第08章 硫氧化物的污染控制

1第八章硫氧化物的污染控制1.硫循環(huán)及硫排放2.燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝(自學(xué)）3.燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展4.燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)2硫氧化物的污染－關(guān)注熱點(diǎn)早期局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高近100年來(lái)二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降最近二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細(xì)粒子3硫循環(huán)與硫排放4硫循環(huán)與硫排放人類使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃燒時(shí)，其中的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO25硫循環(huán)與硫排放我國(guó)SO2排放的年際變化6國(guó)外防治SO2污染的方法主要有：清潔生產(chǎn)工藝、采用低硫燃料、燃料脫硫、燃料固硫及煙氣脫硫等。其中，煙氣脫硫居主要地位。含硫的礦物燃料（主要是煤），燃燒后產(chǎn)生的SO2煙氣排出，其中SO2含量達(dá)到3.5%以上，便可以采用一般接觸法，制H2SO4的流程進(jìn)行反應(yīng)，既可控制SO2對(duì)大氣的污染，又可回收硫磺，這里著重討論的是低濃度（含量在3.5%以下）SO2的控制和回收技術(shù)，即所謂煙道脫硫HGP(HueGasDesulfurization)流程，亦有書(shū)將排煙中去除SO2的技術(shù)簡(jiǎn)稱“排煙脫硫”（FlueGasDesulfurization)。目前煙氣脫硫方法有一百多種，可用于工業(yè)上的僅有十幾種。按是否回收煙氣中硫?yàn)橛杏梦镔|(zhì)分，煙氣脫硫有回收法和拋棄法二類。按完成脫硫后的直接產(chǎn)物是否為溶液或漿液分，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法三類。按脫硫原理劃分：吸收法、吸附法、催化轉(zhuǎn)化法煙氣脫硫的主要方法7用于工業(yè)裝置上的排煙脫硫應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：（1）工藝原理及流程應(yīng)簡(jiǎn)單，裝置緊湊，易于操作和管理；（2）具有較高的脫硫效率，能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)效果好，節(jié)省人力，占地面積小；（3）脫硫過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染物，回收產(chǎn)物應(yīng)無(wú)二次污染；（4）脫硫用的吸收劑價(jià)格便宜且又易獲得；（5）在工藝方法選擇上應(yīng)盡可能考慮到回收有用的硫資源。煙氣脫硫的主要方法8當(dāng)前全世界的主要脫硫方法9國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃專欄1：“十二五”環(huán)境保護(hù)主要指標(biāo)序號(hào)指

標(biāo)2010年2015年2015年比2010年增長(zhǎng)1化學(xué)需氧量排放總量（萬(wàn)噸）2551.72347.6-8%2氨氮排放總量（萬(wàn)噸）264.4238.0-10%3二氧化硫排放總量（萬(wàn)噸）2267.82086.4-8%4氮氧化物排放總量（萬(wàn)噸）2273.62046.2-10%

5地表水國(guó)控?cái)嗝媪英躅愃|(zhì)的比例（%）17.7<15-2.7個(gè)百分點(diǎn)七大水系國(guó)控?cái)嗝嫠|(zhì)好于Ⅲ類的比例（%）55>605個(gè)百分點(diǎn)6地級(jí)以上城市空氣質(zhì)量達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上的比例（%）72≥808個(gè)百分點(diǎn)“十二五”期間，空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)范圍由113個(gè)重點(diǎn)城市增加到333個(gè)全國(guó)地級(jí)以上城市，按照可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮的年均值測(cè)算，2010年地級(jí)以上城市空氣質(zhì)量達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上的比例為72%。

