工业烟气脱硫技术进展

有关工业烟气脱硫技术研究进展摘

要

本本文针对工业业烟气的脱硫硫技术的研究究现状及研究究方向进行综综合性分析。

关键词词

烟气

脱硫

技术

研究

1

前言

SO2是造成大气气污染的主要要污染物之一一，有效控制制工业烟气中中SO2是当前刻不不容缓的环保保课题。

据国家环保保统计，每年年各种煤及各各种资源冶炼炼产生二氧化化硫（SO2）达2158..7万t，高居世界界第一位，其其中工业来源源排放量1800万t，占总排放放量的83％。其中我我国目前的一次能能源消耗中，煤煤炭占76％，在今后后若干年内还还有上升的趋趋势。我国每每年排入大气气的87％的SO2来源于煤的的直接燃烧。随随着我国工业业化进程的不不断加快，SO2的排放量也也日渐增多。

2、烟气脱硫硫技术进展

目前，烟气气脱硫技术根根据不同的划划分方法可以分为为多种方法；；其中最常用用的是根据操操作过程的物物相不同，脱脱硫方法可分分为湿法、干干法和半干法法[1]。

2.11

湿法烟气脱脱硫技术

优点：湿法法烟气脱硫技技术为气液反反应，反应速速度快，脱硫硫效率高，一一般均高于90％，技术成成熟，适用面面广。湿法脱脱硫技术比较较成熟，生产产运行安全可可靠，在众多多的脱硫技术术中，始终占占据主导地位位，占脱硫总总装机容量的的80％以上[2]。

缺点：生成成物是液体或或淤渣，较难难处理，设备备腐蚀性严重重，洗涤后烟烟气需再热，能能耗高，占地地面积大，投投资和运行费费用高。系统统复杂、设备备庞大、耗水水量大、一次次性投资高，一一般适用于大大型电厂。

分类：常用用的湿法烟气气脱硫技术有有石灰石-石膏法、间间接的石灰石石-石膏法、柠柠檬吸收法等等。

A

石灰石／石石灰-石膏法：

原理：是利利用石灰石或或石灰浆液吸吸收烟气中的的SO2，生成亚硫硫酸钙，经分分离的亚硫酸酸钙（CaO3S）可以抛弃弃，也可以氧氧化为硫酸钙钙（CaSO4），以石膏膏形式回收。是是目前世界上上技术最成熟熟、运行状况况最稳定的脱脱硫工艺，脱脱硫效率达到到90％以上。

B

间接石灰石-石膏法:

常见的间接接石灰石-石膏法有：：钠碱双碱法法、碱性硫酸酸铝法和稀硫硫酸吸收法等等。原理：钠钠碱、碱性氧氧化铝(Al2OO3·nH22O)或稀硫酸（H2SO4）吸收SO2，生成的吸吸收液与石灰灰石反应而得得以再生，并并生成石膏。该该法操作简单单，二次污染染少，无结垢垢和堵塞问题题，脱硫效率率高，但是生生成的石膏产产品质量较差差。

C

柠檬吸收法法：

原理：柠檬檬酸(H3C66H5O7··H2O)溶液具有较较好的缓冲性性能，当SO2气体通过柠柠檬酸盐液体体时，烟气中中的SO2与水中H发生反应生生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99％以上。这这种方法仅适适于低浓度SO2烟气，而不不适于高浓度度SO2气体吸收，应应用范围比较较窄[3]。

另外，还有有海水脱硫法法、磷铵复肥肥法、液相催催化法等湿法法烟气脱硫技技术。

2.22

干法烟气脱脱硫技术

优点：干法法烟气脱硫技技术为气同反反应，相对于于湿法脱硫系系统来说，设设备简单，占占地面积小、投投资和运行费费用较低、操操作方便、能能耗低、生成成物便于处置置、无污水处处理系统等。

缺点：但反反应速度慢，脱脱硫率低，先先进的可达60-80％。但目前前此种方法脱脱硫效率较低低，吸收剂利利用率低，磨磨损、结垢现现象比较严重重，在设备维维护方面难度度较大，设备备运行的稳定定性、可靠性性不高，且寿寿命较短，限限制了此种方方法的应用。

分类：常用用的干法烟气气脱硫技术有有活性碳吸附附法、电子束辐射法法、荷电干式式吸收剂喷射射法、金属氧氧化物脱硫法法等。

典型的干法法脱硫系统是是将脱硫剂(如石灰石、白白云石或消石石灰)直接喷入炉炉内。以石灰灰石为例，在在高温下煅烧烧时，脱硫剂剂煅烧后形成成多孔的氧化化钙颗粒，它它和烟气中的的SO2反应生成硫硫酸钙，达到到脱硫的目的的。

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为三氧氧化硫(SO3)，再与水反反应生成H2SO4，饱和后的的活性碳可通通过水洗或加加热再生，同同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副副产品H2SO4，液态SO2和单质硫，即即可以有效地地控制SO2的排放，又又可以回收硫硫资源。该技技术经西安交交通大学对活活性炭进行了了改进，开发发出成本低、选选择吸附性能能强的ZL30，ZIA0，进一步完完善了活性炭炭的工艺，使使烟气中SOO2吸附率达到95.8％，达到国国家排放标准准[4]。

