脱硫技术简介目前国内烟气污染形势严峻，SO2作为锅炉烟气的主要污染物之一，越来越受到国家及行业的重视。

1.SO2的危害SO2易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸，对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。

大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

并且SO2可溶于雨雪中形成酸雨，对动植物及建筑物造成危害。

2.SO2相关国家标准2.1 10t/h以上在用蒸汽锅炉和7MW以上在用热水锅炉2015年9月30日前执行GB 13271-2001中规定的排放限值，10t/h及以下在用蒸汽锅炉和7MW及以下在用热水锅炉2016年6月30日前执行GB 13271-2001中规定的排放限值。

2.2 10t/h以上在用蒸汽锅炉和7MW以上在用热水锅炉2015年10月1日起执行表1规定的大气污染物排放限值，10t/h及以下在用蒸汽锅炉和7MW及以下在用热水锅炉2016年7月1日起执行表1规定的大气污染物排放限值。

表1在用锅炉大气污染物排放浓度限值3注：(1)位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的燃煤锅炉执行该限值。

2.3自2014年7月1日起，新建锅炉执行表2规定的大气污染物排放限值。

表2新建锅炉大气污染物排放浓度限值单位：mg/m32.4重点地区锅炉执行表3规定的大气污染物特别排放限值。

执行大气污染物特别排放限值的地域范围、时间，由国务院环境保护主管部门或省级人民政府规定。

表3大气污染物特别排放限值单位：mg/m33.脱硫技术脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫（FGD）3类。

燃烧前脱硫：分物理脱硫和化学脱硫两种。

其优点是能同时除去灰分，减轻运输量，减轻窑炉的沾污和磨损，减少灰渣处理量，还可回收部分硫资源。

但煤的燃烧前的脱硫技术还存在着种种问题，得不到广泛应用。

炉内脱硫：是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。

应用较多的就是循环硫化床锅炉。

缺点：脱硫效率低，对锅炉受热面磨损大。

烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）主要是指从燃烧后的烟气中或者其他工业废气中除去硫氧化物的工艺技术。

根据在烟气脱硫技术中脱硫剂的以上对湿法、干法和半干法三类脱硫技术进行了简单的总体比较，接下来将会分别介绍几种这三类的具体脱硫方法并比较各自的优缺点。

3.1.湿法烟气脱硫技术(WFGD)（1）湿式石灰石/石灰-石膏法这种方法实质上就是喷雾干燥法脱硫的湿法，烟气经除尘后进入脱硫反应吸收塔，石灰石制成石灰浆液后用泵打入吸收塔，吸收塔结构和型式颇多，有单塔也有双塔，有空塔也有填料层塔。

不管哪种型式的反应塔，它都由吸收塔和塔底浆池两部分组成。

脱硫过程分别在吸收塔和浆池的溶液中完成，其反应式如下：SO2+H2O→H++HSO3-H++HSO3-+1/2O2→2H++SO42-CaCO3+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2浆池中形成的CaSO4·2H2O由专用泵抽至石膏制备系统，在石膏制备系统中经浓缩脱水至含水10%以下的石膏制品。

该脱硫方法技术比较成熟，生产运行安全可靠，脱硫率高达90%～95%。

为此，在国外烟气脱硫装置中占主导地位，一般在大型发电厂中使用。

但这种方法系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资大，脱硫后排烟温度低影响大气扩散，为此，系统中必须要安装加热烟气的气-气加热器。

