典型氣態(tài)污染物凈化技術-二氧化硫的凈化（大氣污染治理技術）

氧化硫的凈化

氨法脫硫2、氨法脫硫工藝以氨溶液吸收SO2時，吸收塔內發(fā)生的主要反應為：2NH3＋SO2＋H2O→(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋SO2+H2O→2NH4HSO3(NH4)2SO3對SO2有很強的吸收能力，是氨吸收SO2過程中的主要吸收劑。氨法的優(yōu)點：反應速度快，吸收效率高，不容易結垢堵塞。①氨-酸法：吸收SO2后的吸收液用酸分解的方法。酸解用酸：硫酸、硝酸和磷酸等，分解產物不同。氨—酸法脫硫工藝由吸收、分解、中和三步。圖5.6氨—酸法凈化SO2流程圖①氨―酸法吸收：SO2在吸收塔內與氨水反應生成NH4HSO3和(NH4)2SO3分解：吸收液達到一定濃度時，抽出部分送至分解工序，加入濃硫酸使(NH4)2SO3、NH4HSO3分解出SO2

，回收SO2制酸或制成液體SO2

。中和：分解工序加入過量的酸用氨中和，制取硫酸氨，做化肥使用。②氨―亞硫酸銨法a.工作原理氨水作氨源，對SO2進行吸收，也可用固體碳酸氫銨（貯存、運輸、使用較方便）。吸收母液經中和、分離后，制成固體亞硫酸銨。固體亞硫酸銨用途：可在制漿造紙中代替燒堿，造紙廢液又可作肥料使用。吸收反應式：2NH4HCO3+SO2=(NH4)2SO3+H2O+CO2(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3副反應：(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4圖5.7氨―亞硫酸銨法工藝流程b.工藝過程：吸收、中和與分離

海水脫硫工藝氧化硫的凈化海水脫硫工藝一、概念：海水煙氣脫硫工藝是以天然海水為吸收劑來脫除煙氣中SO2的濕法脫硫技術。

世界上第一座用海水進行火電廠排煙脫硫的裝置是1988年在印度孟買建成的，采用的是ABB的海水脫硫技術。

中國第一座海水脫硫工程應用在深圳西部電電力有限公司2號300ＭＷ機組，1999年投產運行。國產首臺30萬KW海水脫硫深圳西部電廠脫硫海水脫硫工藝二、分類：

1、Flakt-Hydro海水脫硫工藝:

用純海水作為吸收劑的工藝，以挪威ABB公司開發(fā)的Flakt-Hydro海水脫硫工藝為代表，有較多的工業(yè)應用。

2、Bechtel海水脫硫工藝：

在海水中加入一定量石灰石以調節(jié)吸收液的堿度，以美國的Bechtel公司的海水煙氣脫硫技術為代表，在美國已建成示范工程，但未推廣應用。三、Flakt-Hydro海水脫硫工藝1、工藝脫硫原理

海水脫硫是利用海水的天然堿性溶解和吸收煙氣中SO2，正常海水中含有約3.5%的鹽分，碳酸鹽約占海水中鹽分的0.34%，海水不斷與海底和沿岸的堿性沉淀物接觸來維持海水中碳酸鹽的平衡，河流不斷地將可溶性的石灰石送入大海，海水中的這種成分具有大量吸收和中和二氧化硫的能力。主要化學反應方程式:

吸收塔中：SO2(g)→SO2(aq)

SO2(aq)+H2O→SO32-+2H+

曝氣池中：SO32-+0.5O2→SO42-

CO32-+H+→HCO3-

HCO3-+H+→H2CO3→H2O+CO2↑2、工藝流程：主要包括煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復系統(tǒng)

鍋爐排出的煙氣經除塵和冷卻后，從塔底送入吸收塔，有塔頂均勻噴灑的純海水逆向充分接觸混合，海水將煙氣中的SO2吸收生成SO32-。凈化后的煙氣通過氣-氣換熱器升溫后，經煙囪排入大氣。海水恢復系統(tǒng)的主體結構是曝氣池。來自吸收塔的酸性海水與凝汽器排出的堿性海水在曝氣池中充分混合，同時通過曝氣系統(tǒng)向池中鼓入適量的壓縮空氣，使海水中的亞硫酸鹽強制氧化為穩(wěn)定無害的硫酸鹽，同時釋放出CO2，使海水的pH值升到6.5以上，達標后排入大海。3、Flakt-Hydro海水脫硫工藝特點：①技術成熟、工藝簡單、脫硫率高、設備投資費用低；②不需任何添加劑，避免了石灰石的開采、加工、運輸貯存等；③不存在副產品及廢棄物，避免了處理廢棄物及二次污染等問題；④運行維護簡單，不會產生結垢和堵塞，具有較高的系統(tǒng)可用率，運行維護費用較石灰石一石膏濕法低；⑤占地少，投資及運行費用低，一般投資占電廠投資的7%～8%，全煙氣量處理時系統(tǒng)電耗占機組發(fā)電量的1%～1.5%左右。應用前景

