國內外煙氣脫硫技術現狀

【摘 要】 SO2污染在我國越來越受關注，本文對國內外脫硫技術的發展進行了介紹和綜述，并提出我國應進一步加強煙氣脫硫技術的科研，加強更符合我國國情和現狀的煙氣脫硫技術的發展和應用。

【關鍵詞】 燃煤煙氣 脫硫 SO2污染

大氣污染造成酸雨而導致的環境問題，已成為世界各國集中關注的熱點。中國現有工業燃煤設備40萬臺，煤炭消費總量為世界第一，每年向大氣中排放SO21680萬t。相關研究指出，我國每年排放SO2造成的經濟損失約億萬元，我國每年酸雨污染造成的經濟損失約5000億元。

2012年發布的《國務院關于印發國家環境保護“十二五”規劃的通知》指出“燃煤機組與脫硫設施要同步建設，未按規定執行的，要加快淘汰或建設脫硫設施”[1]。燃煤煙氣脫硫處理，對國民經濟的健康穩定發展具有非常重要的意義。

燃煤脫硫技術可以分為燃燒前脫硫、爐內脫硫和煙氣脫硫三類。下文就常用的脫硫技術作以簡要介紹。

1 國外燃煤煙氣脫硫概況

目前國際上已實現工業應用的燃煤煙氣脫硫技術主要有：濕法脫硫技術，占85%左右，其中石灰石—石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術約占48.3%；噴霧干燥脫硫技術，約占8.4%；吸收劑再生脫硫法，約占3.4%；爐內噴射吸收劑、增溫活化脫硫法，約占1.9%；此外，還有海水脫硫技術；電子束脫硫技術、脈沖等離子體脫硫技術、煙氣循環流化床脫硫技術等[2]。

以濕法脫硫為主的國家有：日本（約占98%）、美國（約占92%）和德國（約占90%）等。

2 我國燃煤煙氣脫硫技術的發展與概況

我國燃煤煙氣脫硫技術起始于上世紀70年代初，經過多年的發展已取得良好的成效。目前，國內燃煤煙氣脫硫技術應用較為普遍的方法如下。

2.1石灰石—石膏法[3]

石灰石—石膏法是目前應用最廣泛、最多、最成熟的典型的濕法煙氣脫硫技術。可應用于大容量機組、高SO2濃度條件、可利用率高（>90%）、吸收劑來源廣泛、價格也低廉、副產品石膏具有綜合利用價值、運行和維護成本以及脫硫成本較低[3]，是目前公認應用最廣泛、技術最為成熟的脫硫技術。

2.2噴霧干燥脫硫法（SDA法）[4-5]

噴霧干燥脫硫法工藝簡單，操作簡便安全。維護費用低，脫硫效果不是太高（一般在70%左右），適合于中、低硫煤的脫硫。

2.3爐內噴鈣尾部增濕活化

傳統爐內噴鈣工藝的脫硫效率僅為20%～30%，而該方法在空氣預熱器和除塵器間加裝一個活化反應器，并噴水增濕，促進脫硫反應，脫硫效率可達到70%～75%。該方法比較適合中、低硫煤，其投資及運行費用具有明顯優勢，較具競爭力。

2.4海水脫硫法

海水脫硫工藝是利用海水的堿度和水化學特性達到脫除煙氣中SO2的方法，可用于燃煤含硫量不高并以海水作為循環冷卻水的沿海電廠。

2.5荷電干式噴射法

荷電干式噴射法脫硫具有占地少、投資成本低、運行費用較低、脫硫率中等等特點。主要適用于中、低硫煤。

2.6電子束照射法（EBA法）[6]

EBA法是一種較新的脫硫工藝。其原理為：在煙氣進入反應器之前先加入氨氣，然后在反應器中用電子加速器產生的電子束照射煙氣，使水蒸氣與氧等分子激發產生氧化能力強的自由基，這些自由基使煙氣中的SO2和NO2很快氧化，產生硫酸與硝酸，再和氨氣反應形成硫酸銨和硝酸銨化肥。由于煙氣溫度高于露點，不需再熱。EBA法是一種干法處理過程，無廢水廢渣產生，脫硫率可達到90%以上。

2.7氨水洗滌法脫硫工藝

氨水洗滌法脫硫工藝采用氨水作為脫硫吸收劑與進入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中SO2與氨水反應生成亞硫酸銨，經與鼓入的強制氧化空氣進行氧化反應，生成硫酸銨溶液，經結晶、離心機脫水、干燥器干燥后即制得硫酸銨。該法脫硫效率高，整個系統不產生廢水或廢渣、能耗低、符合節能目標、運行可靠性高和適用性廣。

2.8循環流化床脫硫工藝[7]

循環流化床脫硫技術是一種使高速氣流與所攜帶的稠密懸浮顆粒充分接觸的技術。其原理是：在循環流化床中加入脫硫劑石灰石以達到脫硫的目的。用此法可處理高硫煤。由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵器及控制系統等部分組成。一般采用干態的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對SO2有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。

2.9脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫[8]

此工藝設備簡單、操作簡便，高能電子可以激活、裂解、電離煙氣分子，產生OH-、O2-、HO-等多種活性粒子和自由基。在反應器里煙氣中的SO2、NO被活性粒子和自由基氧化為高價氧化物SO3、NO2并與煙氣中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其它中和物存在的情況下生成（NH4）2SO4和NH4NO3的氣溶膠，再由收塵器收集，具有有害污染物清除徹底、不產生二次污染等優點。

其它脫硫方法：近些年，隨著人們環保認識的加強，又開發出一些新的脫硫方式，如“篩網式”脫硫裝置、“新型篩板塔式除塵脫硫裝置”、“旋流板塔”、“水膜除塵簡易濕式脫硫裝置”、“濕式——曝氣除塵”、煙道噴淋除塵脫硫和排氣凈化串聯法、超重力脫硫技術[9]，以及水膜式脫硫除塵設備等。這些設備都具有操作較為簡單、占地面積少、脫硫率中等以及集脫硫與除塵于一身的特點，適用于現有的燃煤脫硫處理。

3 結論

煙氣脫硫是大氣污染防治中的一個重要課題。本文對近年來國內外脫硫的主要技術進行了綜述，在我國煙氣脫硫受到了越來越多的重視，但煙氣脫硫技術的發展在我國仍然處于起步階段，我國應對煙氣脫硫的科研與技術發展投入更多的重視。

參考文獻：

[1]邵魯華等，煙氣脫硫技術研究進展[J]，當代化工2013，3，313-316

[2]ISAO M，YUJIKA W，SHIZUO K，et al.High catalytic of pitch-based activated carbon fibers of moderated surface areafor oxidation of NO to NO2at room temperature. Fuel.1997

[3]陳美秀.石灰石—石膏濕法脫硫裝置節能減排優化設計的研究[D].浙江大學2012

[4]張少峰等，噴霧-噴動床半干法煙氣脫硫實驗研究[J]，環境污染與防治，2004，08，288-291

[5]李錦時，朱衛兵，周金哲，孫巧群，王猛.噴霧干燥半干法煙氣脫硫效率主要影響因素的實驗研究[J].化工學報，2014，65（2）：724-730.

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[9]徐娟等，超重力脫硫技術在硫酸工業中的應用，硫磷設計與粉體工程2013，01[J]