煙氣脫硫的技術現狀

趙成浩

摘 要：本文主要對我國目前工業上使用的干法、濕法以及其他的煙氣脫硫技術的應用現狀進行了綜述。也對我國其他煙氣脫硫技術以及新開發的具有前景的煙氣脫硫的試驗、應用情況做了簡要的介紹，并對我國煙氣脫硫技術今后的發展提出了一些看法和方向。

關鍵詞：煙氣脫硫；硫污染；脫硫技術

近幾十年來，SO2和煙塵污染已經開始危害整個生態系統及建筑物等，已經成為了制約我國經濟發展的一個重要環境因素。為了解決這一突出性的問題，世界各國都開始脫硫技術的研究。

一、濕式石灰石-石膏法

此種工藝是用石灰石作為脫硫吸收劑，將石灰石磨成粉狀后加水混合攪拌制成漿液，然后由泵將漿液送入煙氣吸收塔漿池。從除塵器出來的煙氣首先經過氣-氣熱交換器進行降溫，然后進入FGD（Flue Gas Desulfurization）吸收塔，在吸收塔里SO2直接和漿液接觸并被吸收，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣發生化學反應生成石膏，從而將SO2脫除。脫硫后的煙氣經除霧器后，除去攜帶的細小液滴，再經過煙氣再熱器加熱后經由煙囪排放。脫硫產物石膏漿液從塔中被排漿泵抽出，經脫水裝置脫水后加工成建材產品或棄于灰場[1]。

其優點主要包括其由于吸收漿液的循環利用，脫硫吸收劑的利用率高，脫硫效率可達到95%以上，以及其成熟的技術工藝，運行穩定性較高，而且其吸收劑價格低，來源比較廣泛，所需要的石灰石在我國大部分地區均有分布。但是其也存在明顯的缺點，即占地面積較大，所需要的一次性建設投資也比較多，而且他在吸收硫化物的同時，產生了新的污染，即硫化石膏副產品。脫硫石膏危害很大，其質地松散；陽光暴曬后，脫硫石膏發出惡劣氣味；堆積成堆的脫硫石膏在下雨天可能會伴隨雨量的增大而倒塌，威脅道路及周圍村莊，雨后的脫硫石膏會滲入地表，污染水源，進入食物鏈。所以，此種脫硫工藝還有很多需要完善和改進的地方，但目前看來，仍是我國主要的脫硫手段之一。

二、噴霧干燥法

本工藝是以石灰作為脫硫吸收劑，將石灰加水消化從而制成消石灰乳，再由泵打入到吸收塔內的霧化裝置，從而將石灰乳霧化成細小的液滴，再與煙氣混合，使之與SO2發生化學反應產生CaSO3，這樣就將煙氣中的SO2脫除。同時，由于石灰所帶入的水分迅速蒸發，使得煙氣溫度降低，所得產物和未被利用的石灰以顆粒物形態隨煙氣而出，進入除塵器。脫硫后的煙氣再經過除塵器的除塵后排放。通常情況下，為了提高石灰的利用率，一般是將在除塵器中收集的產物重新加入到制漿系統中，進行循環利用，到達理想的效果[2]。

這種工藝優點頗多，例如其技術工藝相對成熟、系統相對可靠、工藝流程相對簡單，并且脫硫率可達85%，美國及西歐的部分國家采用這種工藝，大約占所有脫硫工藝的8%。其缺點是雖然脫硫之后產生的灰渣也可用于制磚、修路，但大部分被拋棄或回填廢舊礦坑，也會造成土地浪費及二次污染的情況。

三、鈉鈣雙堿法

這種工藝是以NaOH水溶液吸收煙氣中SO2生成Na2SO3為原理，再用石灰乳漿液，即Ca（OH）2漿液使Na2SO3再生為NaOH，再生后混合液經固液分離得到富含NaOH的清液，再打至脫硫塔中循環使用。因鈉鈣雙堿法的吸收過程是用NaOH溶液進行，循環泵、吸收塔以及吸收相關管道的結構腐蝕程度相對較低。并且，因與溶液反應迅速，使吸收過程容易進行，脫硫效率可達95%以上，液氣比較低，吸收區的占地面積小，投資也相對較低，這些優點使得該方案已在許多小型熱電廠使用[3]。

但其也存在一定缺點，因排出的產物渣漿難以找到合適的利用途徑而只能拋棄，這也使有些工程為簡化系統而不進行副產物脫水，直接以渣漿的形態用泵打入渣場分區存放，所以導致了二次污染。

四、氨水洗滌法

氨法脫硫工藝是以氨水為吸收劑，其生成副產物為硫酸銨化肥。工藝流程大致為，煙氣由鍋爐排出，經換熱器冷卻到90～100℃，再進入預洗滌器，洗滌掉HCL和HF，再經過液滴分離器吸收水滴后進入前置洗滌器，從塔頂噴出的氨水洗滌煙氣，吸收SO2將其除去，洗滌后的煙氣經排出后，經液滴分離器進行千燥，進入脫硫洗滌器進一步凈化，通過洗滌塔頂的除霧器消除霧水，經換熱器加熱后從煙囪中排出[4]。

在這個過程中所產生的濃度30%左右的亞硫酸銨溶液可以經化肥廠處理生成化肥，或者將溶液濃縮蒸發成固態化肥，也可以直接作為液體肥料。我國氨法脫硫技術更多應用于化工領域，在磷肥、硫酸等行業，氨法脫硫裝置已多達上百套。其優點主要是吸收是氣一液或氣一氣復相反應，反應快，吸收劑利用率高，脫硫效率高。相對于鈣基脫硫工藝，設備體積小、系統簡單、能耗相對較低。脫硫副產品硫酸銨是常用的化肥，副產品的銷售收入能大幅度降低運行成本。

上面簡述了幾種目前應用較多的脫硫技術工藝。目前，濕式石灰石-石膏法脫硫技術仍是我國應用最為廣泛的脫硫技術，其應用早，具有技術成熟，脫硫效率高，運行可靠等優點，但是由于其投資大，系統復雜以及副產物銷路不暢等原因，其暴露的缺點日益增多。所以，濕法煙氣脫硫中的氨法煙氣脫硫由于無二次污染物產生，副產品可作為肥料等優點，可考慮在有條件的地方推廣使用。我國在60年代初期就著手于煙氣脫硫技術的研究，除了目前應用較多的脫硫技術外，還有多種其他的脫硫工藝，但由于技術、經濟等多方面的原因，大多未能在大型工業裝置中推廣使用。總之，煙氣脫硫在環境保護中愈發重要，而我國的脫硫技術目前還有很多需要完善的地方，今后應大力開展符合我國國情、不產生二次污染、副產品可資源化的脫硫技術研究，為改善我國的環境質量作貢獻。

參考文獻

[1]李青.燃煤電廠二氧化硫污染與治理[J].山東電力技術，2002，（1）.

[2]鐘秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術及工程實例[M].北京：化學工業出版社，2002.

[3]劉宗豪.國內SO2污染現狀及治理技術[J].遼寧城鄉環境科技，2003，23（1）.

[4]韓宇.煙氣脫硫新工藝研究進展[J].節能與環保，2005，（2）.

（作者單位：鄭州大學化工與能源學院）