工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與比較

滿杰++孟祥鵬++王立

摘 要：介紹了國內(nèi)外新研究的煙氣脫硫技術(shù)，并指出了煙氣脫硫技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；二氧化硫；現(xiàn)狀

1 前言

以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致二氧化硫的超標(biāo)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(dá)到了2000多萬t，嚴(yán)重污染大氣環(huán)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(jīng)濟(jì)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(jī)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(shù)的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究顯得尤為重要。

2 脫硫技術(shù)及其比較

煙氣脫硫技術(shù)是控制二氧化硫污染的主要技術(shù)和手段。通過國內(nèi)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(shù)取得了突破性的進(jìn)展。目前，脫硫方法有上百種，但由于生產(chǎn)技術(shù)成熟度及原材料成本等因素的制約，現(xiàn)在技術(shù)上成熟且廣泛應(yīng)用的也就十幾種。現(xiàn)就目前國內(nèi)外新研究的煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 廢堿液脫硫技術(shù)

廢堿液脫硫技術(shù)主要是利用堿性的造紙或印染的副產(chǎn)物，與鍋爐中的SO2進(jìn)行中和反應(yīng)，生成中性的鹽，對其中的鹽進(jìn)行沉淀與打澇，中性的廢液再進(jìn)行后處理或直接排放。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面：投資成本低，工藝系統(tǒng)流程短、設(shè)備少，自動化程度要求低； 運(yùn)行成本低，所采用的廢堿液，無需成本；廢堿液中，含強(qiáng)堿成份較多 ，故脫硫效果較好。主要存在的缺點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定性差、廢堿液成份復(fù)雜；生成的鹽，分離較困難 ；很少有達(dá)到預(yù)期效果的廠家。

2.2 石灰石脫硫技術(shù)

石灰石-石膏脫硫工藝由于原材料廉價(jià)易得，設(shè)備簡單且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，是目前世界上一些發(fā)達(dá)國家如日本、德國、美國的大機(jī)組火電廠通行的煙氣脫硫工藝。 該技術(shù)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(jìn)入吸收塔后與石灰石漿液充分接觸混合，進(jìn)行吸收、吸附、催化氧化和催化還原等物理化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器換熱器處理后，由煙囪排入大氣。但是該法缺點(diǎn)是基建投資費(fèi)用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等，該工藝所產(chǎn)生的脫硫廢渣成分復(fù)雜，給處理帶來了很大難度，截止到2010年，煙氣脫硫廢渣達(dá)到了4200萬噸，造成了二次污染，對生態(tài)環(huán)境有很大危害，不過隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脫硫廢渣應(yīng)用到建筑行業(yè)，這一問題也得到了逐步解決，該法由于其大型化技術(shù)技術(shù)成熟，容量可大可小等優(yōu)勢，將來仍然是煙氣脫硫的主導(dǎo)工藝技術(shù)。

2.3 微生物脫硫技術(shù)

微生物脫硫技術(shù)就是有氧條件下，通過脫硫細(xì)菌的間接氧化作用來降解來自煤炭等無機(jī)化石燃料燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫等有害氣體。該方法與傳統(tǒng)的煙氣脫硫方法相比，具有常溫常壓操作、工藝簡單、運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、無二次污染等優(yōu)勢在，因此目前被廣泛研究中，成為治理工業(yè)煙氣污染中最具有研究意義和發(fā)展前景的方法。微生物脫硫技術(shù)通過生物細(xì)菌的吸收，還原和氧化作用將二氧化硫變成單質(zhì)硫從系統(tǒng)中除去。具體過程如下：通過脫硫菌溶液作循環(huán)吸收液在吸收塔內(nèi)將二氧化硫溶解于水并轉(zhuǎn)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(xì)菌將硫化物氧化為單質(zhì)硫，最后將單質(zhì)硫從系統(tǒng)中去除。但是，由于單純的功能菌在工業(yè)放大有技術(shù)上的壁壘及微生物脫硫工藝與設(shè)備的研發(fā)比較滯后等原因，目前該技術(shù)仍處于初始研究階段，工業(yè)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(shù)，其原理是煙氣通過電子束照射，使其中的水分，氮?dú)?，氧氣發(fā)生輻射反應(yīng)，產(chǎn)生大量活性物質(zhì)，這些物質(zhì)把二氧化硫氧化成硫酸，最后和氨氣反應(yīng)生成硫酸銨。該法操作簡單，脫硫率高，產(chǎn)物能夠作為肥料而不產(chǎn)生廢物，而且設(shè)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(shè)施，從而導(dǎo)致運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用較高。

3 總結(jié)

目前工業(yè)化的脫硫技術(shù)在使用過程中取得了一定的經(jīng)濟(jì)，社會和環(huán)保效益，但還存投資和運(yùn)行費(fèi)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫和生物脫硫等一系列高新、適用性強(qiáng)的脫硫技術(shù)將會脫穎而出，取代傳統(tǒng)的脫硫方法。隨著科技的發(fā)展，我們要拓展知識面，注重學(xué)科之間的交叉應(yīng)用，開發(fā)新型的煙氣脫硫技術(shù)，以期達(dá)到最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效果、環(huán)保效果和社會效果。

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