10持續(xù)推進(jìn)電力行業(yè)污染減排。新建燃煤機(jī)組要同步建設(shè)脫硫脫硝設(shè)施，未安裝脫硫設(shè)施的現(xiàn)役燃煤機(jī)組要加快淘汰或建設(shè)脫硫設(shè)施，煙氣脫硫設(shè)施要按照規(guī)定取消煙氣旁路。加快燃煤機(jī)組低氮燃燒技術(shù)改造和煙氣脫硝設(shè)施建設(shè)，單機(jī)容量30萬(wàn)千瓦以上（含）的燃煤機(jī)組要全部加裝脫硝設(shè)施。加強(qiáng)對(duì)脫硫脫硝設(shè)施運(yùn)行的監(jiān)管，對(duì)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的，要限期進(jìn)行改造。加快其他行業(yè)脫硫脫硝步伐。推進(jìn)鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放總量控制，全面實(shí)施燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫，新建燒結(jié)機(jī)應(yīng)配套建設(shè)脫硫脫硝設(shè)施。加強(qiáng)水泥、石油石化、煤化工等行業(yè)二氧化硫和氮氧化物治理。石油石化、有色、建材等行業(yè)的工業(yè)窯爐要進(jìn)行脫硫改造。新型干法水泥窯要進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造，新建水泥生產(chǎn)線要安裝效率不低于60%的脫硝設(shè)施。因地制宜開(kāi)展燃煤鍋爐煙氣治理，新建燃煤鍋爐要安裝脫硫脫硝設(shè)施，現(xiàn)有燃煤鍋爐要實(shí)施煙氣脫硫，東部地區(qū)的現(xiàn)有燃煤鍋爐還應(yīng)安裝低氮燃燒裝置。

加大二氧化硫和氮氧化物減排力度11實(shí)施多種大氣污染物綜合控制。深化顆粒物污染控制。加強(qiáng)工業(yè)煙粉塵控制，推進(jìn)燃煤電廠、水泥廠除塵設(shè)施改造，鋼鐵行業(yè)現(xiàn)役燒結(jié)（球團(tuán)）設(shè)備要全部采用高效除塵器，加強(qiáng)工藝過(guò)程除塵設(shè)施建設(shè)。20蒸噸（含）以上的燃煤鍋爐要安裝高效除塵器，鼓勵(lì)其他中小型燃煤工業(yè)鍋爐使用低灰分煤或清潔能源。加強(qiáng)施工工地、渣土運(yùn)輸及道路等揚(yáng)塵控制。加強(qiáng)揮發(fā)性有機(jī)污染物和有毒廢氣控制。加強(qiáng)石化行業(yè)生產(chǎn)、輸送和存儲(chǔ)過(guò)程揮發(fā)性有機(jī)污染物排放控制。鼓勵(lì)使用水性、低毒或低揮發(fā)性的有機(jī)溶劑，推進(jìn)精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)廢氣污染治理，加強(qiáng)有機(jī)廢氣回收利用。實(shí)施加油站、油庫(kù)和油罐車的油氣回收綜合治理工程。開(kāi)展揮發(fā)性有機(jī)污染物和有毒廢氣監(jiān)測(cè)，完善重點(diǎn)行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格污染源監(jiān)管，減少含汞、鉛和二口惡英等有毒有害廢氣排放。12推進(jìn)城市大氣污染防治。在大氣污染聯(lián)防聯(lián)控重點(diǎn)區(qū)域，建立區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，開(kāi)展多種污染物協(xié)同控制，實(shí)施區(qū)域大氣污染物特別排放限值，對(duì)火電、鋼鐵、有色、石化、建材、化工等行業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)防控。在京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等區(qū)域開(kāi)展臭氧、細(xì)顆粒物（PM2.5）等污染物監(jiān)測(cè)，開(kāi)展區(qū)域聯(lián)合執(zhí)法檢查，到2015年，上述區(qū)域復(fù)合型大氣污染得到控制，所有城市空氣環(huán)境質(zhì)量達(dá)到或好于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，酸雨、灰霾和光化學(xué)煙霧污染明顯減少。實(shí)施城市清潔空氣行動(dòng)，加強(qiáng)烏魯木齊等城市大氣污染防治。實(shí)行城市空氣質(zhì)量分級(jí)管理，尚未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的城市要制定并實(shí)施達(dá)標(biāo)方案。加強(qiáng)餐飲油煙污染控制和惡臭污染治理。

實(shí)施多種大氣污染物綜合控制。13*水力旋流分離器*真空皮帶脫水機(jī)及附屬設(shè)備*壓力霧化噴嘴*除霧器*回轉(zhuǎn)式和強(qiáng)制熱媒水循環(huán)式煙氣換熱器*攪拌設(shè)備*特大容量的脫硫干風(fēng)機(jī)*強(qiáng)制氧化用大流量高壓離心風(fēng)機(jī)*脫硫DCS系統(tǒng)控制軟件等。目前我國(guó)已具備條件開(kāi)發(fā)煙氣脫硫的設(shè)備有：（以濕式石灰石-石膏法工藝為例）14*大容量脫硫濕風(fēng)機(jī)*重要的檢測(cè)采樣一次元器件（包括進(jìn)、出口SO2檢測(cè)儀、煙塵檢測(cè)儀、漿液濃度計(jì)、漿液流量計(jì)等）及其控制系統(tǒng)*關(guān)鍵部位閥門(mén)*噴淋系統(tǒng)*除霧器*大容量循環(huán)漿泵*煙氣換熱器*真空皮帶脫水機(jī)等。