B

电子束辐射射法：

原理：用高高能电子束照照射烟气，生生成大量的活活性物质，将将烟气中的SO2和氮氧化物物氧化为SO3和二氧化氮(NO2)，进一步生生成H2SO4和硝酸(NaNOO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCOO3)吸收剂吸收

C

荷电干式吸吸收剂喷射脱脱硫法(CD．SI):

原理：吸收收剂以高速流流过喷射单元元产生的高压压静电电晕充充电区，使吸吸收剂带有静静电荷，当吸吸收剂被喷射射到烟气流中中，吸收剂因因带同种电荷荷而互相排斥斥，表面充分分暴露，使脱脱硫效率大幅幅度提高。此此方法为干法法处理，无设设备污染及结结垢现象，不不产生废水废废渣，副产品品还可以作为为肥料使用，无无二次污染物物产生，脱硫硫率大于90％[7]，而且设备备简单，适应应性比较广泛泛。但是此方方法脱硫靠电电子束加速器器产生高能电电子；对于一一般的大型企企业来说，需需大功率的电电子枪，对人人体有害，故故还需要防辐辐射屏蔽，所所以运行和维维护要求高。四四川成都热电电厂建成一套套电子脱硫装装置，烟气中中SO2的脱硫达到到国家排放标标准。

D

金属氧化物物脱硫法：

原理：根据SO2是一种比较较活泼的气体体的特性，氧氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3OO4)

、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的的吸附性，在在常温或低温温下，金属氧氧化物对SO2起吸附作用用，高温情况况下，金属氧氧化物与SO2发生化学反反应，生成金金属盐。然后后对吸附物和和金属盐通过过热分解法、洗洗涤法等使氧氧化物再生。这这是一种干法法脱硫方法，虽虽然没有污水水、废酸，不不造成污染，但但是此方法也也没有得到推推广，主要是是因为脱硫效效率比较低，设设备庞大，投投资比较大，操操作要求较高高，成本高。该该技术的关键键是开发新的的吸附剂。

以上几种SO2烟气治理技技术目前应用用比较广泛的的，虽然脱硫硫率比较高，但但是工艺复杂杂，运行费用用高，防污不不彻底，造成成二次污染等等不足，与我我国实现经济济和环境和谐谐发展的大方针针不相适应，故故有必要对新新的脱硫技术术进行探索和和研究。2.3

半干法烟气气脱硫技术

半干法脱硫硫包括喷雾干干燥法脱硫、半半干半湿法脱脱硫、粉末一一颗粒喷动床床脱硫、烟道道喷射脱硫等等。

A

喷雾干燥法[5]：

喷雾干燥燥脱硫方法是是利用机械或或气流的力量量将吸收剂分分散成极细小小的雾状液滴滴，雾状液滴滴与烟气形成成比较大的接接触表面积，在在气液两相之之间发生的一一种热量交换换、质量传递递和化学反应应的脱硫方法法。一般用的的吸收剂是碱碱液、石灰乳乳、石灰石浆浆液等，目前前绝大多数装装置都使用石石灰乳作为吸吸收剂。一般般情况下，此此种方法的脱脱硫率65％～85％。其优点点：脱硫是在在气、液、固固三相状态下下进行，工艺艺设备简单，生生成物为干态态的CaSO

、CaSO

，易处理，没没有严重的设设备腐蚀和堵堵塞情况，耗耗水也比较少少。缺点：自自动化要求比比较高，吸收收剂的用量难难以控制，吸吸收效率不是是很高。所以以，选择开发发合理的吸收收剂是解决此此方法面临的的新难题。B

半干半湿法法：

半干半湿法法是介于湿法法和干法之间间的一种脱硫硫方法，其脱硫硫效率和脱硫硫剂利用率等等参数也介于于两者之间，该该方法主要适适用于中小锅锅炉的烟气治治理。这种技技术的特点是是：投资少、运运行费用低，脱脱硫率虽低于于湿法脱硫技技术，但仍可可达到70％tn，并且腐蚀蚀性小、占地地面积少，工工艺可靠。工工业中常用的的半干半湿法法脱硫系统与与湿法脱硫系系统相比，省省去了制浆系系统，将湿法法脱硫系统中中的喷入Ca(OHH)：水溶液改改为喷入CaO或Ca(OHH)：粉末和水水雾。与干法法脱硫系统相相比，克服了了炉内喷钙法法SO2和CaO反应效率低低、反应时间间长的缺点，提提高了脱硫剂剂的利用率，且且工艺简单，有有很好的发展展前景。

C

粉末一颗粒粒喷动床半千千法烟气脱硫硫法:

