工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)進展

有關(guān)工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)研究進展摘

要

本本文針對工業(yè)業(yè)煙氣的脫硫硫技術(shù)的研究究現(xiàn)狀及研究究方向進行綜綜合性分析。

關(guān)鍵詞詞

煙氣

脫硫

技術(shù)

研究

1

前言

SO2是造成大氣氣污染的主要要污染物之一一，有效控制制工業(yè)煙氣中中SO2是當前刻不不容緩的環(huán)保保課題。

據(jù)國家環(huán)保保統(tǒng)計，每年年各種煤及各各種資源冶煉煉產(chǎn)生二氧化化硫（SO2）達2158..7萬t，高居世界界第一位，其其中工業(yè)來源源排放量1800萬t，占總排放放量的83％。其中我我國目前的一次能能源消耗中，煤煤炭占76％，在今后后若干年內(nèi)還還有上升的趨趨勢。我國每每年排入大氣氣的87％的SO2來源于煤的的直接燃燒。隨隨著我國工業(yè)業(yè)化進程的不不斷加快，SO2的排放量也也日漸增多。

2、煙氣脫硫硫技術(shù)進展

目前，煙氣氣脫硫技術(shù)根根據(jù)不同的劃劃分方法可以分為為多種方法；；其中最常用用的是根據(jù)操操作過程的物物相不同，脫脫硫方法可分分為濕法、干干法和半干法法[1]。

2.11

濕法煙氣脫脫硫技術(shù)

優(yōu)點：濕法法煙氣脫硫技技術(shù)為氣液反反應(yīng)，反應(yīng)速速度快，脫硫硫效率高，一一般均高于90％，技術(shù)成成熟，適用面面廣。濕法脫脫硫技術(shù)比較較成熟，生產(chǎn)產(chǎn)運行安全可可靠，在眾多多的脫硫技術(shù)術(shù)中，始終占占據(jù)主導(dǎo)地位位，占脫硫總總裝機容量的的80％以上[2]。

缺點：生成成物是液體或或淤渣，較難難處理，設(shè)備備腐蝕性嚴重重，洗滌后煙煙氣需再熱，能能耗高，占地地面積大，投投資和運行費費用高。系統(tǒng)統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備備龐大、耗水水量大、一次次性投資高，一一般適用于大大型電廠。

分類：常用用的濕法煙氣氣脫硫技術(shù)有有石灰石-石膏法、間間接的石灰石石-石膏法、檸檸檬吸收法等等。

A

石灰石／石石灰-石膏法：

原理：是利利用石灰石或或石灰漿液吸吸收煙氣中的的SO2，生成亞硫硫酸鈣，經(jīng)分分離的亞硫酸酸鈣（CaO3S）可以拋棄棄，也可以氧氧化為硫酸鈣鈣（CaSO4），以石膏膏形式回收。是是目前世界上上技術(shù)最成熟熟、運行狀況況最穩(wěn)定的脫脫硫工藝，脫脫硫效率達到到90％以上。

B

間接石灰石-石膏法:

常見的間接接石灰石-石膏法有：：鈉堿雙堿法法、堿性硫酸酸鋁法和稀硫硫酸吸收法等等。原理：鈉鈉堿、堿性氧氧化鋁(Al2OO3·nH22O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸吸收液與石灰灰石反應(yīng)而得得以再生，并并生成石膏。該該法操作簡單單，二次污染染少，無結(jié)垢垢和堵塞問題題，脫硫效率率高，但是生生成的石膏產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量較差差。

C

檸檬吸收法法：

原理：檸檬檬酸(H3C66H5O7··H2O)溶液具有較較好的緩沖性性能，當SO2氣體通過檸檸檬酸鹽液體體時，煙氣中中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生生成H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在99％以上。這這種方法僅適適于低濃度SO2煙氣，而不不適于高濃度度SO2氣體吸收，應(yīng)應(yīng)用范圍比較較窄[3]。

另外，還有有海水脫硫法法、磷銨復(fù)肥肥法、液相催催化法等濕法法煙氣脫硫技技術(shù)。

2.22

干法煙氣脫脫硫技術(shù)

優(yōu)點：干法法煙氣脫硫技技術(shù)為氣同反反應(yīng)，相對于于濕法脫硫系系統(tǒng)來說，設(shè)設(shè)備簡單，占占地面積小、投投資和運行費費用較低、操操作方便、能能耗低、生成成物便于處置置、無污水處處理系統(tǒng)等。