目前仍需進(jìn)口的設(shè)備有：15

濕式石灰石-石膏法是將石灰石粉制成漿液，在吸收裝置中將煙氣中的SO2脫除而副產(chǎn)石膏的方法。該方法是目前應(yīng)用最廣的一種煙氣脫硫（FGD）方法。脫硫率可達(dá)95%以上，運(yùn)行可靠，技術(shù)最為成熟，可適用于高、中、低硫煤。最大缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。煙氣脫硫工藝1.濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫1617濕式石灰石—石膏法工藝過(guò)程

吸收塔自下而上分為三個(gè)區(qū)：循環(huán)槽：漿液儲(chǔ)存器和反應(yīng)器，主要反應(yīng)：石灰石溶解、亞硫酸鹽氧化生成石膏。洗滌區(qū)（噴淋層）：布置有多層噴嘴，根據(jù)處理煙氣量決定開(kāi)啟層數(shù)。氣體區(qū)在噴淋層上部至吸收塔出口，中間裝有除霧器。18

系統(tǒng)包括以下4個(gè)主要工藝過(guò)程：*向循環(huán)槽中加入新鮮漿液；*吸收SO2并進(jìn)行反應(yīng)生成亞硫酸鈣；*亞硫酸鈣氧化生成石膏（二水硫酸鈣）；*從循環(huán)槽中分離出石膏。吸收塔中總的反應(yīng)式如下：

CaCO3+2SO2+H2O=Ca(HSO3)2+CO2

含CaCO3的漿液從吸收塔上部噴入，吸收煙氣中的SO2，生成Ca(HSO3)2并落入循環(huán)槽中，然后通過(guò)鼓入的空氣使Ca（HSO3）2氧化成CaSO4,結(jié)晶生成石膏：

Ca(HSO3)2+O2+CaCO3+3H2O=2CaSO4.2H2O+CO2

濕式石灰石—石膏法工藝過(guò)程

19

當(dāng)循環(huán)槽漿液中的石膏達(dá)到一定過(guò)飽和度時(shí)（約130%），抽出一部分送往石膏處理站，制成工業(yè)石膏。同時(shí)向循環(huán)槽中加入新鮮漿液，以保持吸收劑漿液的pH值。石膏漿液一級(jí)脫水（含水量達(dá)到40%）并用新鮮水沖洗真空皮帶脫水（含水率達(dá)到10%以下），以便進(jìn)一步利用。吸收后煙氣除霧器氣-氣換熱器升溫排入大氣。定期沖洗除霧器。沖洗水落入槽中，保持系統(tǒng)水平衡。濕式石灰石—石膏法工藝過(guò)程

20濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

SO2的吸收過(guò)程在濕式石灰石—石膏脫硫工藝中，漿液吸收SO2是一個(gè)氣液傳質(zhì)過(guò)程，分為4個(gè)階段：*氣態(tài)反應(yīng)物質(zhì)從氣相主體向氣-液界面的傳遞；*氣態(tài)反應(yīng)物穿過(guò)氣-液界面進(jìn)入液相并發(fā)生反應(yīng)；*液相中的CaCO3由液相主體向相界面附近的反應(yīng)區(qū)遷移；*反應(yīng)生成物從反應(yīng)區(qū)向液相主體的遷移。21用水吸收一般被認(rèn)為是物理吸收過(guò)程，過(guò)程的機(jī)理可用雙膜理論來(lái)分析。

氣液界面

SO2擴(kuò)散方向

氣相主體液相主體氣膜液膜

雙膜理論示意圖

根據(jù)雙膜理論，SO2以分子擴(kuò)散的方式通過(guò)氣膜和液膜，其傳遞阻力為兩膜阻力之和。研究發(fā)現(xiàn)，SO2在氣相中的擴(kuò)散常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液相擴(kuò)散常數(shù)，所以SO2傳遞的阻力主要集中在液膜。為了克服液膜阻力，使吸收過(guò)程能快速進(jìn)行，工程上采用了兩項(xiàng)措施：1.增加液氣比，并使之高度湍動(dòng)，同時(shí)使液滴的顆粒盡可能小，以增大氣-液傳質(zhì)面積；2.在吸收液中加入化學(xué)活性物質(zhì)，本工藝是加入了CaCO3。22SO2進(jìn)入液相，首先發(fā)生如下一系列反應(yīng)：

