脫硫技術(shù)的發(fā)展與研究現(xiàn)狀

楊雪梅 國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和社會財富的積累，國家對環(huán)保的要求日趨嚴格，特別是水泥、鋼鐵行業(yè)等污染物排放大戶，其環(huán)保形勢更加嚴峻。根據(jù)2014 年7 月，國家發(fā)改委、環(huán)保部及國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《煤電節(jié)能減排升級改造行動計劃》中明確要求東部11 省市新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值“50355”，中部 8 省市（含山西）新建機組原則接近或達到超凈排放限值，鼓勵西部地區(qū)接近或達到超凈排放限值。這就意味著燃煤電廠未來二氧化硫排放濃度需要達到35mg/Nm3的濃度限值[1]。燃燒后脫硫是目前技術(shù)最成熟、應用最廣泛、脫硫效率最高的控制手段。本文對現(xiàn)有的脫硫技術(shù)進行了歸類。

一、氨法脫硫

蔣和興[2]提供了一種雙氧化氨法脫硫裝置，通過設(shè)置煙氣熱交換裝置，將原煙氣先經(jīng)該裝置與由脫硫塔排出的煙氣進行熱交換處理，使得原煙氣的溫度降低，從而降低對預洗塔制造工藝要求，節(jié)約成本，同時提高由煙囪排出的煙氣溫度，降低對煙囪的腐蝕，延長煙囪的使用壽命。

二、半干法脫硫

韓飆等[3]提出了一種半干法脫硫及除塵系統(tǒng)，利用半干法脫硫反應塔進行煙氣脫硫，并利用設(shè)置在半干法脫硫反應塔之后的復合除塵器進行煙氣除塵，包括半干法脫硫反應塔、復合除塵器和引風機；一方面可以提高煙氣除塵效果，另一方面可以保持排出煙氣的溫度，無須安裝煙氣換熱器等輔助設(shè)備，可以有效提高系統(tǒng)運行效率。

三、干法脫硫

對此，潘敏等[4]提出一種用于水泥行業(yè)干法脫硫脫硝副產(chǎn)物的處置系統(tǒng)，通過在活性焦爐反應塔的出氣口和水泥窯分解爐的三次風管之間建設(shè)的氣體輸送管，將活性焦再生過程中產(chǎn)生的含SO2再生氣返回水泥窯分解爐，生成水泥的組成成分硫酸鈣，無須附加其他副產(chǎn)物處置裝置，大幅度降低煙氣處置成本，拓寬了活性焦干法協(xié)同處置工藝在水泥行業(yè)煙氣處置中的應用；利用活性焦反應塔再生氣中含有活性焦脫硝過程中吸附的少量氨氣，將再生氣返回水泥窯分解爐中，作為SNCR 脫硝工藝補充氨源，避免了氨的逃逸，減少了氨氣的消耗；利用振動篩與水泥窯分解爐之間設(shè)置的輸料管，將活性焦運行過程中磨損產(chǎn)生的焦炭粉作為水泥窯分解爐的補充燃料輸送至分解爐，實現(xiàn)焦炭粉的綜合利用，且焦炭粉在分解爐中燃燒后的灰渣進入水泥熟料中，實現(xiàn)了焦炭粉吸附的重金屬的無害化處理。

四、電子束干法脫硫

利用電子束干法脫硫、氮氧化物是將溫度為150 攝氏度的排放氣體冷卻到70 攝氏度左右，根據(jù)氣體中二氧化硫及氮氧化物的濃度確定加入微量的氨量，然后將含有氨的混合氣體送入反應器。經(jīng)電子束照射，排氣中的SO2和NOx受電子束強烈氧化，在極短時間內(nèi)被氧化成硫酸和硝酸，這些酸與其周圍的氨反應生成（NH4）2SO4和NH4NO3的細微顆粒。電子束的電子數(shù)量對SO2和NOx的氧化反應起到非常大的作用，但是僅靠電子槍的發(fā)射數(shù)量不能很好的滿足氧化反應的需要。為了增大電子束的電子數(shù)量，更有效的氧化SO2和NOx，從而去除硫及氮氧化物，魏勝非[5]提出了互垂電子束反射諧振雪崩除硫硝系統(tǒng)，通過在反射壁涂有銻銫堿性金屬，使得電子槍發(fā)射出電子通過照射窗進入反應器，一部分電子同SO2和NOx分子相遇，對其進行氧化，另一部分電子束射到上反射壁，一個電子將激發(fā)出二個電子，激發(fā)后的電子絕大部分將射向下反射壁，再次由一個電子激發(fā)出二個電子，電子的數(shù)目將是電子槍發(fā)射出電子的二的二次方倍增加，即雪崩效應。由下反射壁產(chǎn)生的電子束在主負極板和主負極板的靜電場的作用下將加速射向主負極板，在反應器內(nèi)將再次同SO2和NOx分子相遇，對其進行氧化；從而完成了去除硫及氮氧化物，并且吸附了處理過程中所產(chǎn)生的細微顆粒。

五、摻混脫硫劑脫硫

薛斌[6]提出了一種熄焦放散氣脫硫除塵工藝，將干熄焦放散氣在進入反應分離器之前，摻混脫硫劑，隨后從進口以切線方向水平進入反應分離器中部的導流管，在殼體內(nèi)向下旋轉(zhuǎn)，觸到粉料后 向上旋轉(zhuǎn)，再從切線方向水平進入旋流器進口，在旋流管分離錐內(nèi)向下旋轉(zhuǎn)，達到分離錐底部后形成向上旋轉(zhuǎn)氣芯，從旋流管尾氣出口排出進入尾氣匯集區(qū)，最后由尾氣出口排出，粉塵由旋流管尾管排出進入下部料倉；放散氣在殼體內(nèi)向下和向上及在旋流管內(nèi)向上和向下的旋轉(zhuǎn)過程中，脫硫劑與SO2充分接觸發(fā)生反應，將SO2從放散氣中脫除，同時在超重力的離心力作用下，把粉塵與放散氣中分離出來。

六、結(jié)論

煙氣脫硫發(fā)展至今，已經(jīng)衍生出多種脫硫技術(shù)，脫硫技術(shù)的優(yōu)劣將直接影響生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟指標要求，這是經(jīng)過全國化工企業(yè)生產(chǎn)企業(yè)多年的實踐，早已被證明了的一個現(xiàn)實問題?；て髽I(yè)為了在激烈的市場競爭中謀求生存與發(fā)展，需結(jié)合自身的生產(chǎn)工況來選擇合適的脫硫技術(shù)與工藝，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。