治理含硫氧化物廢氣-濕法煙氣脫硫（大氣污染控制）

5.2.1.1石灰石/石灰-石膏法濕法煙氣脫硫技術(shù)：是用含有吸收劑的溶液或漿液，在濕狀態(tài)下去除煙氣中的SO2和處理脫硫產(chǎn)物的技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：由于是氣液反應(yīng)，因此脫硫反應(yīng)速率快，效率高，易操控，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。缺點(diǎn)：系統(tǒng)存在堵塞和設(shè)備腐蝕問題，并要對污水進(jìn)行處理。(1)反應(yīng)原理①吸收過程在吸收塔內(nèi)進(jìn)行，主要反應(yīng)如下：

Ca(OH)2+SO2

＝CaSO3?(1/2)H2O+(1/2)H2OCaCO3+SO2+(1/2)H2O＝CaSO3?(1/2)H2O+CO2CaSO3?(1/2)H2O+SO2+(1/2)H2O＝Ca(HSO3)2

由于煙道氣中含有氧，還會發(fā)生如下副反應(yīng):2CaSO3?(1/2)H2O+O2+3H2O＝2CaSO4.2H2O②氧化過程在氧化塔內(nèi)進(jìn)行，主要反應(yīng)如下：

2CaSO3?(1/2)H2O+O2+3H2O＝2CaSO4?2H2OCa(HSO3)2+(1/2)O2+H2O＝CaSO4?2H2O+SO2§5.2煙氣脫硫技術(shù)1，石灰/石灰石-石膏法（2）工藝流程①吸收劑制備系統(tǒng)可以采用石灰或石灰石；一般優(yōu)先選石灰石。采用石灰石純度要超過90%對低含硫煤燃料，細(xì)度要保證250目90%過篩濾對高含硫煤燃料，細(xì)度要保證325目90%過篩濾采用石灰純度要超過85%§5.2煙氣脫硫技術(shù)目：每英寸長度上孔的數(shù)量。②煙氣吸收及氧化系統(tǒng)主要由吸收塔、煙氣再加熱裝置、旁路系統(tǒng)、有機(jī)劑添加裝置及煙囪組成。

吸收塔普遍采用冷卻、再除塵、吸收和氧化一體的新型吸收塔，如噴淋空塔、填料塔、雙回路塔和噴射鼓泡塔。③脫硫副產(chǎn)物處置系統(tǒng)來自吸收塔濃度約40-60%的石膏漿，泵入水力旋流器濃縮，然后通過脫水機(jī)脫水成為含水率低于10%的粉狀石膏，經(jīng)皮帶送入石膏倉庫。④污水處理系統(tǒng)一般脫硫污水pH值4-6，懸浮物9000-12700mg/L，并含汞、鉛、銅、鎳、鋅等重金屬及砷、氟等非金屬。處理方法：向污水加入石灰乳，pH值調(diào)至6-7，去除部分重金屬和氟化物，繼續(xù)加入石灰乳，pH值至8-9，重金屬生產(chǎn)氫氧化物和硫化物沉淀。噴淋式脫硫吸收塔示意圖§5.2煙氣脫硫技術(shù)（3）操作影響因素①漿液的pH值重要因素，pH值高，傳質(zhì)系數(shù)增高，SO2吸收速率加快，pH值低，SO2吸收速率下降，pH值低于4，幾乎不吸收SO2。一般情況，石灰石系統(tǒng)pH控制在5-7。②吸收溫度

溫度低有利于吸收，但溫度過低會是H2SO4和CaCO3或Ca(OH)2之間的反應(yīng)速度降低，因此，一般控制煙氣溫度50-60℃?！?.2煙氣脫硫技術(shù)③石灰石的粒度石灰石粒度直接影響其溶解速度，減小粒度可以加快溶解速度，增大與SO2的接觸面積，有利于脫硫，一般石灰石粒度為200-300目。④漿液濃度

過高，易產(chǎn)生堵塞、磨損和結(jié)垢；

過低，脫硫率較低且pH值不易控制。

石灰漿液濃度一般控制在10-15%

石灰石漿濃度一般控制30%⑤氧化方式自然氧化：利用煙氣中殘留的氧將液相的SO32-和HSO32-氧化成SO42-，氧化率一般小于15%強(qiáng)制氧化：向氧化槽中鼓入空氣，幾乎所有SO32-和HSO32-都會氧化成CaSO4·2H2O,處理后可以作為商業(yè)石膏出售。⑥防止結(jié)垢

造成結(jié)垢的主要原因是CaSO3被氧化成CaSO4，其次是水分蒸發(fā)。

防止結(jié)垢措施：設(shè)備池液量大，氣液相相對速度高，有較大的氣液接觸表面積，內(nèi)部構(gòu)件少，壓力減小等條件。另外有控制吸收液過飽和、適用添加劑?？刂莆找哼^飽和：添加二水硫酸鈣晶種或亞硫酸鈣晶種添加劑：已二酸、乙二胺、四乙酸、硫酸鎂、氯化鈣和單質(zhì)硫等。（同吸收率情況下，無已二酸，石灰石利用率60-70%，有已二酸，利用率達(dá)80%以上，減少固體廢棄物）1t石灰石用1-5kg已二酸。問題：1、防止石灰石-石膏法結(jié)垢和堵塞的技術(shù)措施有哪些？5.2.1.2堿式硫酸鋁-石膏法(1)反應(yīng)原理①吸收劑的制備

2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3?Al2O3+3CaSO4?2H2O+3CO2

②吸收Al2(SO4)3?Al2O3+3SO2

＝Al2(SO4)3?Al2(SO3)3③氧化Al2(SO4)3?Al2(SO3)3+3/2O2

＝2Al2(SO4)3④中和

Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3?Al2O3+3CaSO4?2H2O+3CO2§5.2煙氣脫硫技術(shù)硫酸鋁循環(huán)使用（2）工藝流程