SO2+H2OH2SO3

H2SO3H++HSO3-

HSO3-H++SO32-

方程式表示的溶液成分與溶液的pH值有關(guān)。濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

23下圖表示了與pH值這種關(guān)系。

pH10

SO32-

存在區(qū)

5HSO3-存在區(qū)

SO2+H2O與

H2SO3

平衡區(qū)

只有當(dāng)pH值較高時(shí)，HSO3-的二級(jí)電離才會(huì)產(chǎn)生較高濃度的SO32-。以上反應(yīng)都是可逆反應(yīng)，要使SO2的吸收不斷進(jìn)行下去，就必須中和電離產(chǎn)生的H+，即降低吸收液的酸度。CaCO3的作用就是中和H+。當(dāng)吸收液中的吸收劑反應(yīng)完后，如果不添加新的吸收劑或添加量不足，吸收液的酸度將迅速提高，pH值將迅速下降，當(dāng)SO2溶解達(dá)到飽和后，SO2的吸收就告終止。

224

根據(jù)Miller等人的研究，HSO3-離子在pH值為4.5時(shí)氧化速率最大，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)漿液的pH值為5.4～5.8，此種情況下，HSO3-離子很難被氧化，為此，工藝上向循環(huán)槽中鼓入空氣，使HSO3-強(qiáng)制氧化成SO42-。更加大了SO2溶解的推動(dòng)力，從而使SO2不斷地由氣相轉(zhuǎn)移到液相。

HSO3－轉(zhuǎn)化成SO42-，并與Ca2+發(fā)生反應(yīng)，生成CaSO4，最后生成有用的石膏：

Ca2++SO42－+2H2O

CaSO4·2H2O↓如果生成粗顆粒結(jié)晶（約100μm）石膏，易于分離和脫水。石膏晶體如果是層狀、針狀或非常細(xì)的顆粒，不僅非常難脫水，而且還可能引起系統(tǒng)結(jié)垢。必須進(jìn)行控制。石膏的結(jié)晶濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

25石膏溶液的相對(duì)過(guò)飽和度σ

σ=（C-C*）/C*式中:σ——石膏溶液的相對(duì)過(guò)飽和度

C——溶液中石膏的實(shí)際濃度

C*——工藝條件下，石膏的平衡濃度。當(dāng)C＜C*時(shí)，溶液中不會(huì)有晶體析出；當(dāng)C>C*時(shí)，溶液中將首先出現(xiàn)晶種，并逐漸形成結(jié)晶。

濕式石灰石—石膏法工藝控制原理

26晶種生成和晶體增長(zhǎng)過(guò)程

27濕式石灰石—石膏法的主要設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)

吸收塔是濕式石灰石—石膏法的關(guān)鍵設(shè)備。早期：填料塔，但由于填料塔易堵塞。現(xiàn)在：空塔。傳統(tǒng)空塔氣速低、處理氣量小，因此各國(guó)都在提高空塔氣速上下功夫。這直接牽涉到設(shè)備投資的大小。國(guó)外最大的空塔氣速達(dá)4.5ms

主要設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)吸收塔:塔徑、塔高、噴嘴、除霧器漿液循環(huán)槽石膏制備系統(tǒng)水力旋流器、真空皮帶脫水機(jī)氣-氣換熱器

2829塔徑與空塔氣速、處理煙氣量的關(guān)系：

D＝√4Vsπu式中——塔徑，mVs——操作條件下氣體體積流量，Nm3su——混合氣體線速度，ms塔徑的確定30塔高的確定

塔高依吸收段的高度而定。吸收段的高度是高脫硫率的重要保證。

吸收段高度的確定原則是保證氣-液有充分的接觸時(shí)間，以保證吸收劑與SO2充分反應(yīng)。確定了吸收段高度之后，再考慮噴嘴布置、除霧器、塔底氣流分布、漿液循環(huán)槽等。最后確定塔高。塔體高度的確定還要考慮與配套系統(tǒng)的整體關(guān)系，以確定其水平標(biāo)高。31噴嘴的設(shè)計(jì)與選擇