副产品石膏质量不高，销售困难，抛弃和长期堆放又会产生二次污染。

石灰石膏法最大的缺点是系统复杂，设备投资大(占电站总投资15%～20%)，为此，必须简化系统和优化设备。

在简化系统方面，可采用除尘、吸收、氧化一体化的吸收塔、烟囱组合型吸收塔等，这些简化系统都是日本川崎重工和三菱重工开发的。

另一个庞大的设备是气-气加热器，如果排烟温度能达到80℃，或者吸收塔至烟道、烟囱材料允许低温排放，则可不设气-气加热器。

（2)氧化镁法氧化镁法在美国的烟气脱硫系统中也是较常用的一种方法。

烟气经过预处理后进入吸收塔,在塔内SO2与吸收液Mg(OH)2和MgSO3反应:Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2OMgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2其中Mg(HSO3)2还可以与Mg(OH)2反应:Mg(HSO3)2+Mg(OH)2→2MgSO3+2H2O在生产中常有少量MgSO3被氧化成MgSO4，MgSO3与MgSO4沉降下来时都呈水合结晶态,它们的晶体大而且容易分离,分离后再送入干燥器制取干燥的MgSO3/MgSO4,以便输送到再生工段,在再生工段,MgSO3在煅烧中经815.5℃高温分解,MgSO4则以碳为还原剂进行反应:MgSO3→MgO+SO2MgSO4+12C→MgO+SO2+12CO2从煅烧炉出来的SO2气体经除尘后送往制硫或制酸,再生的MgO与新增加的MgO一道,经加水熟化成氢氧化镁,循环送去吸收塔。

MgO法比较复杂,费用也比较高,但它却是有生命力的。

这主要是由于该法脱硫率较高(一般在90%以上),且无论是MgSO3还是MgSO4都有很大的溶解度,因此也就不存在如石灰/石灰石系统常见的结垢问题,终产物采用再生手段既节约了吸收剂又省去了废物处理的麻烦,因此这种方法在美国还是颇受青睐的。

（3）双碱法双碱法是由美国通用汽车公司开发的一种方法,在美国它也是一种主要的烟气脱硫技术。

它是利用钠碱吸收SO2、石灰处理和再生洗液,取碱法和石灰法二者的优点而避其不足,是在这两种脱硫技术改进的基础上发展起来的。

双碱法的操作过程分三段:吸收、再生和固体分离。

吸收常用的碱是NaOH和Na2CO3,反应如下:Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO22NaOH+SO2→Na2SO3+H2O美国再生过程中的第二种碱多用石灰,反应如下:Ca(OH)2+Na2SO3+H2O→2HaOH+CaSO3·H2O副反应:Ca(OH)2+Na2SO3+12O2+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2ONaOH可循环使用。

双碱法的优点在于生成固体的反应不在吸收塔中进行,这样避免了塔的堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用,同时提高了脱硫效率。

它的缺点是多了一道工序,增加了投资。

（4）海水烟气脱硫海水呈碱性,碱度1.2～2.5mmol/l,因而可用来吸收SO2达到脱硫的目的。

海水洗涤SO2发生如下反应:SO2+H2O→H2SO3H2SO3→H++HSO-3HSO-3→H++SO2-3生成的SO2-3使海水呈酸性,不能立即排入大海,应鼓风氧化后排入大海,即:SO2-3+1/2O2→SO2-4生成的2H+与海水中的碳酸盐发生下列反应:H++CO2-3→HCO-3HCO-3+H+→H2CO3→CO2↑+H2O产生的CO2也应驱赶尽,因此必须设曝气池,在SO2-3氧化和驱尽CO2并调整海水pH值达标后才能排入大海。

