煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

1、    煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢    劉斌摘要：為時(shí)工業(yè)生產(chǎn)中的硫污染能夠堅(jiān)強(qiáng)，就得采用先進(jìn)、科學(xué)的方法來處理排放的二氧化硫。近些年人們的環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng)，相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)制度也更加嚴(yán)格，我國大多數(shù)工廠將煙氣脫硫技術(shù)加入了生產(chǎn)工藝中，在很大程度上改善了我國的大氣污染。本文主要分析了煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，僅供參考。關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢中圖分類號(hào)： c35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a二氧化硫是造成酸雨的主要原因，同時(shí)也是形成pm2. 5的前體物質(zhì)，是霧霾天氣的重要成因之一。2011 年8 月，國務(wù)院發(fā)布的“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案中明確提出

2、了約束性指標(biāo): 二氧化硫在“十一五”末的基礎(chǔ)上減排8%。2011 年12 月，國家“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃公布，為達(dá)到減排8%的目標(biāo)，二氧化硫排放量要由2010 年的2267. 8萬t 降低到2015 年2086. 4 萬t。與此同時(shí)，我國的煤炭消費(fèi)量預(yù)計(jì)將由2010 年的30 億t 增長到2015 年的38 億t 左右。因此，二氧化硫減排任務(wù)十分艱巨。一、煙氣脫硫的基本原理煙氣中的so2 實(shí)質(zhì)上是酸性的，可以通過與適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)反應(yīng)從煙氣中脫除so2。煙道氣脫最常用的堿性物質(zhì)是石灰石(碳酸鈣)、生石灰(氧化鈣，cao)和熟石灰(氫氧化鈣)。石灰石產(chǎn)量豐富，因而相對(duì)便宜，生石灰和熟石灰都是由石灰

3、石通過加熱來制取。有時(shí)也用碳酸納(純堿)、碳酸鎂和氨等其它堿性物質(zhì)。所用的堿性物質(zhì)與煙道氣中的so2發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了一種亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物(根據(jù)所用的堿性物質(zhì)不同，這些鹽可能是鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)。亞硫酸鹽和硫酸鹽間的比率取決于工藝條件，在某些工藝中，所有亞硫酸鹽都轉(zhuǎn)化成了硫酸鹽。so2與堿性物質(zhì)間的反應(yīng)或在堿溶液中發(fā)生(濕法煙道氣脫硫技術(shù))，或在固體堿性物質(zhì)的濕潤表面發(fā)生(干法或半干法煙道氣脫硫技術(shù))。在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，堿性物質(zhì)(通常是堿溶液，更多情況是堿的漿液)與煙道氣在噴霧塔中相遇。煙道氣中so2溶解在水中，形成一種稀酸溶液，然后與溶解在水中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。反應(yīng)生成

4、的亞硫酸鹽和硫酸鹽從水溶液中析出，析出情況取決于溶液中存在的不同鹽的相對(duì)溶解性。例如，硫酸鈣的溶解性相對(duì)較差，因而易于析出。硫酸納和硫酸銨的溶解性則好得多。在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，固體堿性吸收劑或使煙氣穿過堿性吸收劑床噴入煙道氣流中，使其與煙道氣相接觸。無論哪種情況，so2都是與固體堿性物質(zhì)直接反應(yīng)，生成相應(yīng)的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應(yīng)能夠進(jìn)行，固體堿性物質(zhì)必須是十分疏松或相當(dāng)細(xì)碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，水被加入到煙道氣中，以在堿性物質(zhì)顆粒物表面形成一層液膜，so2溶入液膜，加速了與固體堿性物質(zhì)的反應(yīng)。二、煙氣脫硫相關(guān)技術(shù)政策及規(guī)范國家環(huán)保部2010 年環(huán)發(fā)23 號(hào)文hj-b