噴嘴的設(shè)計(jì)要求：⑴.滿足吸收劑噴淋量;⑵.使噴出的液滴具有盡可能大的比表面積，以增大氣液的接觸面積，提高反應(yīng)活性和反應(yīng)速率。國(guó)內(nèi)外對(duì)用于空塔噴嘴的研究和使用上，大約有四個(gè)方向。⑴.噴嘴的結(jié)構(gòu)。⑵.噴嘴在塔內(nèi)的布置。⑶.噴射方向。⑷.噴射速度。32除霧器的設(shè)計(jì)與選擇

除霧器的類型：

重力沉降、慣性碰撞、離心分離、吸附過(guò)濾、靜電吸引等。電廠煙氣脫硫中對(duì)除霧器的要求：

處理能力大、氣液分離效果好、阻力低、防堵能力強(qiáng)、便于清洗、操作周期長(zhǎng)。

漿液循環(huán)槽是煙氣脫硫系統(tǒng)中重要的化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所。在這里進(jìn)行著石灰的溶解、HSO32-的氧化和石膏的結(jié)晶。要求循環(huán)槽中要保持相對(duì)穩(wěn)定的灰石漿液濃度、石膏的過(guò)飽和度（濃度）和漿液的pH值。這三者必須維一個(gè)相對(duì)的平衡關(guān)系，這要從漿液循環(huán)槽的結(jié)構(gòu)和容積上去考慮。漿液循環(huán)槽的附屬系統(tǒng)，包括氧化空氣的導(dǎo)入、漿液的攪拌等都要在設(shè)計(jì)上考慮。要設(shè)計(jì)一個(gè)漿液事故儲(chǔ)槽。漿液循環(huán)槽33石膏制備系統(tǒng)包括2個(gè)部分：水力旋流器：石膏與石灰石分離，使石膏含水率達(dá)到40%，同時(shí)對(duì)石膏進(jìn)行洗滌，除去氯、氟、鐵等雜質(zhì)。真空皮帶脫水機(jī)：使石膏的含水率降到10%以下。大型真空皮帶脫水機(jī)及其附屬裝置目前尚在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)。

石膏制備系統(tǒng)

將除塵后的高溫?zé)煔饨禍兀?0℃左右），使由吸收塔排出的冷煙氣（55℃左右）升溫。氣-氣換熱器的種類：翅管式、熱管式、回轉(zhuǎn)式、強(qiáng)制熱煤水循環(huán)式等。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮設(shè)備的選型、結(jié)構(gòu)、換熱面積、傳熱速率和運(yùn)行阻力，氣-氣換熱器雖多采用不銹鋼制作，但也要嚴(yán)重關(guān)切它的腐蝕問(wèn)題。目前用于煙氣脫硫的大型氣-氣換熱器也在進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)中。氣-氣換熱器（G.G.H）34濕式石灰石-石膏法FGD主要運(yùn)行參數(shù)及控制

a.空塔氣速b.液氣比c.脫硫效率d.漿液濃度（漿液pH值）e.系統(tǒng)中的防垢f.石膏的質(zhì)量控制35a.空塔氣速

填料塔:1.5～2m/s，板式塔、空塔：2m/s以上，湍球塔：4m/s左右。填料塔操作時(shí)不能產(chǎn)生“液泛”；板式塔不能產(chǎn)生“噴塔”；湍球塔不能產(chǎn)生“短路”等?？账馑僭礁?，處理能力越大，但塔高也必須越高，要考慮氣液接觸時(shí)間。使用空塔脫硫時(shí)，空塔氣速一般控制在2～3m/s左右，煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間1.5～4.5s。SO2濃度越高，停留時(shí)間應(yīng)越長(zhǎng)。停留時(shí)間與SO2的去除率成正比，但不是線性關(guān)系。高的空塔氣速會(huì)造成嚴(yán)重的霧沫夾帶，這將給除霧器增加負(fù)擔(dān)。36

脫硫效率的重要保證。液氣比增大，氣液傳質(zhì)速率增大，從而增大SO2去除率。在工程中，允許最小的液氣比（L/G）min由吸收劑漿液特性、控制結(jié)垢和堵塞決定。實(shí)際L/G比（L/G）min要大許多?？筛鶕?jù)以下原則考慮：文丘里或噴淋塔，氣-液接觸面積與L/G成正比，因此L/G與脫硫效率有直接的正比關(guān)系，而與SO2濃度無(wú)關(guān)。b.液氣比

