脱硫技术原理

⒈SO2和SO3的吸收 SO2十H2O→H++HSO3- SO3十H2O→H2SO4 SO2和SO3吸收的关键是提高其他水中的溶解度，PH值越高，水的表面积越大，气相湍流度越高，SO2和SO3的溶解量越大。

2. 与石灰石浆液反应 CaCO3十2H++HSO3-→Ca2+十HSO3-+H2O十CO2 CaCO3十H2SO4 → CaSO4+H2O十CO2 CaCO3 +2HCl→CaCl2+H2O十CO2 本步骤的关键是提高CaCO3的溶解度，PH值越低，溶解度越大。系统组成 ——烟气系统——吸收塔系统 ——制浆系统 ——浆液疏排系统 ——process water

工艺水系统 ——石膏脱水与储运系统 ——废水处理系统

石灰石-石膏湿法脱硫的优点

1、工艺成熟，最大单机容量超过1000MW;

2、脱硫效率高≥95%,Ca/S≤1.03;

3、系统运行稳定，可用率≥95%;

4、脱硫剂—石灰石，价廉易得;

5、脱硫副产品—石膏，可综合利用;

6、建设期间无需停机。

脱硫的缺点：

系统复杂，占地面积大;造价高，一次性投资大;运行较多、运行费用高，副产品处理问题。

一、燃烧前煤脱硫技术

主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。

1、物理法：主要指重力选煤，利用煤中有机质和硫铁矿的密度差异而使它们分离。该法的影响因素主要有煤的破碎粒度和硫的状态等。主要方法有跳汰选煤，重介质选煤，风力选煤等。

2、化学法：可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选;化学法又包括碱法脱硫，气体脱硫，热解与氢化脱硫，氧化法脱硫等。

3、微生物法：在细菌浸出金属的基础上应用于煤炭工业的一项生物工程新技术，可脱除煤中的有机硫和无机硫。

中国当前的煤炭入洗率较低，大约在 20%左右，而美国为 42%，英国为94.9%，法国为 88.7%，日本为 98.2%。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。然而，物理选洗仅能去除煤中无机硫的 80%，占煤中硫总含量的 15%～30%，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。

二、燃烧中煤脱硫技术

煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、 碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。

在中国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种：型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。

1、型煤固硫技术：将不同的原料经筛分后按一定比例配煤，粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等，其加入量视含硫量而定。燃用型煤可大大降低烟气中二氧化硫、一氧化碳和烟尘浓度，节约煤炭，经济效益和环境效益相当可观，但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。

2、流化床燃烧脱硫技术：把煤和吸附剂加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮进行流化燃烧，形成了湍流混合条件，延长了停留时间，从而提高了燃烧效率。其反应过程是煤中硫燃烧生成二氧化硫，同时石灰石煅烧分解为多孔状氧化钙，二氧化硫到达吸附剂表面并反应，从而达到脱硫效果。流化床燃烧脱硫的主要影响因素有钙硫比，煅烧温度，脱硫剂的颗粒尺寸孔隙结构和脱硫剂种类等。

为提高脱硫效率，可采用以下方法：

⑴改进燃烧系统的设计及运行条件

⑵脱硫剂预煅烧

⑶运用添加剂，如碳酸钠，碳酸钾等

⑷开发新型脱硫剂

三、 燃烧后烟气脱硫技术

烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，分别介绍如下：

1、湿法烟气脱硫技术 湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。该法的主要缺点是脱硫废水二次污染;系统易结垢，腐蚀;脱硫设备初期投资费用大;运行费用较高等。

⑴石灰石—石膏法烟气脱硫技术 该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫剂的副产品为石膏。该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水和废水处理系统。由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法烟气脱硫工艺中的主要脱硫剂，石灰石—石膏法烟气脱硫技术成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。该法脱硫效率高(大于95%)，工作可靠性高，但该法易堵塞腐蚀，脱硫废水较难处理。

⑵氨法烟气脱硫技术 该法的原理是采用氨水作为脱硫吸收剂，氨水与烟气在吸收塔中接触混合，烟气中的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，经结晶、脱水、干燥后即可制得硫酸氨(肥料)。该法的反应速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在结构和堵塞现象。另外 ，湿法烟气脱硫技术中还有钠法、双碱脱硫法和海水烟气脱硫法等，应根据吸收剂的来源、当地的具体情况和副产品的销路实际选用。

2、半干法烟气脱硫技术 主要介绍旋转喷雾干燥法。该法是美国和丹麦联合研制出的工艺。该法与烟气脱硫工艺相比，具有设备简单，投资和运行费用低，占地面积小等特点，而且烟气脱硫率达75%—90%。该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。

该法包括四个在步骤：

(1)吸收剂的制备;

(2)吸收剂浆液雾化;

(3)雾粒与烟气混合，吸收二氧化硫并被干燥;

(4)脱硫废渣排出。该法一般用生石灰做吸收剂。生石灰经熟化变成具有良好反应能力的熟石灰，熟石灰浆液经高达15000～20000r/min的高速旋转雾化器喷射成均匀的雾滴，其雾粒直径可小于100微米，具有很大的表面积，雾滴一经与烟气接触，便发生强烈的热交换和化学反应，迅速的将大部分水分蒸发，产生含水量很少的固体废渣，脱硫技术石灰石钙法:包括湿法烟气脱硫/半干法(阿尔斯通的NID)/干法(RCFB)和(CFB)如前面所述,应用在80%以上的火电厂氨法:用得较少,多在石化领域的电厂镁法:一种可以再生吸收剂的方法,国内好象没有海水法:要布置在海边才行。