5、at-001燃煤電廠污染防治最佳可行技術(shù)指南( 試行) 及國家環(huán)保部2011 年環(huán)發(fā)405 號(hào)文燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策( 修訂征求意見稿) ，鼓勵(lì)發(fā)展石灰石/石灰 石膏法、氨法、煙氣循環(huán)流化床法三種脫硫工藝。煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)遵循的工程技術(shù)規(guī)范有：hj /t 1792005火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石/石灰 石膏法，適用于400 t /h( 100 mw) 及以上鍋爐，脫硫效率不低于95%; hj 20012010火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范氨法，適用于100 mw 及以上機(jī)組，脫硫效率不低于95%，氨逃逸濃度低于10 mg /m3，氨回收率不小于96. 5%; 火電廠煙氣脫硫工程技

6、術(shù)規(guī)范海水法( 2013 年2 月征求意見稿) ，適用于單機(jī)容量300 mw 及以上濱海火電廠，脫硫效率不低于95%; hj /t 1782005火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范煙氣循環(huán)流化床法，適用于65 1025 t /h ( 15 300 mw) 鍋爐，脫硫效率不低于85%;以及hj 4622009工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范。根據(jù)以上國家煙氣脫硫相關(guān)技術(shù)政策，石灰石/石灰 石膏法脫硫工藝、海水脫硫法和氨法脫硫工藝屬于濕法脫硫，脫硫效率高，二氧化硫減排效果顯著，是國家重點(diǎn)鼓勵(lì)支持發(fā)展的工藝技術(shù)路線。三、我國煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)階段，我國大多數(shù)工廠開始運(yùn)營煙氣脫硫技術(shù)，而很多地方的

7、大氣污染在這幾年也都在一定程度上得了改善。不過，不同的地區(qū)和工廠，其,所采用的煙氣脫硫技術(shù)也是不一樣的，就現(xiàn)下發(fā)展中運(yùn)用較多的就是干法煙氣脫硫技術(shù)、濕法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫硫技術(shù)這三種技術(shù)。（一）干法脫硫技術(shù)在干的狀態(tài)下對(duì)脫硫吸收和產(chǎn)物處理，就是干法煙氣脫硫技術(shù)，這種方法的運(yùn)行流程較短，并且不會(huì)排出污水廢酸等有害物質(zhì)，由于凈化后煙氣的溫度較高，使得煙囪的排氣擴(kuò)散較快較徹底，使設(shè)備的腐蝕率降低，這是干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。但是這項(xiàng)技術(shù)也有其不足之處，在干法和半干法脫硫技術(shù)中，都是使用石灰為脫硫劑，石灰的鈣和硫的比例較高，因此，相對(duì)于濕法來說，干法和半干法的脫硫效率和脫硫劑的利用率較低。噴鈣循環(huán)

8、流化床反應(yīng)器、電子束照射法。爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝和荷電干式吸收劑噴射脫硫法等在干法脫硫技術(shù)中比較常見。（二）濕法脫硫技術(shù)在濕的狀態(tài)下，利用液體或者漿狀吸收劑對(duì)脫硫或者脫硫產(chǎn)物進(jìn)行處理，就是濕法煙氣脫硫技術(shù)。濕法煙氣脫硫的技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：脫硫過程中發(fā)生反應(yīng)的速度較快，設(shè)備較為簡單，脫硫的效率較高，鈣和硫的比例較低等。缺點(diǎn)是:對(duì)設(shè)備的腐蝕較為嚴(yán)重，占地面積和進(jìn)行投資的運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高，容易造成二次污染等。在濕法煙氣脫硫技術(shù)中，煙氣溫度的降低使得煙氣向外擴(kuò)散受到影響，在對(duì)同等量的煙氣進(jìn)行處理時(shí)，利用濕法凈化系統(tǒng)的投資要比半干法高出三分之一。石灰石石膏法、氧化鎂法、磷銨肥法、雙堿法、海水脫硫法等濕法