經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)液氣比大于5.3l/m3時(shí)，SO2的脫硫率平均為87%，液氣比小于5.3l/m3時(shí)，脫S率低于78%。在低密度的柵條填料塔中，氣體流速速度在1.6~2.5m/s，液氣比宜在0.8~8.2l/m3(標(biāo)態(tài))之間，當(dāng)液氣比為1.4l/m3，氣速為2.4m/s時(shí)控制SO2總傳質(zhì)速率ka為1085mol/(m3.h.kpa),此時(shí)，過(guò)程主要受氣膜阻力。

37石灰石顆粒大小對(duì)脫S率及石灰石的利用率均有影響，粒度小，比表面積大，與SO2起反應(yīng)的效率高，石灰石色利用率大，大粒度太小，則石灰石得粉碎過(guò)程消耗的電能太大。一般控制石灰石的粒度在200~300之間。d.石灰石的粒度c.脫硫效率煙氣量、氣液接觸時(shí)間、煙氣進(jìn)口SO2濃度、漿液pH值等因素，都直接影響著脫硫效率。脫硫負(fù)荷增大時(shí)，脫硫效率下降。氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)，脫硫效率高。當(dāng)進(jìn)口濃度增大，脫硫效率成直線下降。當(dāng)漿液的pH值在5.4～5.8之間時(shí)，可以獲得高的脫硫效率。38漿液濃度是保證脫硫效率的又一個(gè)重要因素。必須嚴(yán)格控制漿液pH值在5.4~5.8之間，這要靠漿液濃度來(lái)控制。pH值下降：補(bǔ)充新鮮漿液。在大型脫硫裝置中，這些都是由自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)完成的，但在設(shè)計(jì)程序上要有設(shè)定。e.漿液濃度（漿液pH值）

3940f.系統(tǒng)中的防垢

系統(tǒng)中易結(jié)垢的部位包括除霧器、漿液循環(huán)槽和管路系統(tǒng)。除霧器要定期用不含石膏的新水沖洗。提高石灰石利用率，有助于防止除霧器結(jié)垢。循環(huán)槽中主要是防止CaSO3和CaSO4的結(jié)垢。過(guò)低的溫度（＜40℃）和較高的pH值（＞6）易形成CaSO3結(jié)垢。維持漿液中合適的晶種密度、控制漿液溫度在60℃以下可以防止CaSO4結(jié)垢。41

固體垢物來(lái)自：（1）石灰系統(tǒng)中當(dāng)pH>9時(shí)，煙氣中CO2進(jìn)入水相與Ca2+生成CaCO3垢；（2）在石灰系統(tǒng)中較高pH下，H2SO3在水中主要離解出H+和SO32-，SO32-和Ca2+生成的CaSO3·1/2H2O的溶解度很?。?.0043g/100g水,18℃），易結(jié)晶析出形成片狀軟垢；（3）CaSO4·2H2O結(jié)晶析出形成硬垢。

防垢措施：（1）控制漿液的pH值不宜過(guò)高，石灰系統(tǒng)pH<8.0，石灰石系統(tǒng)pH<6.2；（2）控制CaSO4的過(guò)飽和度<1.2，（3）采用添加劑己二酸、Mg2+、NH3等抑制結(jié)垢和堵塞。

421、過(guò)飽和度是首要因素。一般維持過(guò)飽和度在1.25～1.30的范圍內(nèi)。2、pH值會(huì)改變亞硫酸鹽的氧化速率，因此，用控制漿液pH值可影響過(guò)飽和度，工藝上一般控制漿液濃度在20%左右。3、使用顆粒小的石灰石粉（40~60μm），提高漿液的化學(xué)反應(yīng)活性。4、保證漿液循環(huán)槽的溫度在40～60℃之間，可保證生成的石膏為二水石膏。g.石膏的質(zhì)量控制5、氧化空氣量的影響。通常根據(jù)漿液中亞硫酸鹽的含量，計(jì)算出所需的理論空氣量，然后乘上一個(gè)1.8～2.5的系數(shù)。6、機(jī)械力對(duì)石膏結(jié)晶的影響是雙向的，因此，攪拌強(qiáng)度是工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式控制的難點(diǎn)。7、石膏脫水工序影響脫硫石膏的純度。間接石灰石/石灰法1.雙堿法（1）鈉－鈣雙堿法先用堿或堿金屬鹽（NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等）的水溶液吸收SO2，然后用石灰石/石灰漿液將吸收SO2后的溶液再生，再生漿液經(jīng)液固分離后，濾渣（亞硫酸鈣和少量硫酸鈣）外運(yùn)，溶液在貯槽補(bǔ)充堿和水后循環(huán)脫硫。

