常用脱硫技术

（一）湿法脱硫技术1）、石灰石-石膏湿法采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂。吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合，烟气中二氧化硫与吸收浆液中碳酸钙以及鼓入的氧化空气发生反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。吸收浆液可循环利用。工艺流程湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。工艺流程如下：烟气经降温后进入吸收塔，吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液与逆流方式洗涤，循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可是气体和液体得以充分接触，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，最终被空气氧化为石膏（CaSO4.2H2O）。经过净化处理的烟气经除雾器去除清洁烟气中携带的浆液后进入烟囱排向大气。同时按特定程序不时用工艺水对除雾器进行冲洗（两个目的：一、防止除雾器堵塞，二、作为补充水稳定吸收塔液位）。石灰石与二氧化硫反应生成的石膏通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱硫过程反应SO2+H2O→H2SO3吸收CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化CaSO3+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O结晶CaSO4+2H2O→CaSO4•2H2O结晶CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制烟气中的HCL、HF和CaCO3反应生成CaCl2和CaF2，吸收塔中pH值大小通过石灰石浆液进行调节与控制，pH值在5.5~6.2脱硫效率控制的主要方法1、控制吸收塔浆液的pH值（新石灰石浆液的投加）2、增加烟气在吸收塔内部的停留时间3、控制石膏晶体技术特点1、技术成熟，设备运行可靠性高；2、适用于任何含硫量的烟气脱硫；3、设备布置紧凑减少场地需求；4、吸收剂资源丰富，价廉易得；5、脱硫副产物便于综合利用，经济效益显著。2）、氨法采用氨水作为脱硫吸收剂，氨水溶液中的NH3和SO2反应。氨法脱硫工艺的不同，区别在于从吸收溶液中去除SO2的方法。根据反应过程和副产物不同可分为氨-硫酸铵法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。基本原理该工艺利用氨液吸收烟气中的SO2生成亚硫酸铵溶液，并在富氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，在经加热蒸发结晶析出硫酸铵，过滤干燥后得化肥产品。主要包括吸收过程、氧化过程和结晶过程。1、吸收过程2NH3+H2O+SO2→2(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3吸收过程中NH4HSO3逐渐增多，需要及时补充氨水维持吸收液浓度。2、氧化过程2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4结晶过程氧化后的(NH4)2SO4经加热蒸发，形成过饱和溶液，(NH4)2SO4从溶液中结晶析出，过滤干燥后得化肥产品硫酸铵。工艺流程工艺特点1、工艺流程短、占地面积小；2、回收的SO2和氨转化为硫酸铵可作为化肥；3、无废渣废液排放，不产生二次污染；4、吸收剂氨水价格高，脱硫系统设备腐蚀大。3）、海水法海水法脱硫工艺利用海水的天然碱性（氯化物、硫酸盐和可溶性碳酸盐）溶解和吸收烟气中的SO2，是一种无需添加任何化学物质，因而也几乎没有副产物排放的一种脱硫工艺。该工艺具有较高的脱硫效率和系统可用率。主要反应吸收塔：SO2（气态）+H2O→2H++SO32-曝气池：SO32-+1/2O2→SO42-；CO32-+H+→HCO3-;HCO3-+H+→H2CO3;H2CO3→H2O+CO2工艺流程海水脱硫工艺系统主要有海水输送系统、烟气系统、吸收系统、海水水质恢复系统、烟气及水质监测系统等组成。吸收系统的吸收塔和海水水质恢复系统的曝气池使该项技术的核心。烟气经过除尘冷却后进入脱硫吸收塔内，烟气中的SO2被喷淋出的海水吸收，净化后的烟气经除雾器、烟气换热器加热后排放。吸收SO2后的海水经曝气池处理，使其SO32-氧化成稳定的SO42-，并在海水的pH值和COD值达标后排放。工艺排放关键控制指标1、保持SO42-增加值在天然海水SO42-浓度的正常波动范围；2、pH值符合当地排放口水质要求；3、溶解氧DO要适于海洋生物；4、SO32-氧化率要保持较高水平，对海洋生物无害。技术特点1、工艺简单、设备投资费用低；2、不需任何添加剂；3、不存在副产物及废弃物，避免处理废弃物以及造成二次污染。4）、双碱法双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠（碳酸钠、亚硫酸钠）溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。反应方程式：吸收：2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3再生：Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+Na2SO3+1/2O2+2H2O→2NaOH+CaSO4·H2O脱硫工艺主要包括5个部分：双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，SO2吸收系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。