濕法脫硫技術在焦化處理過程中的應用

王宇鳳

(山西興新安全生產技術服務有限公司，山西 太原 030024)

引 言

隨著全球對環境污染重視度的不斷提高，各國對有害污染物排放的要求不斷提高，我國是煤炭資源豐富的國家，火電站燃煤鍋爐或者煉焦過程中的廢氣排放是大氣污染的主要來源，目前我國對鍋爐廢氣內硫化物的處理主要包括干法脫硫、濕法脫硫等，而濕法脫硫憑借著工藝流程簡單、處理成本低的優點成為煙氣脫硫的主力[1]。濕法脫硫根據還原劑的不同又分為鈣法脫硫和氨法脫硫兩種，兩者都用于對廢氣脫硫，但副產物不同、脫硫的原理也不一樣，適合的脫硫條件差異性大，但目前對兩者的適用范圍并沒有明確的規定，導致在實際使用過程中主要是靠操作人員的經驗選擇，不利于脫硫效率和脫硫經濟性的進一步提升[2]。

本文對鈣法脫硫和氨法脫硫的原理和工藝流程進行了分析，分析了兩種工藝的優點和不足，明確了兩種工藝的最佳適用范圍，根據分析可知，兩種脫硫方案的脫硫率均達95%以上，鈣法脫硫主要用于高硫煤的處理，氨法脫硫主要用于大機組脫硫處理，為合理地選擇脫硫方法、提高脫硫效率和經濟性奠定了基礎，具有極大的應用推廣價值。

1 鈣法脫硫工藝

鈣法脫硫又叫石膏脫硫法，主要是用石灰石和廢氣內的二氧化硫進行反應，實現脫硫，其反應后的副產物為固體石膏，通過對石膏的進一步處理可以實現回收利用，從而提高了脫硫的經濟性。鈣法脫硫過程包括兩個部分，第一部分是吸附反應，廢氣中的二氧化硫首先吸收水離子分解成亞硫酸根離子，同時石灰石遇水會形成鈣離子，鈣離子和亞硝酸根離子反應生成亞硫酸鈣，其反應化學方程如式(1)所示；第二部分反應是強制氧化的反應，在反應池內加入大量的O2，使氧氣和亞硫酸鈣反應生成石膏，其反應方程如式(2)所示[3-4]。

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鈣法脫硫的工藝流程如圖1所示。

圖1 鈣法脫硫工藝流程圖

由圖1可知，該系統中脫硫環節位于煙道的末端，是在煙氣除塵完畢后進行的，反應過程中需要持續加水，因此其反應過程都是在濕態的環境中進行的。該工藝方案流程相對簡單，石灰石的價格也相對于低，但是石膏的產量大，整個設備占地面積大，設備類別多，在使用過程中會產生較多的廢水和污垢，容易導致管路堵塞。

2 氨法脫硫工藝

氨法脫硫工藝主要是指以氨基為吸收劑來去除廢氣中的二氧化硫并對反應過程中的副產物進行回收，根據廢氣的排放過程，用于吸收二氧化硫的氨基主要是液氨，其脫硫的副產物為硫酸銨，是化肥的主要組成部分，可以對其進行回收，提高脫硫的經濟性。

氨法脫硫的過程同樣包括了吸收反應和氧化反應兩個過程，吸收反應的過程是二氧化硫和液氨反應生成亞硫酸銨的過程，其化學反應方程如式(3)～式(5)所示，氧化反應的過程是亞硫酸銨形成硫酸銨的過程，其化學反應方程如式(6)所示。

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氨法脫硫的工藝流程如圖2所示。

圖2 氨法脫硫工藝流程

由圖2可知，氨法脫硫工藝流程比較簡單，在反應過程中廢氣和液氨的接觸面積大、反應迅速，整體脫硫效率可達98.4%以上，能夠根據排氣情況方便地調整參加反應的液氨的量，從而使廢氣充分地參加反應，整體的脫硫工藝流程少，形成的廢棄物可以作為化肥的原材料，經濟性好，反應過程中無廢水和廢渣，設備投資少，脫硫經濟性好。

3 旋采面可視化監控

鈣法脫硫工藝能夠同時處理的物料多，主要用于高硫煤的處理，同時其吸收劑為廉價的石灰石，因此整體脫硫的成本較低，脫硫后的副產物是石膏，可以作為建筑材料進行二次售賣，進一步提升了脫硫時的經濟性，但該方案也存在著脫硫需水量大、沉淀物多，管道易堵塞的不足。

氨法脫硫工藝能夠有效地利用廢棄的氨水作吸收劑，其脫硫后的副產物為硫酸銨，能夠作為肥料使用，經濟性較好，但在脫硫的過程中會出現結晶體分離困難的問題，影響脫硫的效率，因此常用于大機組的等位置脫硫。

4 結論

針對目前濕法脫硫工藝應用范圍無明確界限，使用時全靠經驗選擇、脫硫效率不足的現狀，對鈣法脫硫和氨法脫硫的工藝原理和優缺點進行了分析，明確了各自的應用范圍，根據實際研究表明：

1) 鈣法脫硫主要是用石灰石來和廢氣內的二氧化硫進行反應，副產物為石膏，整體設備占地面積大、類別多，在使用過程中會產生較多的廢水和污垢，容易導致管路堵塞，主要用于高硫煤的處理。

2) 氨法脫硫工藝主要以氨基為吸收劑來去除廢氣中的二氧化硫并對反應過程中的副產物進行回收，副產物為硫酸銨，常用于大機組的等位置脫硫。