吸收塔內(nèi)吸收SO2的反應(yīng)為2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2CO3+SO2→Na2SO3+CO2Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3副反應(yīng)Na2SO3+1/2O2→Na2SO4再生反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)為

Ca(OH)2+Na2SO3+1/2H2O→2NaOH+CaSO3·1/2H2O↓Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2OCaCO3+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+1/2H2O+CO2↑Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O→2NaOH+CaSO4·2H2O↓。

再生并分離出來(lái)的NaOH或Na2SO3溶液循環(huán)脫硫，濾渣可拋棄也可加工為石膏回收（2）鈣－鈣雙堿法塔內(nèi)用來(lái)自循環(huán)池的亞硫酸鈣（第一鈣）漿液脫硫并生成Ca(HSO3)2，脫硫漿液返回循環(huán)池，池內(nèi)加入Ca(OH)2(第二鈣)漿液與Ca(HSO3)2反應(yīng)，再生出亞硫酸鈣循環(huán)脫硫。脫硫：CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2再生：2Ca(HSO3)2+Ca(OH)2→2CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O

2.堿式硫酸鋁法吸收Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2→Al2(SO4)3·Al2(SO3)3氧化Al2(SO4)3·Al2（SO3）3+3/2O2→2Al2(SO4)3再生Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O→Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O↓+3CO2↑

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煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)

煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是把固體流態(tài)化技術(shù)引入到煙氣脫硫工藝中的一項(xiàng)新技術(shù)，在20世紀(jì)80年代以后有了很大發(fā)展。煙氣循環(huán)流化床是采用含濕量為3%～5%的石灰粉作為脫硫劑，在流化床中與高速流動(dòng)的煙氣接觸完成脫硫。在流化床尾部除下來(lái)的吸收劑經(jīng)增濕后循環(huán)使用。在鈣硫比為1.1～1.5的情況下，脫硫率可達(dá)80%～90%。

49煙氣循環(huán)流化床工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，占地面積小，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，無(wú)廢水排放，是一種較好的干法脫硫工藝。

Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2OCa(OH)2+SO2+1/2O2CaSO4+H2O主要反應(yīng)式50流化床燃燒脫硫的影響因素1.鈣硫比表示脫硫劑用量的指標(biāo)，影響最大的性能參數(shù)脫硫率（）可以用Ca/S（R）近似表達(dá)

2.煅燒溫度

存在最佳脫硫溫度范圍溫度低時(shí)，孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)被限制在顆粒外表面溫度過(guò)高，CaCO3的燒結(jié)作用變得嚴(yán)重51流化床燃燒脫硫的影響因素3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)顆粒尺寸小于臨界尺寸時(shí)發(fā)生揚(yáng)析，并非越小越好顆?？紫督Y(jié)構(gòu)應(yīng)有適當(dāng)?shù)目讖酱笮?，既保證一定孔隙容積，又保證孔道不易堵塞4.脫硫劑的種類白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚(yáng)析，且用量大于石灰石近兩倍52脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應(yīng)533.旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法煙氣脫硫

稱半干法工藝，基本工藝路線是將石灰制成一定濃度的漿液供給脫硫塔，在脫硫塔中由高速旋轉(zhuǎn)（約10000轉(zhuǎn)/min左右）的噴霧裝置將漿液霧化成100μm以下的霧滴，同時(shí)與含SO2的熱煙氣接觸；在霧滴干燥的同時(shí)，完成對(duì)SO2的吸收。經(jīng)除塵分離后煙氣排放，脫硫渣循環(huán)使用。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，占地小，不需對(duì)脫硫產(chǎn)品進(jìn)行二次處理，沒(méi)有廢水排放，脫硫后的煙氣不需二次加熱。該法適用于燃用中、低硫煤鍋爐的煙氣脫硫。5455564.爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫（LIFAC）技術(shù)

LIFAC脫硫工藝是在爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，在尾部煙道加裝了增濕活化器，在活化器中，噴入的水霧與煙氣中的未反應(yīng)的氧化鈣顆粒反應(yīng)，生成活性更高的氫氧化鈣，對(duì)SO2進(jìn)一步吸收，總脫硫率可達(dá)70%～80%。目前，芬蘭公司對(duì)裝置作了改進(jìn)，采用吸收劑再循環(huán)，可使脫硫率接近90%。LIFAC工藝適用于燃用中、低硫煤鍋爐，投資少，占地小，特別適用于老廠改造。沒(méi)有廢水排放，煙氣不需二次加熱，運(yùn)行費(fèi)用低。但脫硫率較低，鈣硫比高，吸收劑利用率低。5758海水脫硫技術(shù)

