工業煙氣脫硫技術現狀與比較

滿杰++孟祥鵬++王立

摘 要：介紹了國內外新研究的煙氣脫硫技術，并指出了煙氣脫硫技術改進和發展的方向。

關鍵詞：煙氣脫硫；二氧化硫；現狀

1 前言

以煤為主的能源結構導致二氧化硫的超標排放，近年來雖得到了一定的控制，但2012年我國二氧化硫排放量仍達到了2000多萬t，嚴重污染大氣環境，給人類的健康帶來了巨大的威脅，我國每年因酸雨帶來的經濟損失超過1100億元。我國主要的二氧化硫污染源可歸納為硫酸廠尾氣排放的二氧化硫、有機金屬冶煉過程排放的二氧化硫、燃煤煙氣中的二氧化硫等三個方面，其中燃煤煙氣中的二氧化硫仍是污染的主要來源。因此，開展煙氣脫硫技術的基礎研究與應用研究顯得尤為重要。

2 脫硫技術及其比較

煙氣脫硫技術是控制二氧化硫污染的主要技術和手段。通過國內外專家對煙氣中的二氧化硫處理的大量研究，煙氣脫硫技術取得了突破性的進展。目前，脫硫方法有上百種，但由于生產技術成熟度及原材料成本等因素的制約，現在技術上成熟且廣泛應用的也就十幾種。現就目前國內外新研究的煙氣脫硫技術進行介紹。

2.1 廢堿液脫硫技術

廢堿液脫硫技術主要是利用堿性的造紙或印染的副產物，與鍋爐中的SO2進行中和反應，生成中性的鹽，對其中的鹽進行沉淀與打澇，中性的廢液再進行后處理或直接排放。該技術的優點有以下幾個方面：投資成本低，工藝系統流程短、設備少，自動化程度要求低； 運行成本低，所采用的廢堿液，無需成本；廢堿液中，含強堿成份較多 ，故脫硫效果較好。主要存在的缺點：運行穩定性差、廢堿液成份復雜；生成的鹽，分離較困難 ；很少有達到預期效果的廠家。

2.2 石灰石脫硫技術

石灰石-石膏脫硫工藝由于原材料廉價易得，設備簡單且運行穩定可靠，脫硫效率高等優點而被廣泛采用，是目前世界上一些發達國家如日本、德國、美國的大機組火電廠通行的煙氣脫硫工藝。 該技術主要由吸收、吸附、催化氧化和催化還原四個工藝過程組成。煙氣進入吸收塔后與石灰石漿液充分接觸混合，進行吸收、吸附、催化氧化和催化還原等物理化學反應，生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成石膏。脫硫后的煙氣經過除霧器換熱器處理后，由煙囪排入大氣。但是該法缺點是基建投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等，該工藝所產生的脫硫廢渣成分復雜，給處理帶來了很大難度，截止到2010年，煙氣脫硫廢渣達到了4200萬噸，造成了二次污染，對生態環境有很大危害，不過隨著科學技術的發展，脫硫廢渣應用到建筑行業，這一問題也得到了逐步解決，該法由于其大型化技術技術成熟，容量可大可小等優勢，將來仍然是煙氣脫硫的主導工藝技術。

2.3 微生物脫硫技術

微生物脫硫技術就是有氧條件下，通過脫硫細菌的間接氧化作用來降解來自煤炭等無機化石燃料燃燒過程中產生的二氧化硫等有害氣體。該方法與傳統的煙氣脫硫方法相比，具有常溫常壓操作、工藝簡單、運行費用低、脫硫效率高、系統穩定性好、無二次污染等優勢在，因此目前被廣泛研究中，成為治理工業煙氣污染中最具有研究意義和發展前景的方法。微生物脫硫技術通過生物細菌的吸收，還原和氧化作用將二氧化硫變成單質硫從系統中除去。具體過程如下：通過脫硫菌溶液作循環吸收液在吸收塔內將二氧化硫溶解于水并轉化為硫酸鹽，亞硫酸鹽等，再利用硫酸鹽還原菌將其還原為硫化物，然后再利用無色硫化菌或光合細菌將硫化物氧化為單質硫，最后將單質硫從系統中去除。但是，由于單純的功能菌在工業放大有技術上的壁壘及微生物脫硫工藝與設備的研發比較滯后等原因，目前該技術仍處于初始研究階段，工業化程度并不高。

2.4 電子束照射法

電子束照射法是一種較新的脫硫技術，其原理是煙氣通過電子束照射，使其中的水分，氮氣，氧氣發生輻射反應，產生大量活性物質，這些物質把二氧化硫氧化成硫酸，最后和氨氣反應生成硫酸銨。該法操作簡單，脫硫率高，產物能夠作為肥料而不產生廢物，而且設備簡單，適用性比較廣泛，但是該方法用電量比較大，且電子槍的輻射作用對人體有害，需要添置防輻射設施，從而導致運行和維護的費用較高。

3 總結

目前工業化的脫硫技術在使用過程中取得了一定的經濟，社會和環保效益，但還存投資和運行費用高，脫硫效率低，脫硫劑利用率低，二次污染等難題。隨著科學技術的不斷發展，電子束脫硫和生物脫硫等一系列高新、適用性強的脫硫技術將會脫穎而出，取代傳統的脫硫方法。隨著科技的發展，我們要拓展知識面，注重學科之間的交叉應用，開發新型的煙氣脫硫技術，以期達到最優的經濟效果、環保效果和社會效果。

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