工艺流程工艺特点1、用NaOH作为吸收剂脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；2、吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；3、钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；缺点是：NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术。5）、镁法主要包括氧化镁法和氢氧化镁法。氧化镁法是用MgO的浆液吸收烟气中的SO2，生成含水亚硫酸镁和少量的硫酸镁，然后将其脱水，干燥后加热，使其分解，得到MgO和SO2。再生的MgO可重新循环用于脱硫。氢氧化镁法是使用氢氧化镁作脱硫剂吸收二氧化硫，生成亚硫酸镁，并将其氧化为硫酸镁而排放的方法。镁法脱硫一种比较适合新老锅炉改造的脱硫方式，在部分地区特别是富产氧化镁的地区有着很好的市场前景。镁法脱硫工艺流程整个烟气脱硫系统主要分为六个子系统：吸收剂制备系统，烟气系统，SO2吸收系统，工艺水系统，电气仪表控制系统，副产品回收系统。与石灰石-石膏法烟气脱硫工艺相比，湿式镁法烟气脱硫工艺有以下特点：（1）氧化镁是碳酸镁煅烧后的产物，价格相对低廉，用氧化镁制成的产物是仅次于石灰的廉价碱；（2）氢氧化镁比碳酸钙与二氧化硫反应速度快，吸收率较高；（3）氧化镁法脱硫工艺的系统(包括吸收塔、循环浆量、工艺系统等)比石灰石/石膏法规模小，吸收剂用量少，设备占地面积小，投资费用相对较低；（4）镁法脱硫工艺具有运行稳定可靠，不易堵塞的特点；（5）在抛弃法中，其废水主要含MgSO3和MgSO4，经处理后可排放。副产品可回收利用，产生可观的经济效益。6）、氧化锌法氧化锌脱硫技术是将含ZnO的粉料加水或工艺中返回的脱硫渣的洗液配制成悬浮液，在吸收设备中与烟气中SO2反应，将烟气中的SO2主要以亚硫酸锌（还有亚硫酸氢锌、硫酸锌）的形式予以脱除。由于该法可将脱硫工艺与原有冶炼工艺紧密结合起来，氧化锌浆液可用锌精矿沸腾焙烧炉的旋风除尘器收集的烟尘配制，而所得SO2又可送去制硫酸，从而解决了吸收剂的来源和吸收产物的处理问题，因此，它特别适合锌冶炼企业的烟气脱硫。工艺原理1.吸收：ZnO+SO2+2.5H20→ZnS03·2.5H20ZnO+2S02+H20→Zn(HS03)2ZnS03+S02+H20→Zn(HS03)2Zn(HS03)2+Zn0+4H20→2ZnS03·2.5H202.再生吸收液经过滤后得到亚硫酸锌渣，可送往锌精矿沸腾炉进行热再生：ZnS03·2.5H20→Zn0+S02↑+2.5H20氧化锌法烟气脱硫其工艺分为以下步骤：1、吸收浆液配制从锌精矿沸腾焙烧炉排出，并从旋风除尘器中回收的氧化锌烟尘作为吸收剂。所收集到的氧化锌颗粒物经过滤器的滤液在制浆槽中配浆，送入循环槽，用泵送入吸收室。吸收液经过滤后得到亚硫酸锌渣，将其加热再生氧化锌并副产高浓度SO2。分解产生的高浓度SO2气体与锌精矿焙烧烟气混合，可提高焙烧烟气SO2浓度，并送往制酸系统制取硫酸；过滤后的亚硫酸锌渣也可用硫酸分解，副产高浓度SO2气体和硫酸锌。2、吸收从制酸系统来的含SO2尾气送入吸收室与吸收液进行接触吸收。由于采用料浆吸收，要求吸收器能防止结垢。当吸收浆液PH值降为4.5~5.0时，送入过滤器过滤，脱硫率可达95%。3、过滤吸收后浆液用过滤器过滤，滤液返回配浆槽。为避免循环吸收液中Zn2+浓度不断增加，要引出一部分滤液送往锌电解车间生产电解锌。4、再生将含水约30%的滤渣送入沸腾焙烧炉中与锌精矿一起加热焙烧，要求过滤后的滤渣含水量尽可能低（20%~30%)。否则，若滤渣含水量过高，送入沸腾焙烧炉进行热再生时会使炉温下降较多而影响锌的冶炼，导致锌烧渣的品位下降。优点1、投资少可利用工厂原有的一些生产设备（如硫酸锌净化、电解系统、锌精矿沸腾焙烧炉、SO2制酸系统等）作为脱硫副产品的回收设备，脱硫部分投资少。2、运行费用低用冶炼厂自己的中间产物——氧化锌烟灰脱硫，可省去脱硫剂费用支出（在其他脱硫法中脱硫剂费用占总运行费用的60%以上），只需吸收和过滤工序中的动力、维修、工资等费用。3、不产生二次污染烟灰中的锌和烟气中SO2以产品回收，不产生二次污染。（二）、干法脱硫技术1）、炉内喷钙主要由石灰供料系统、脱硫剂输送系统、气化系统组成。该工艺由两步固硫反应组成，第一步为炉内喷钙过程，即把干吸收剂直接喷到锅炉炉膛的气流中去，典型的吸收剂有石灰石粉，消石灰和白云石。吸收剂被炉膛内的热量燃烧形成具有活性的CaO粒子，这些粒子的表面与烟气中的SO2通过气固相反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。反应式：CaO+SO2+1/2O2→CaSO4第二步为烟气除尘，即用除尘设备如静电除尘器或布袋除尘器将第一步的反应产物和飞灰与烟气分离，烟气达标排放，获得的反应产物和飞灰可进一步综合利用。工艺缺点：1、吸收剂的类型、新生CaO的微孔结构、温度、时间等诸多参数影响着硫酸盐化反应过程。2、脱硫效率低，钙利用率低。2）、炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫炉内喷钙在静电除尘之前喷水增湿，可以使未反应的CaO活化，提高烟气脱硫总效率。又称为LIFAC工艺。工艺整体上可以分两个阶段，即炉内喷钙和炉后增湿活化（三）、半干法脱硫技术1）、喷雾干燥喷雾干燥脱硫是将生石灰制成消石灰浆液后喷入反应塔中，一方面与SO2发生反应，生成固体产物；另一方面吸收剂将烟气中的热量转递给吸收剂，市值不断干燥形成产物干粉，从而达到脱除二氧化硫目的的一种工艺。喷雾干燥工艺在反应塔内主要可分为四个阶段：1雾化，可采用旋转雾化轮雾化或高压喷嘴雾化；2吸收剂与烟气接触；3反应与干燥；4干态物质从烟气中分离。特点1、腐蚀性小，对设备防腐要求不高；2、耗水耗电量低；3、系统简单，运行费用低；4、副产物利用价值不高。