技术原理：：含SO2的烟气经过过预热器进入入粉粒喷动床床，脱硫剂制制成粉末状预预先与水混合合，以浆料形形式从喷动床床的顶部连续续喷人床内，与与喷动粒子充充分混合，借借助于和热烟烟气的接触，脱脱硫与干燥同同时进行。脱脱硫反应后的的产物以干态态粉末形式从从分离器中吹吹出。这种脱脱硫技术应用用石灰石或消消石灰做脱硫硫剂。具有很很高的脱硫率率及脱硫剂利利用率，而且且对环境的影影响很小。但但进气温度、床床内相对湿度度、反应温度度之间有严格格的要求，在在浆料的含湿湿量和反应温温度控制不当当时，会有脱脱硫剂粘壁现现象发生。

D

烟道喷射半半干法烟气脱脱硫:

该方法利用用锅炉与除尘尘器之间的烟烟道作为反应应器进行脱硫硫，不需要另另外加吸收容容器，使工艺艺投资大大降降低，操作简简单，需场地地较小，适合合于在我国开开发应用。半半干法烟道喷喷射烟气脱硫硫即往烟道中中喷人吸收剂剂浆液，浆滴滴边蒸发边反反应，反应产产物以干态粉粉末出烟道。

3

新兴的烟气气脱硫方法以以及当前研究究的热点

最近几年，科科技突飞猛进进，环境问题题已提升到法律律高度。我国国的科技工作作者研制出了了一些新的脱脱硫技术，但但大多还处于于试验阶段，有有待于进一步步的工业应用用验证。

3．1

硫化碱脱硫硫法

由Outokkumpu公司开发研研制的硫化碱碱脱硫法主要要利用工业级级硫化纳作为为原料来吸收收SO2工业烟气，产产品以生成硫硫磺为目的。反反应过程相当当复杂，有Na2SOO4、Na2SOO3、Na2S2203、S、Na2Sx等物质生成成，由生成物物可以看出过过程耗能较高高，而且副产产品价值低，华华南理工大学学的石林经过过研究表明过过程中的各种种硫的化合物物含量随反应应条件的改变变而改变，将将溶液pH值控制在5.5—6.5之间，加入入少量起氧化化作用的添加加剂TFS，则产品主主要生成Na2S2203，过滤、蒸蒸发可得到附附加值高的5H

0··Na2S2203，，而且脱脱硫率高达97％，反应过过程为：SO2+NNa2S=NNa2S2003+S。此种脱硫硫新技术已通通过中试，正正在推广应用用。

3．2

膜吸收法

以有机高分分子膜为代表表的膜分离技技术是近几年年研究出的一一种气体分离离新技术，已已得到广泛的的应用，尤其其在水的净化化和处理方面面。中科院大大连物化所的的金美等研究究员创造性地地利用膜来吸吸收脱出SO2气体，效果果比较显著，脱脱硫率达90％。过程是是：他们利用用聚丙烯中空空纤维膜吸收收器，以NaOH溶液为吸收收液，脱除SO2气体，其特特点是利用多多孔膜将气体体SO2气体和NaOH吸收液分开开，SO2气体通过多多孔膜中的孔孔道到达气液液相界面处，SO2与NaOH迅速反应，达达到脱硫的目目的。此法是是膜分离技术术与吸收技术术相结合的一一种新技术，能能耗低，操作作简单，投资资少。

3．3

微生物脱硫硫技术

根据微生物物参与硫循环环的各个过程程，并获得能能量这一特点点，利用微生生物进行烟气气脱硫，其机机理为：在有有氧条件下，通通过脱硫细菌菌的间接氧化化作用，将烟烟气中的SO2氧化成硫酸酸，细菌从中中获取能量。

生物法脱硫硫与传统的化化学和物理脱脱硫相比，基基本没有高温温、高压、催催化剂等外在在条件，均为为常温常压下下操作，而且且工艺流程简简单，无二次次污染。国外外曾以地热发发电站每天脱脱除5t量的H：S为基础；计算算微生物脱硫硫的总费用是是常规湿法50％[6]。无论对于于有机硫还是是无机硫，一一经燃烧均可可生成被微生生物间接利用用的无机硫SO2，因此，发发展微生物烟烟气脱硫技术术，很具有潜潜力。四川大大学的王安等等人在实验室室条件下，选选用氧化亚铁铁杆菌进行脱脱硫研究，在在较低的液气气比下，脱硫硫率达98％。

4、烟气脱硫硫技术发展趋趋势

目前已有的各各种技术都有有自己的优势势和缺陷，具具体应用时要要具体分析，从投资资、运行、环环保等各方面面综合考虑来来选择一种适适合的脱硫技技术。随着科科技的发展，某某一项新技术术韵产生都会会涉及到很多多不同的学科科，因此，留留意其他学科科的最新进展展与研究成果果，并把它们们应用到烟气气脱硫技术中中是开发新型型烟气脱硫技技术的重要途途径，例如微微生物脱硫、电子束法脱硫等脱硫新技术，由于他们各自独特的特点都将会有很大的发展空间。随着人们对环境治理的日益重视和工业烟气排放量的不断增加，投资和运行费用少、脱硫效率高、脱硫剂利用率高、污染少、无二次污染的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。

各种各样的烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益，但是还存在一些不足，随着生物技术及高新技术的不断发展，电子束脱硫技术和生物脱硫等