海水的pH值為7.5～8.3，天然堿度約2～2.9mg/L，使海水具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。按是否向海水中添加其他化學(xué)物質(zhì)，可將海水脫硫工藝分為兩類：（1）不添加任何化學(xué)物質(zhì)，以挪威ABB公司的Flakt-Hydro工藝為代表；（2）向海水中添加一部分石灰以調(diào)節(jié)海水堿度，以美國(guó)Bechtel（貝克特爾）公司的工藝為代表。

鈉堿吸收法

該法在用堿液（NaOH或Na2CO3）吸收了SO2后，不象鈉－鈣雙堿法那樣用石灰石/石灰再生，而是直接將吸收液加工成副產(chǎn)物。鈉堿吸收法有循環(huán)和不循環(huán)兩種工藝。1.循環(huán)鈉堿法：首先用NaOH或Na2CO3吸收SO2以制備吸收劑Na2SO3。Na2SO3循環(huán)吸收SO2后主要生成NaHSO3，其次為Na2S2O5，當(dāng)吸收液中Na2SO3（或pH值）下降到一定程度時(shí)，將吸收液送去加熱再生，解吸出SO2，解吸出來(lái)的SO2可加工成液體SO2、硫磺或硫酸。2.亞硫酸鈉法：用Na2CO3溶液經(jīng)二級(jí)逆流吸收煙氣中SO2后，得到含Na2SO3和NaHSO3的混合溶液，再用Na2CO3中和掉吸收液中的NaHSO3，反應(yīng)為2NaHSO3+Na2CO3→2Na2SO3+H2O+CO2↑最后經(jīng)凈化、濃縮結(jié)晶、過(guò)濾、干燥等工序制成無(wú)水亞硫酸鈉產(chǎn)品。61循環(huán)鈉堿法工藝流程圖

1－吸收塔；2，3－循環(huán)槽；4，5－蒸發(fā)器；6－冷卻器；

7－結(jié)晶分離器；8－脫水器；9－母液槽；10－吸收液槽亞硫酸鈉法流程1,4-吸收塔；2，5－循環(huán)槽；3，6，8－泵；7－中和液貯槽；9－干燥器；10－離心機(jī)；11－蒸發(fā)器；12－中和液過(guò)濾器；13－中和槽濕式氨法脫硫技術(shù)

1.吸收反應(yīng)(1)吸收總反應(yīng)

濕式氨法脫硫是用NH3或NH4HCO3等含NH3物質(zhì)吸收SO2，其吸收總反應(yīng)為

SO2+2NH3+H2O→（NH4）2SO3SO2+NH3+H2O→NH4HSO3NH4HCO3+SO2→（NH4）2SO3+H2O+2CO2NH4HCO3+SO2→NH4HSO3+CO2↑

實(shí)際上的吸收劑是（NH4）2SO3－NH4HSO3混合溶液，其中僅（NH4）2SO3對(duì)SO2有吸收能力，所以吸收塔內(nèi)的吸收反應(yīng)為：

SO2+（NH4）2SO3+H2O→2NH4HSO3

（2）吸收劑再生

隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收液中（NH4）2SO3

被消耗，吸收能力逐漸下降。為了維持吸收液的吸收能力，需要在循環(huán)槽內(nèi)不斷補(bǔ)充氨源，將部分NH4HSO3轉(zhuǎn)變成（NH4）2SO3，使吸收液得以再生，維持（NH4）2SO3／NH4HSO3比值不變：

NH4HSO3+NH3=（NH4）2SO3

2.工藝流程

依據(jù)對(duì)吸收產(chǎn)物的處理方法不同，有兩種流程：（1）氨－酸法

用硝酸、磷酸或硫酸分解吸收產(chǎn)物，得到相應(yīng)的化肥NH4NO3、NH4H2PO4或（NH4）2SO4，并副產(chǎn)高濃度SO2。一段吸收、濃硫酸分解的流程如圖所示。分解反應(yīng)為：（NH4）2SO3+H2SO4→（NH4）2SO4+H2O+SO2↑2NH4HSO3+H2S