§5.2煙氣脫硫技術(shù)堿式硫酸鋁-石膏法工藝流程氧化塔§5.2煙氣脫硫技術(shù)(3)影響因素

①吸收液堿度生產(chǎn)中常常將堿度控制在20﹪～30﹪

中和后的吸收劑堿度控制為25﹪～35﹪。②操作液氣比

吸收段液氣比值控制為10L/m3

，增濕段則為3L/m3。③氧化催化劑一般使用MnSO4作催化劑,加入量為1～2g/L§5.2煙氣脫硫技術(shù)5.2.1.3鈉堿吸收法

用NaOH或NaCO3水溶液吸收廢氣中的SO2后，直接將吸收液處理成副產(chǎn)物。（1）循環(huán)鈉堿法：

2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO32NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+2CO22NaOH+SO2=Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2=2NaHSO3

2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O§5.2煙氣脫硫技術(shù)隨著Na2SO3逐漸轉(zhuǎn)變成NaHSO3，溶液的pH值逐漸下降；當(dāng)吸收液pH降低到一定值，溶液的吸收能力降低，這是需要將含有NaHSO3的吸收液送入解吸系統(tǒng)，加熱使NaHSO3分解，獲得固體NaSO3和高濃度SO2。這種方法可以回收高濃度SO2，適合大流量煙氣的凈化，脫硫效率大于90%。(2)亞硫酸鈉法

將吸收后得到的NaHSO3溶液用NaOH或Na2CO3中和，使NaHSO3轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2SO3，反應(yīng)方程式為：

NaOH+NaHSO3=Na2SO3+H2ONa2CO3+2NaHSO3=2Na2SO3+H2O+CO2§5.2煙氣脫硫技術(shù)亞硫酸鈉法工藝流程圖§5.2煙氣脫硫技術(shù)將配好的Na2CO3溶液送入吸收塔，與含有SO2的氣體逆流接觸，當(dāng)循環(huán)也pH為5.6-6.0時(shí)，即可得到NaHSO3溶液。將吸收后的NaHSO3溶液送至中和槽，用NaOH溶液中和至pH7左右，用蒸汽加熱，除掉其中CO2，加入適量的硫化鈉溶液以出去鐵和重金屬離子。然后采用NaOH中和至pH12，在加入少量活性炭脫色，可得到濃度21%的Na2SO3溶液;用蒸汽加熱濃縮，結(jié)晶，用離心機(jī)甩干，烘干后得到Na2SO3產(chǎn)品，純度達(dá)96%。優(yōu)點(diǎn)：脫硫效率90-95%，工藝流程簡單，操作方便，脫硫費(fèi)用低。缺點(diǎn)：堿的消耗量大，只適合小流量煙氣的凈化。5.2.1.4氨吸收法（1）反應(yīng)原理①吸收

2NH3+SO2+H2O＝(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O＝2NH4HSO3

尾氣中含有O2和CO2，吸收過程中發(fā)生副反應(yīng)：

2(NH4)2SO3+O2

＝2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2

＝2NH4HSO42NH3+H2O+CO2

＝(NH4)2CO3

§5.2煙氣脫硫技術(shù)②酸解

NH4HSO3+H2SO4

＝(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O(NH4)2SO3+H2SO4

＝(NH4)2SO4+SO2↑+H2O③中和

NH3+H2SO4

＝(NH4)2SO4§5.2煙氣脫硫技術(shù)(2)工藝流程氨-酸法凈化硫酸尾氣工藝流程1-尾氣吸收塔；2-母液循環(huán)槽；3-母液循環(huán)泵；4-母液高位槽；5-硫酸高位槽；6-反應(yīng)槽；7-分解塔；8-中和槽；9-硫酸銨液泵

§5.2煙氣脫硫技術(shù)兩段氨吸收法流程圖§5.2煙氣脫硫技術(shù)5.2.1.5氧化鎂法(1)反應(yīng)原理①吸收

MgO+H2O＝Mg(OH)2(漿液)Mg(OH)2+SO2+5H2O＝MgSO3?6H2OMgSO3+SO2+H2O＝Mg(HSO3)2Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O＝2MgSO3?6H2OMgSO3+O2

＝MgSO4MgO+SO3

＝MgSO4§5.2煙氣脫硫技術(shù)②分離干燥從吸收塔中排出的吸收液中固體含量為10%，固液分離后進(jìn)行干燥，除去結(jié)晶水，得到MgSO3、MgSO4、MgO和惰性組分（如飛灰）的混合物。由于干燥過程排出的尾氣需通過旋風(fēng)除塵器捕集夾帶的固體顆粒。③分解將干燥后的MgSO3和MgSO4煅燒，重新得到MgO，同時(shí)放出SO2。

C+1/2O2

＝COMgSO3

＝MgO+SO2↑MgSO4+CO＝MgO+SO2↑+CO2↑

§5.2煙氣脫硫技術(shù)(2)工藝流程氧化鎂吸收法凈化鍋爐煙氣工藝流程圖開米柯文氏管洗滌器§5.2煙氣脫硫技術(shù)氧化鎂吸收法凈化鍋爐煙氣系統(tǒng)圖§5.2煙氣脫硫技術(shù)5.2.1.6海水煙氣脫硫技術(shù)(1)反應(yīng)原理①吸收

SO2+H2O＝H2SO3H2SO3

＝2H++SO32-②氧化

2SO32-+O2

＝SO42-H++HCO3ˉ＝H2CO3H2CO3

＝H2O+CO2↑§5.2煙氣脫硫技術(shù)(2