缺點：但反反應(yīng)速度慢，脫脫硫率低，先先進的可達60-80％。但目前前此種方法脫脫硫效率較低低，吸收劑利利用率低，磨磨損、結(jié)垢現(xiàn)現(xiàn)象比較嚴重重，在設(shè)備維維護方面難度度較大，設(shè)備備運行的穩(wěn)定定性、可靠性性不高，且壽壽命較短，限限制了此種方方法的應(yīng)用。

分類：常用用的干法煙氣氣脫硫技術(shù)有有活性碳吸附附法、電子束輻射法法、荷電干式式吸收劑噴射射法、金屬氧氧化物脫硫法法等。

典型的干法法脫硫系統(tǒng)是是將脫硫劑(如石灰石、白白云石或消石石灰)直接噴入爐爐內(nèi)。以石灰灰石為例，在在高溫下煅燒燒時，脫硫劑劑煅燒后形成成多孔的氧化化鈣顆粒，它它和煙氣中的的SO2反應(yīng)生成硫硫酸鈣，達到到脫硫的目的的。

A

活性碳吸附附法：

原理：SO2被活性碳吸吸附并被催化化氧化為三氧氧化硫(SO3)，再與水反反應(yīng)生成H2SO4，飽和后的的活性碳可通通過水洗或加加熱再生，同同時生成稀H2SO4或高濃度SO2?？色@得副副產(chǎn)品H2SO4，液態(tài)SO2和單質(zhì)硫，即即可以有效地地控制SO2的排放，又又可以回收硫硫資源。該技技術(shù)經(jīng)西安交交通大學對活活性炭進行了了改進，開發(fā)發(fā)出成本低、選選擇吸附性能能強的ZL30，ZIA0，進一步完完善了活性炭炭的工藝，使使煙氣中SOO2吸附率達到95.8％，達到國國家排放標準準[4]。

B

電子束輻射射法：

原理：用高高能電子束照照射煙氣，生生成大量的活活性物質(zhì)，將將煙氣中的SO2和氮氧化物物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進一步生生成H2SO4和硝酸(NaNOO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCOO3)吸收劑吸收

C

荷電干式吸吸收劑噴射脫脫硫法(CD．SI):

原理：吸收收劑以高速流流過噴射單元元產(chǎn)生的高壓壓靜電電暈充充電區(qū)，使吸吸收劑帶有靜靜電荷，當吸吸收劑被噴射射到煙氣流中中，吸收劑因因帶同種電荷荷而互相排斥斥，表面充分分暴露，使脫脫硫效率大幅幅度提高。此此方法為干法法處理，無設(shè)設(shè)備污染及結(jié)結(jié)垢現(xiàn)象，不不產(chǎn)生廢水廢廢渣，副產(chǎn)品品還可以作為為肥料使用，無無二次污染物物產(chǎn)生，脫硫硫率大于90％[7]，而且設(shè)備備簡單，適應(yīng)應(yīng)性比較廣泛泛。但是此方方法脫硫靠電電子束加速器器產(chǎn)生高能電電子；對于一一般的大型企企業(yè)來說，需需大功率的電電子槍，對人人體有害，故故還需要防輻輻射屏蔽，所所以運行和維維護要求高。四四川成都熱電電廠建成一套套電子脫硫裝裝置，煙氣中中SO2的脫硫達到到國家排放標標準。

D

金屬氧化物物脫硫法：

原理：根據(jù)SO2是一種比較較活潑的氣體體的特性，氧氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3OO4)

、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的的吸附性，在在常溫或低溫溫下，金屬氧氧化物對SO2起吸附作用用，高溫情況況下，金屬氧氧化物與SO2發(fā)生化學反反應(yīng)，生成金金屬鹽。然后后對吸附物和和金屬鹽通過過熱分解法、洗洗滌法等使氧氧化物再生。這這是一種干法法脫硫方法，雖雖然沒有污水水、廢酸，不不造成污染，但但是此方法也也沒有得到推推廣，主要是是因為脫硫效效率比較低，設(shè)設(shè)備龐大，投投資比較大，操操作要求較高高，成本高。該該技術(shù)的關(guān)鍵鍵是開發(fā)新的的吸附劑。

以上幾種SO2煙氣治理技技術(shù)目前應(yīng)用用比較廣泛的的，雖然脫硫硫率比較高，但但是工藝復(fù)雜雜，運行費用用高，防污不不徹底，造成成二次污染等等不足，與我我國實現(xiàn)經(jīng)濟濟和環(huán)境和諧諧發(fā)展的大方針針不相適應(yīng)，故故有必要對新新的脫硫技術(shù)術(shù)進行探索和和研究。2.3

半干法煙氣氣脫硫技術(shù)

