问题，但仍无法避免亚硫酸铵分解的 问题。而且其系统之复杂、投资之大要远远超过简易氨法脱硫。 3、氨法脱硫的副产 物亚硫酸铵/硫酸铵的去向是氨法脱硫的另一个大问题：(a)如果不回收，排向水体，会对环 境水体造成巨大污染，引发富营养化等问题。国家环保法有明确规定，环境水体绝不容许 排放亚硫酸铵