海水脫硫不需要購買石灰石等原料，也不必處理脫硫副產品，因此運行費用要比石灰石濕法脫硫要低，煙氣海水脫硫工藝與石灰石-石膏工藝相比，具有投資和運行費用低、不需要吸收劑制備和副產品處理系統(tǒng)、不結垢等特點，系統(tǒng)也日趨完善。我國海岸線漫長，沿海地區(qū)經濟發(fā)達，燃煤電廠眾多，海水脫硫應用于海濱電廠有著廣闊的市場前景。氧化硫的凈化

石灰/石灰石-石膏法脫硫1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝工藝原理：利用石灰石/石灰漿液洗滌煙道氣，使之與SO2反應,生成亞硫酸鈣(CaSO3)，脫硫產物亞硫酸鈣可直接拋棄，也可以通空氣強制氧化和加入一些添加劑，以石膏形式進行回收，脫硫率達到95％以上。為了減輕SO2洗滌設備的負荷，先要將煙道氣除塵，然后再進入洗滌設備與吸收液發(fā)生反應。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝通常石灰/石灰石法由三個單元組成：

SO2吸收、固液分離、固體處理。工藝流程：排放煙氣→冷卻塔（洗滌、降溫至60℃左右，增濕）→二級串聯(lián)吸收塔（石灰漿液洗滌脫硫）→除霧→加熱器升溫（140℃左右）→煙囪→排入大氣。1）石灰/石灰石—石膏法脫硫工藝圖5.1石灰—石膏法工藝流程1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝②主要設備吸收設備：常用噴淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等，本工藝采用填料塔。氧化塔：回轉筒的轉速為500~1000r／min，空氣被導入并被撕裂成微細氣泡，加快氧化速度，氧化效率較高，沒有料漿堵塞。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝③操作影響因素漿液的pH值：

pH影響結垢、堵塞和活性鈍化。石灰石操作系統(tǒng)最佳pH值控制為5.8~6.2，石灰系統(tǒng)pH值控制在6~8。吸收溫度：低溫利于吸收吸收，但使反應速度變慢，綜合考慮一般在50~70℃。石灰石的粒度：粒度越小，比表面積大，反應面積大，提高石灰石的利用率和脫硫率。粒度在200~300目之間。液氣比：優(yōu)化計算和實驗，液氣比以15~20L/m3為宜。漿液濃度：漿液濃度過高易產生堵塞、磨損和結垢；但較低時，脫硫率較低，pH值不易控制。一般取10％~15％。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝氧化方式：自然氧化速度慢，強制氧化采用多，鼓入空氣。控制吸收液過飽和：防止系統(tǒng)結垢，加入二水硫酸鈣晶種，提供足夠的沉積面積，使溶解鹽優(yōu)先沉淀。吸收劑：石灰石比石灰容易制備，價格低廉，石灰石的吸收過程中亞硫酸鈣的氧化速率遠大于石灰吸收，應用更多。添加劑：防止結垢和堵塞，提高SO2脫除率，常用的添加劑：己二酸、硫酸鎂、氯化鈣等。原因：己二酸與石灰或石灰石反應，形成易溶的己二酸鈣，避免結垢和堵塞。實際應用中1t石灰石加入1~5kg己二酸。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝④操作中主要控制條件分解溫度：石灰石約為765℃，低于此溫度發(fā)生可逆反應。白云石約為344℃。脫硫反應有效溫度：煙氣溫度低，有利于脫硫反應。但溫度低反應速度較慢，控制在950~1100℃。MgO與SO2的控制溫度約為800℃。Ca(OH)2與SO2的控制溫度可以更低一些?？刂啤盁保红褵郎囟冗^高，氧化鈣的多孔體變?yōu)槊軐嶓w。石灰石噴入位置的爐膛溫度應該＜1100℃。石灰石的粒度：粒徑＜0.1mm。注意：石灰/石灰石直接噴射法所需設備少、投資省，但脫硫效率低，反應產物會沉積，只用在中小鍋爐上。