9、煙氣脫硫技術(shù)比較常見。（三）半干法脫硫技術(shù)半干法煙氣脫硫技術(shù)主要是將濕法和干法脫硫的技術(shù)特點(diǎn)相結(jié)合，在吸收裝置中放入濕態(tài)吸收劑，煙氣的熱量將吸收劑干燥的過程中，與其中的二氧化硫反應(yīng)，致使生成亞硫酸鈣，最后變成干粉狀物質(zhì)。煙氣循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)、增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)以及旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法等在半干法脫硫技術(shù)中比較常見。四、我國煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）有機(jī)胺脫硫有機(jī)胺法是在化工行業(yè)脫除硫化氫的工藝上發(fā)展起來的，在有色金屬、化工、電力等工業(yè)領(lǐng)域中得以運(yùn)用?；瘜W(xué)平衡和再生之間的關(guān)系是有機(jī)胺脫硫的精華所在。有機(jī)胺脫硫工藝主要由煙氣凈化、吸收工序、解吸工序和后續(xù)硫酸裝置等組成。該工藝可處理的煙氣范圍廣，系

10、統(tǒng)脫硫效率可達(dá)到99% 以上，處理煙氣二氧化硫含量在0. 08% 14%，副產(chǎn)物為98%濃硫酸，是重要的化工原料，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。目前，我國第一套工業(yè)化有機(jī)胺脫硫工程正在貴州福泉電廠( 2 × 660 mw 級(jí)機(jī)組) 建設(shè)中，預(yù)計(jì)2013年內(nèi)投產(chǎn)，總投資近8 億元。有機(jī)胺脫硫工藝流程長，需配套下游硫酸裝置，一次投資較大，經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性待工程投產(chǎn)后檢驗(yàn)。有機(jī)胺脫硫工藝適合于高硫煤及電廠附近有較大硫酸需求的場合。（二）脫硫添加劑濕法脫硫是當(dāng)今世界上最主要的煙氣脫硫技術(shù)，向濕法脫硫系統(tǒng)中加入脫硫添加劑能夠提高脫硫效率、提高吸收劑的利用率以及降低系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)于石灰石 石膏

11、法，在脫硫吸收液中加入添加劑，可以有效促進(jìn)石灰石的溶解，提高石灰石活性成分利用率，強(qiáng)化氣液相傳質(zhì)效果，從而提高脫硫效率。添加劑分為無機(jī)添加劑和有機(jī)添加劑，對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)，與無機(jī)添加劑相比，有機(jī)添加劑不但能夠提高脫硫效率和吸收劑利用率，而且可以防止脫硫系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕。（三）生物脫硫化石燃料中70% 的硫是以雜環(huán)化合物形式存在，包括苯并噻吩、二苯并噻吩及其他噻吩。生物脫硫的原理是利用煙氣中的二氧化硫通過吸收塔或水膜除塵器轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽、硫酸鹽; 在厭氧環(huán)境及有外加碳源的條件下，硫酸鹽還原菌( sb) 將亞硫酸鹽、硫酸鹽還原成硫化物; 然后再在有氧條件下，好氧微生物將硫化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，實(shí)現(xiàn)二氧化硫的脫除。walter 等人研究表明，與脫硫效率密切相關(guān)的因素有3 個(gè)：（1） 微生物對(duì)碳?xì)浠衔锏囊栏角闆r。（2）物質(zhì)的擴(kuò)散。（3）輔助吸收機(jī)制。生物脫硫技術(shù)具有操作溫度和壓力低，投資較少，無廢料排出等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。在我國已有成功工程應(yīng)用案例。生物脫硫的難點(diǎn)是要合理解決煙氣溫度較高和生物法脫硫常溫操作之間的矛盾，培育更適于煙氣脫硫的耐高溫脫硫菌。結(jié)語總而言之，硫污染在我國的工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)非常嚴(yán)重，而當(dāng)前大多數(shù)工廠都已具備一定的脫硫技術(shù)和措施，能夠有效的環(huán)節(jié)硫污染。不過，現(xiàn)有的煙氣脫硫技術(shù)還有很多的不足之處，需要我們結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步的做出