净化后的烟气再经气-气加热器加温后,由烟囱排出。

海水脱硫的优点颇多,吸收剂使用海水,因此没有吸收剂制备系统,吸收系统不结垢不堵塞,吸收后没有脱硫渣生成,这就不需要脱硫灰渣处理设施。

脱硫率可高达90%投资运行费用均较低。

因此,世界上一些沿海国家均用此法脱硫,其中以挪威和美国用得最多,我国深圳西部电厂应用此法脱硫,效果良好。

（5）柠檬酸钠法柠檬酸钠法是80年代初由华东化工学院开发,1984年在常州化工二厂实现了工业化。

一般认为用水溶液吸收SO2,吸收量取决于水溶液的pH值,pH值越大,吸收作用越强。

但SO2溶解后会形成亚硫酸根离子(HSO3-),降低了溶液pH值,限制了对SO2的吸收。

但采用宁檬酸钠溶液作吸收剂,由于该溶液是柠檬酸钠和柠檬酸形成的缓冲溶液能抑制pH值的降低,可吸收更多的SO2。

其吸收反应过程可用下列溶解和离解平衡式表示:SO2(g)℃SO2(l)SO2(l)+H2O℃H++HSO3-C i3-+H+℃HC i2-HC i2-+H+℃H2C i-H2C i-+H+℃H3C i式中C i表示柠檬酸根。

含SO2的烟气从吸收塔下部进入,与从塔顶进入的柠檬酸钠溶液逆流接触,烟气中的SO2被柠檬酸钠溶液吸收,脱除SO2的烟气从塔顶经烟囱排空,吸收了SO2的柠檬酸钠溶液由吸收塔底部排出,经加热器加热后进解析塔除SO2,解析出来的SO2气体经脱水、干燥后压缩成液体SO2进储罐,从解析塔底部来的柠檬酸钠溶液冷却后返回吸收塔重复使用。

柠檬酸钠法具有工艺和设备简单、占地面积小、操作方便、运转费用低、污染少等特点,但对进口烟气的含尘浓度有比较高的要求,比较适合于化工等行业的综合开发利用,在其它行业则要考虑解决硫酸的再利用问题,电站煤粉锅炉还要求有非常高的除尘效率。

（6)磷铵复合肥法这种脱硫方法是我国独创的,它是活性炭法的延伸。

整个过程如下，活性炭一级脱硫：2SO2+O2+H2O→H2SO4(浓度30%)磷灰石经酸处理获得10%浓度的H2PO4,加NH3得(NH4)2HPO4：Ca10(PO4)6F2+10H2SO4+20H2O→6H3PO4+2HF↑+10CaSO4·2H2O↓H3PO4+2NH3→(NH4)2HPO4用(NH4)2HPO4溶液进行第二级脱硫：(NH4)2HPO4+SO2+H2O→(NH4)2H2PO4+NH4HSO3通空气氧化并加NH3中和生成复合肥料磷酸氢二铵和硫铵：2(NH)4H2PO4+2NH4HSO3+O2+2NH3→2(NH4)H2PO4+2(NH4)2SO4经干燥成粒,就成为含N+P2O5在35%以上的磷铵复合肥料。

上述反应经两次脱硫后总脱硫率可达95%。

此项脱硫技术,在我国豆坝电厂中试处理5000m/h 烟气,运行可靠,效果良好。

此法回路中无堵塞现象,副产品复合肥料也有较好的销售市场但系统仍复杂,投资也比湿式石灰石膏法大。

3.2.干法烟气脱硫技术(DFGD)（1)电子束照射脱硫(ER)该法工艺由烟气冷却、加氨、电子束照射、粉体捕集四道工序组成，温度约为150℃左右的烟气经预除尘后再经冷却塔喷水冷却到60-70℃左右，在反应室前端根据烟气中的SO2及NO X的浓度调整加入氨的量，然后混合气体在反应器中经电子束照射，排气中的SO2和NO X受电子束强烈氧化，在很短时间内被氧化成硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）分子，并与周围的氨反应生成微细的粉粒（硫酸铵和硝酸铵的混合物），粉粒经集尘装置收集后，洁净的气体排入大气。

该工艺能同时脱硫脱硝，具有进一步满足我国对脱硝要求的潜力；系统简单，操作方便，过程易于控制，对烟气成分和烟气量的变化具有较好的适应性和跟踪性；副产品为硫铵和硝铵混合肥，对我国目前硫资源缺乏、每年要进口硫磺制造化肥的现状有一定吸引力。

但在是否存在二氧化硫污染物转移、脱硫后副产物捕集等问题上尚有待进一步讨论，另外厂耗电率也比较高。