氨法脫硫氧化硫的凈化3、雙堿法雙堿法是針對石灰或石灰石法易結垢和堵塞的問題發(fā)展的一種脫硫工藝，又稱鈉堿法。首先采用鈉化合物(NaOH、Na2CO3或Na2SO3)溶液吸收煙氣中的SO2，生成Na2CO3和NaHSO3，接著用石灰或石灰石使吸收液再生為鈉溶液，并生成亞硫酸鈣或硫酸鈣沉淀。可避免鈣鹽結垢堵塞的問題，脫硫效率可達90%以上。雙堿法凈化SO2工藝流程1-吸收塔；2-噴淋裝置；3-除霧裝置；4-吸收液槽；5-緩沖器；6-濃縮池；7-過濾機；8-Na2CO3吸收液槽；9-石灰倉；10-中間倉；11-熟化器1）反應過程吸收反應為：2）

操作要點

吸收液濃度一般控制濃度范圍在0.15~0.4mol/L范圍內。結垢問題原因及控制：SO42+與Ca2+產生石膏結垢，保持石膏濃度在其臨界飽和度值1.3以下，即可避免；吸收煙氣中CO2形成碳酸鹽結垢，洗滌液pH＜9，可避免。硫酸鈉的去除硫酸鹽在系統(tǒng)中積聚，降低洗滌效率，可采用硫酸鹽苛化的方法或采用硫酸化使其變換為石膏去除。優(yōu)點：吸收效率高，脫硫率＞90%，不易結垢和堵塞；缺點：亞硫酸鈉的氧化形成硫酸鈉，降低了產品質量。氧化硫的凈化

旋轉噴霧干燥煙氣脫硫工藝旋轉噴霧干燥煙氣脫硫工藝（濕-干法）

工作過程：將石灰或Na2CO3等制成的漿液噴入霧化干燥反應器，霧化后的堿性液滴吸收煙氣中SO2，同時煙氣的熱量使液滴干燥形成石膏固體顆粒，再用袋式除塵器將固體顆粒分離。Ca(OH)2吸收SO2的總反應為：

Ca(OH)2＋SO2＋H2O→CaSO3·2H2OCaSO3·2H2O＋1/2O2→CaSO4·2H2O旋轉噴霧干燥煙氣脫硫工藝

工藝包括吸收劑制備、吸收和干燥、固體捕集以及固體廢物處置四個主要過程。圖5.3噴霧干燥法煙氣脫硫工藝流程①吸收劑制備石灰：活化氧化鈣含量為80%~90%是最好的；②吸收和干燥含SO2煙進入噴霧干燥器后，立即與霧化的漿液混合，氣相中SO2迅速溶解，并與吸收劑發(fā)生化學反應。同時，煙氣預熱使液相水分蒸發(fā)，并將水分蒸發(fā)后的殘留固體顆粒干燥。③固體捕集最后產物：飛灰、硫酸鈣、亞硫酸鈣以及過剩的氧化鈣。成分構成為：飛灰64%~79%；CaSO3·2H2O：14%~24%；CaSO4·2H2O：2.1%~4%；Ca(OH)2：1.2%~5%。袋式除塵器用于捕集干化固體，其原因在于收集濾袋表面的固體中未反應的堿類物質能夠與煙氣中SO2繼續(xù)反應。④固體廢物處置對于石灰系統(tǒng)，當固體廢物中未反應的吸收劑量小于5%時，固體廢物是無害的，可采用與飛灰相同的處置辦法；但于鈉系統(tǒng)，應采取謹慎措施減小廢物的浸出率。氧化硫的凈化

循環(huán)流化床脫硫工藝循環(huán)流化床脫硫工藝（半干法）（CFB-FGD）工藝由石灰制備系統(tǒng)、脫硫反應系統(tǒng)和收塵引風系統(tǒng)構成。循環(huán)流化床脫硫工藝采用干態(tài)的消石灰作為吸收劑。首先將CaO粉通過消化器生產Ca（OH）2后噴入CFB反應器內，廢煙氣經過預除塵后由反應器底部通過文丘里加速器進入反應器內與Ca（OH）