半干法脫硫硫包括噴霧干干燥法脫硫、半半干半濕法脫脫硫、粉末一一顆粒噴動床床脫硫、煙道道噴射脫硫等等。

A

噴霧干燥法[5]：

噴霧干燥燥脫硫方法是是利用機械或或氣流的力量量將吸收劑分分散成極細小小的霧狀液滴滴，霧狀液滴滴與煙氣形成成比較大的接接觸表面積，在在氣液兩相之之間發(fā)生的一一種熱量交換換、質(zhì)量傳遞遞和化學反應(yīng)應(yīng)的脫硫方法法。一般用的的吸收劑是堿堿液、石灰乳乳、石灰石漿漿液等，目前前絕大多數(shù)裝裝置都使用石石灰乳作為吸吸收劑。一般般情況下，此此種方法的脫脫硫率65％～85％。其優(yōu)點點：脫硫是在在氣、液、固固三相狀態(tài)下下進行，工藝藝設(shè)備簡單，生生成物為干態(tài)態(tài)的CaSO

、CaSO

，易處理，沒沒有嚴重的設(shè)設(shè)備腐蝕和堵堵塞情況，耗耗水也比較少少。缺點：自自動化要求比比較高，吸收收劑的用量難難以控制，吸吸收效率不是是很高。所以以，選擇開發(fā)發(fā)合理的吸收收劑是解決此此方法面臨的的新難題。B

半干半濕法法：

半干半濕法法是介于濕法法和干法之間間的一種脫硫硫方法，其脫硫硫效率和脫硫硫劑利用率等等參數(shù)也介于于兩者之間，該該方法主要適適用于中小鍋鍋爐的煙氣治治理。這種技技術(shù)的特點是是：投資少、運運行費用低，脫脫硫率雖低于于濕法脫硫技技術(shù)，但仍可可達到70％tn，并且腐蝕蝕性小、占地地面積少，工工藝可靠。工工業(yè)中常用的的半干半濕法法脫硫系統(tǒng)與與濕法脫硫系系統(tǒng)相比，省省去了制漿系系統(tǒng)，將濕法法脫硫系統(tǒng)中中的噴入Ca(OHH)：水溶液改改為噴入CaO或Ca(OHH)：粉末和水水霧。與干法法脫硫系統(tǒng)相相比，克服了了爐內(nèi)噴鈣法法SO2和CaO反應(yīng)效率低低、反應(yīng)時間間長的缺點，提提高了脫硫劑劑的利用率，且且工藝簡單，有有很好的發(fā)展展前景。

C

粉末一顆粒粒噴動床半千千法煙氣脫硫硫法:

技術(shù)原理：：含SO2的煙氣經(jīng)過過預(yù)熱器進入入粉粒噴動床床，脫硫劑制制成粉末狀預(yù)預(yù)先與水混合合，以漿料形形式從噴動床床的頂部連續(xù)續(xù)噴人床內(nèi)，與與噴動粒子充充分混合，借借助于和熱煙煙氣的接觸，脫脫硫與干燥同同時進行。脫脫硫反應(yīng)后的的產(chǎn)物以干態(tài)態(tài)粉末形式從從分離器中吹吹出。這種脫脫硫技術(shù)應(yīng)用用石灰石或消消石灰做脫硫硫劑。具有很很高的脫硫率率及脫硫劑利利用率，而且且對環(huán)境的影影響很小。但但進氣溫度、床床內(nèi)相對濕度度、反應(yīng)溫度度之間有嚴格格的要求，在在漿料的含濕濕量和反應(yīng)溫溫度控制不當當時，會有脫脫硫劑粘壁現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生。

D

煙道噴射半半干法煙氣脫脫硫:

該方法利用用鍋爐與除塵塵器之間的煙煙道作為反應(yīng)應(yīng)器進行脫硫硫，不需要另另外加吸收容容器，使工藝藝投資大大降降低，操作簡簡單，需場地地較小，適合合于在我國開開發(fā)應(yīng)用。半半干法煙道噴噴射煙氣脫硫硫即往煙道中中噴人吸收劑劑漿液，漿滴滴邊蒸發(fā)邊反反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)物以干態(tài)粉粉末出煙道。

3

新興的煙氣氣脫硫方法以以及當前研究究的熱點

最近幾年，科科技突飛猛進進，環(huán)境問題題已提升到法律律高度。我國國的科技工作作者研制出了了一些新的脫脫硫技術(shù)，但但大多還處于于試驗階段，有有待于進一步步的工業(yè)應(yīng)用用驗證。

