淺談煙氣的脫硫關鍵技術

馬輝

摘 要：煙氣的脫硫技術對于環(huán)保和節(jié)能減排來說都有著重要的意義，本文通過我國煙氣的污染現(xiàn)狀分析，對煙氣脫硫的關鍵技術進行了探究，從干法和濕法兩種脫硫方式入手作出介紹，同時為脫硫新技術提出了展望。

關鍵詞：煙氣污染；脫硫技術；干法脫硫；濕法脫硫

1煙氣的污染現(xiàn)狀

我國的能源以燃煤為主，占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產(chǎn)生嚴重污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時在一定條件下還可破壞臭氧層以及產(chǎn)生光化學煙霧等，倫敦正是由于光化學煙霧的原因，整天被霧所籠罩著，所以才會有霧都之稱。總之燃煤產(chǎn)生的煙氣是造成中國生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源之一。

中國的能源消費占世界的8～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。中國煤炭一年的產(chǎn)量和消費高達12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，預計到2010年中國煤炭量將達18億噸，如果不采用控制措施，SO2的排放量將達到3300萬噸。據(jù)估算，每削減1萬噸SO2的費用大約在1億元左右，到2010年，要保持中國目前的SO2排放量，投資接近1千億元，如果想進一步降低排放量，投資將更大。各地對SO2的排放控制越來越嚴格，并且開始實行SO2排放收費制度。隨著人們環(huán)境意識的不斷增強，減少污染源、凈化大氣、保護人類生存環(huán)境的問題正在被億萬人們所關心和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當代科技研究的重要課題之一。因此控制SO2的排放量，既需要國家的合理規(guī)劃，更需要適合中國國情的低費用、低耗本的脫硫技術。

2煙氣脫硫的關鍵技術

石灰在許多空氣污染控制應用中起著關鍵作用，石灰用于從煙道氣中除去酸性氣體，特別是二氧化硫（SO2）和氯化氫（HCl）。石灰基技術也正在被評估用于去除汞。石灰比石灰石更具反應性，需要較少的資本設備。使用石灰洗滌器的SO2去除效率在發(fā)電廠中為95～99%。在城市廢物到能源工廠使用石灰的HCl去除效率為95～99%。清潔發(fā)電站煤燃燒煙氣的主要方法有兩種：干式洗滌和濕式洗滌，兩種方式都使用石灰。干洗也用于城市廢物能源廠和其他工業(yè)設施，主要用于鹽酸鹽控制。

2.1干式脫硫

在干式脫硫中，將石灰直接注入煙氣中以除去SO2和HCl。有兩種主要的方法，干式注射系統(tǒng)將干燥熟石灰注入煙道，噴霧干燥器將霧化的石灰漿注入單獨的容器中。噴霧干燥器通常形成為筒倉，具有圓柱形頂部和錐形底部，熱煙氣流入頂部。石灰漿通過霧化器噴射到靠近頂部的氣缸中，吸收SO2和HCl。石灰漿中的水然后被熱氣體蒸發(fā)，洗滌的煙道氣從圓柱形部分的底部流過水平管道。干燥的未反應的石灰及其反應產(chǎn)物的一部分落到錐體的底部并被除去。然后，煙道氣流到顆粒控制裝置以除去剩余的石灰和反應產(chǎn)物。干式注射和噴霧干燥器均可產(chǎn)生干燥的最終產(chǎn)品，收集在顆粒控制裝置中。在發(fā)電廠，干洗主要用于低硫燃料。在城市廢物處理廠，干洗可用于除去SO2和HCl。在其他工業(yè)設施中使用干洗來控制HCl，干洗方法近年來得到改善，具有優(yōu)異的去除效率。

2.2濕法脫硫

在濕法石灰洗滌中，將石灰加入到水中，并將所得漿液噴入煙道氣洗滌器中。在典型的系統(tǒng)中，待清潔的氣體進入圓柱狀塔的底部并向上流過石灰漿淋浴。二氧化硫被吸收到噴霧中，然后以硫酸亞鈣鹽的形式沉淀。亞硫酸鹽可以轉(zhuǎn)化為石膏，這是一種可銷售的副產(chǎn)物。濕法洗滌處理需要高效二氧化硫去除的高硫燃料和一些低硫燃料。濕法洗滌主要使用鎂強化石灰（含3～8%的氧化鎂），因為它提供高堿度以增加SO2去除能力并降低結垢潛力。

2.3石灰石效用評價

煙氣脫硫（FGD）系統(tǒng)的百分之九十以上使用石灰或石灰石。這一趨勢有可能繼續(xù)進入聯(lián)合國授權的燃煤電廠二氧化硫減排階段。2003年，國家石灰協(xié)會贊助了Sargent和Lundy的一項研究，以比較美國發(fā)電廠使用的主要石灰和石灰石FGD工藝的成本。該研究包括利用資本和運行維護成本要求開發(fā)概念設計，使用最新的流程性能標準。研究結果總結在兩個報告中：濕法煙氣脫硫技術評估和干煙氣脫硫技術評估。報告介紹了相對于試劑成本，輔助電力成本，煤硫含量，調(diào)度，資本成本和副產(chǎn)品生產(chǎn)（石膏和SO3氣溶膠緩釋化學品）的干法石灰石和石灰基工藝的競爭地位。

2.4去除HCl和Hg

HCl去除因為石灰也容易與其他酸性氣體如HCl反應，石灰洗滌用于控制市政和工業(yè)設施的HCl。例如，在城市廢物能源廠，干石灰洗滌用于控制排放量占總產(chǎn)能的70%（截至2008年）。使用石灰的HCl去除效率為95～99%。例如，在二級鋁廠，EPA認為石灰洗滌是HCl最大可實現(xiàn)的控制技術。EPA測試表明，除去效率大于99%。在我國正在評估用于控制汞排放的不同方法，正在評估的一種控制技術將熟石灰與活性炭結合起來。這種產(chǎn)品由95～97%的石灰和3～5%的活性炭組成，其他鈣基吸附劑也被評估為合并SO2和汞去除的成本效益替代品。

3結語

干法和濕法脫硫因其不同的特點而具有不同的使用范圍，在實際生產(chǎn)中，應當根據(jù)實際情況合理地進行脫硫方式的選擇，從而減少環(huán)境污染，降低能源的消耗，這對于我國火電廠的發(fā)展來說有著深遠的意義與價值。

參考文獻：

[1]張寶財.燒結煙氣脫硫工藝技術分析[J].當代化工研究，2016（09）.