煙氣脫硫的技術(shù)現(xiàn)狀

趙成浩

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

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；硫污染；脫硫技術(shù)

近幾十年來，SO2和煙塵污染已經(jīng)開始危害整個生態(tài)系統(tǒng)及建筑物等，已經(jīng)成為了制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一個重要環(huán)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(shù)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(jīng)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成石膏，從而將SO2脫除。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器后，除去攜帶的細小液滴，再經(jīng)過煙氣再熱器加熱后經(jīng)由煙囪排放。脫硫產(chǎn)物石膏漿液從塔中被排漿泵抽出，經(jīng)脫水裝置脫水后加工成建材產(chǎn)品或棄于灰場[1]。

其優(yōu)點主要包括其由于吸收漿液的循環(huán)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(shù)工藝，運行穩(wěn)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(qū)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(shè)投資也比較多，而且他在吸收硫化物的同時，產(chǎn)生了新的污染，即硫化石膏副產(chǎn)品。脫硫石膏危害很大，其質(zhì)地松散；陽光暴曬后，脫硫石膏發(fā)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(nèi)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)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(fā)，使得煙氣溫度降低，所得產(chǎn)物和未被利用的石灰以顆粒物形態(tài)隨煙氣而出，進入除塵器。脫硫后的煙氣再經(jīng)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(chǎn)物重新加入到制漿系統(tǒng)中，進行循環(huán)利用，到達理想的效果[2]。

這種工藝優(yōu)點頗多，例如其技術(shù)工藝相對成熟、系統(tǒng)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(chǎn)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(jīng)固液分離得到富含NaOH的清液，再打至脫硫塔中循環(huán)使用。因鈉鈣雙堿法的吸收過程是用NaOH溶液進行，循環(huán)泵、吸收塔以及吸收相關(guān)管道的結(jié)構(gòu)腐蝕程度相對較低。并且，因與溶液反應(yīng)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(qū)的占地面積小，投資也相對較低，這些優(yōu)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(chǎn)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(tǒng)而不進行副產(chǎn)物脫水，直接以渣漿的形態(tài)用泵打入渣場分區(qū)存放，所以導(dǎo)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(chǎn)物為硫酸銨化肥。工藝流程大致為，煙氣由鍋爐排出，經(jīng)換熱器冷卻到90～100℃，再進入預(yù)洗滌器，洗滌掉HCL和HF，再經(jīng)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(jīng)排出后，經(jīng)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?shù)某F器消除霧水，經(jīng)換熱器加熱后從煙囪中排出[4]。

在這個過程中所產(chǎn)生的濃度30%左右的亞硫酸銨溶液可以經(jīng)化肥廠處理生成化肥，或者將溶液濃縮蒸發(fā)成固態(tài)化肥，也可以直接作為液體肥料。我國氨法脫硫技術(shù)更多應(yīng)用于化工領(lǐng)域，在磷肥、硫酸等行業(yè)，氨法脫硫裝置已多達上百套。其優(yōu)點主要是吸收是氣一液或氣一氣復(fù)相反應(yīng)，反應(yīng)快，吸收劑利用率高，脫硫效率高。相對于鈣基脫硫工藝，設(shè)備體積小、系統(tǒng)簡單、能耗相對較低。脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是常用的化肥，副產(chǎn)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(yīng)用較多的脫硫技術(shù)工藝。目前，濕式石灰石-石膏法脫硫技術(shù)仍是我國應(yīng)用最為廣泛的脫硫技術(shù)，其應(yīng)用早，具有技術(shù)成熟，脫硫效率高，運行可靠等優(yōu)點，但是由于其投資大，系統(tǒng)復(fù)雜以及副產(chǎn)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(chǎn)生，副產(chǎn)品可作為肥料等優(yōu)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(shù)的研究，除了目前應(yīng)用較多的脫硫技術(shù)外，還有多種其他的脫硫工藝，但由于技術(shù)、經(jīng)濟等多方面的原因，大多未能在大型工業(yè)裝置中推廣使用?？傊?，煙氣脫硫在環(huán)境保護中愈發(fā)重要，而我國的脫硫技術(shù)目前還有很多需要完善的地方，今后應(yīng)大力開展符合我國國情、不產(chǎn)生二次污染、副產(chǎn)品可資源化的脫硫技術(shù)研究，為改善我國的環(huán)境質(zhì)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(shù)，2002，（1）.

[2]鐘秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3]劉宗豪.國內(nèi)SO2污染現(xiàn)狀及治理技術(shù)[J].遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技，2003，23（1）.

[4]韓宇.煙氣脫硫新工藝研究進展[J].節(jié)能與環(huán)保，2005，（2）.

（作者單位：鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院）