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一、脱硫工艺

目前世界上烟气脱硫技术(FGD)有上百种，具有实用价值的工艺仅十几种，分别适应不同的场合和要求。一般分为干法、半干法和湿法三类。

干式烟气脱硫工艺始于80年代，与常规的湿法工艺相比投资费用较低、脱硫产物易处置、节省了除雾器和换热器安装和运行成本、设备不易腐蚀、不易发生结垢及堵塞。但其缺点更明显：吸收剂的利用率远低于湿法工艺、对含硫分高的煤种适应性很差、干灰与脱硫产物无法分开利用等。目前脱硫设备设计规程要求是大容量机组或设计煤种含硫量超过2%的机组优选湿法工艺，脱硫效率要求90%以上。

湿法脱硫为目前使用范围广的脱硫方法，占脱硫总量的80％以上。

湿法脱硫根据脱硫的原料不同又可分为石灰石／石灰法、氨法、钠碱法、双碱法、金属氧化物法等。其中石灰石／石灰法、氨法、钠碱法、双碱法以及金属氧化物中的氧化镁法使用较为普遍。



1、石灰石／石灰法



石灰石法采用200～300目大小的石灰石粉，将其制成石灰石浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统，由于石灰石活性较低，需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，来足够的脱硫效率，因此运行费用较高。石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰活性大大石灰石，可提高脱硫效率，石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。



2、钠碱法



钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO2，并可副产高浓度SO2气体或Na2SO3，它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于烟气S02浓度比较高的废气S02吸收处理。但也存在副产回收困难、投资较高、运行费用高等缺点。



3、氨法



氨法采用氨水作为SO2的吸收剂，SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨-酸法、氨-亚硫酸氨法和氨-硫酸氨法。氨法工艺具备30%的脱销效率，其他方法去除的很少。



目前双碱法主要以钠碱双碱法为主， 与湿式石灰石相比，有以下优点：



1、以钠碱作为吸收剂，系统不会生产沉淀特。

2、钙基脱硫渣在反应池中生成，大大减少了系统的结垢及设备的堵塞问题

3、钠基吸收液吸收SO2速度快，可以较小的液气比，达到较高的脱硫率。

4、脱硫除尘一体化，提高石灰的利用率。缺点：运行费用高，适合小机组。



⑴、DLWS脱硫



工艺以石灰石浆作为洗涤吸收剂，整个脱硫过程分为两个阶段进行，即上回路与下回路。两个阶段合成在一个吸收塔内。石灰石浆可单引入上下回路，烟气沿切线方向进入吸收塔下回路，被冷却到烟气饱和温度，同时部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷却的烟气进入吸收塔上回路的喷雾区，经充分洗涤，达到SO2的大吸收率，SO2转化为亚硫酸钙，经空气氧化后终吸收产物为硫酸钙晶体(石膏)浆液，含固量为15%。经脱水后，可根据应用要求形成商用石膏或抛弃型石膏。



DLWS工艺的特点是上下回路的PH值分别控制，上回路PH值(5.8-6.5)较高使SO2的去除率达到大，下回路的PH值(4-5)较低，使石灰石易于溶解，吸收剂利用率提高，成本降低。系统脱硫效率可达95%。



⑵、钠碱法脱硫工艺简介



钠-钙双碱法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用纯碱吸收SO2，石灰还原再生，再生后吸收剂循环使用，无废水排放。脱硫液用量大约为石膏法的1/5，节能效果显著。



在工艺、运行可靠和经济合理的原则下，为了大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便，设计了如附图一的工艺流程。

烟气经布袋除尘器或电除尘器除尘，再进入脱硫塔。烟气在导向板作用向上螺旋，并与脱硫液接触，将脱硫液雾化成直径0.1-1.0mm的液滴，形成良好的雾化吸收区。烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘。经脱硫后的烟气向上通过塔侧的出风口直接进入风机并由烟囱排放。



脱硫液采用外循环吸收方式。吸收了SO2的脱硫液流入再生池，与新来的石灰水进行再生反应，反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀，当一个沉淀再生池沉淀物集满时，浆液切换流入到另一个沉淀再生池，然后由人工清理这个再生池沉淀的沉渣，废渣晾干后外运处理。循环池内经再生和沉淀后的上液体由循环泵打入脱硫塔循环使用。



另外，由于渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子，故需在循环池内补充少量纯碱或废碱液。



化学反应原理：



基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。



在塔内吸收SO2

Na2CO3＋SO2＝Na2SO3＋CO2 （1）

2NaOH＋SO2＝Na2SO3+H2O （2）

Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3 （3）



以上三式视吸收液酸碱度不同而异，碱性较高时（PH＞9）以（2）式为主要反应；碱性稍为降低时以（1）式为主要反应；碱性到中性甚至酸性时（5＜PH＜9），则按（3）式反应。



用消石灰再生：
Ca（OH）2　＋Na2SO3＝2NaOH＋CaSO3
Ca（OH）2　＋2NaHSO3＝Na2SO3＋CaSO3• H2O＋1 H2O

在石灰浆液（石灰达到达饱和状况）中，NaHSO3很快与Ca（OH）2


反应从而释放出［Na＋］，［SO32-］与［Ca2＋］反应，反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使［Na＋］得到再生。Na2CO3只是一种启动碱，起动后实际上消耗的是石灰，理论上不消耗纯碱（只是清渣时会带也一些，因而有少量损耗）再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。