3．1

硫化堿脫硫硫法

由Outokkumpu公司開發(fā)研研制的硫化堿堿脫硫法主要要利用工業(yè)級級硫化納作為為原料來吸收收SO2工業(yè)煙氣，產(chǎn)產(chǎn)品以生成硫硫磺為目的。反反應(yīng)過程相當當復(fù)雜，有Na2SOO4、Na2SOO3、Na2S2203、S、Na2Sx等物質(zhì)生成成，由生成物物可以看出過過程耗能較高高，而且副產(chǎn)產(chǎn)品價值低，華華南理工大學學的石林經(jīng)過過研究表明過過程中的各種種硫的化合物物含量隨反應(yīng)應(yīng)條件的改變變而改變，將將溶液pH值控制在5.5—6.5之間，加入入少量起氧化化作用的添加加劑TFS，則產(chǎn)品主主要生成Na2S2203，過濾、蒸蒸發(fā)可得到附附加值高的5H

0··Na2S2203，，而且脫脫硫率高達97％，反應(yīng)過過程為：SO2+NNa2S=NNa2S2003+S。此種脫硫硫新技術(shù)已通通過中試，正正在推廣應(yīng)用用。

3．2

膜吸收法

以有機高分分子膜為代表表的膜分離技技術(shù)是近幾年年研究出的一一種氣體分離離新技術(shù)，已已得到廣泛的的應(yīng)用，尤其其在水的凈化化和處理方面面。中科院大大連物化所的的金美等研究究員創(chuàng)造性地地利用膜來吸吸收脫出SO2氣體，效果果比較顯著，脫脫硫率達90％。過程是是：他們利用用聚丙烯中空空纖維膜吸收收器，以NaOH溶液為吸收收液，脫除SO2氣體，其特特點是利用多多孔膜將氣體體SO2氣體和NaOH吸收液分開開，SO2氣體通過多多孔膜中的孔孔道到達氣液液相界面處，SO2與NaOH迅速反應(yīng)，達達到脫硫的目目的。此法是是膜分離技術(shù)術(shù)與吸收技術(shù)術(shù)相結(jié)合的一一種新技術(shù)，能能耗低，操作作簡單，投資資少。

3．3

微生物脫硫硫技術(shù)

根據(jù)微生物物參與硫循環(huán)環(huán)的各個過程程，并獲得能能量這一特點點，利用微生生物進行煙氣氣脫硫，其機機理為：在有有氧條件下，通通過脫硫細菌菌的間接氧化化作用，將煙煙氣中的SO2氧化成硫酸酸，細菌從中中獲取能量。

生物法脫硫硫與傳統(tǒng)的化化學和物理脫脫硫相比，基基本沒有高溫溫、高壓、催催化劑等外在在條件，均為為常溫常壓下下操作，而且且工藝流程簡簡單，無二次次污染。國外外曾以地熱發(fā)發(fā)電站每天脫脫除5t量的H：S為基礎(chǔ)；計算算微生物脫硫硫的總費用是是常規(guī)濕法50％[6]。無論對于于有機硫還是是無機硫，一一經(jīng)燃燒均可可生成被微生生物間接利用用的無機硫SO2，因此，發(fā)發(fā)展微生物煙煙氣脫硫技術(shù)術(shù)，很具有潛潛力。四川大大學的王安等等人在實驗室室條件下，選選用氧化亞鐵鐵桿菌進行脫脫硫研究，在在較低的液氣氣比下，脫硫硫率達98％。

4、煙氣脫硫硫技術(shù)發(fā)展趨趨勢

目前已有的各各種技術(shù)都有有自己的優(yōu)勢勢和缺陷，具具體應(yīng)用時要要具體分析，從投資資、運行、環(huán)環(huán)保等各方面面綜合考慮來來選擇一種適適合的脫硫技技術(shù)。隨著科科技的發(fā)展，某某一項新技術(shù)術(shù)韻產(chǎn)生都會會涉及到很多多不同的學科科，因此，留留意其他學科科的最新進展展與研究成果果，并把它們們應(yīng)用到煙氣氣脫硫技術(shù)中中是開發(fā)新型型煙氣脫硫技技術(shù)的重要途途徑，例如微微生物脫硫、電子束法脫硫等脫硫新技術(shù)，由于他們各自獨特的特點都將會有很大的發(fā)展空間。隨著人們對環(huán)境治理的日益重視和工業(yè)煙氣排放量的不斷增加，投資和運行費用少、脫硫效率高、脫硫劑利用率高、污染少、無二次污染的脫硫技術(shù)必將成為今后煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。

各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的過程中取得了一定的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等