烟气治理脱硫技术

1、石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫

技术简述

石灰石/石灰-石膏烟气脱硫系统安装于锅炉/窑炉烟道的末端、除尘系统之后，用石灰石/石灰(CaCO3/CaO)浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。石灰石/石灰-石膏系统包括以下子系统： 烟气系统 、石灰石/石灰浆制备系统、吸收系统、石膏脱水系统、废水处理系统等组成。

技术特点

(1)脱硫效率高达95%以上，有利于地区和陶瓷窑炉实行总量控制。

(2)技术成熟，设备运行可靠性高(系统可利用率达98%以上)。

(3)单塔处理烟气量大，SO2脱除量大。

(4)适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫。

(5)设备布置紧凑，减少了场地需求。

(6)处理后的烟气含尘量大大减少。

(7)吸收剂(石灰石/石灰)资源丰富，价廉易得。

(8)脱硫副产物(石膏)便于综合利用，经济效益显著

工艺流程

由窑炉排烟风机来的热烟气经脱硫风机升压后，进入喷淋吸收塔进行脱硫。在吸收塔内，烟气与石灰石/石灰浆液逆流接触，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石/石灰反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCl、HF也与浆液中的石灰石/石灰反应而被吸收。脱硫后的饱和烟气经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入烟囱。氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池(循环池)，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏(CaS04·2H2O)。产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，视吸收塔浆池的液位高低决定将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水或将浆液送回吸收塔。

2、双碱法烟气脱硫

技术简述

双碱法烟气脱硫用可溶碱液（如钠碱或氨碱等）吸收烟气中的二氧化硫，生成酸式盐，然后将部分溶液分流进另一个系统，用碱土化合物对其进行处理，生成难溶的水合硫酸钙并使可溶碱再生，重复使用的工艺。

技术特点

与石灰石（石灰）湿式脱硫法相比，双碱法烟气脱硫工艺有以下优点：

(1)用NaOH脱硫剂，循环溶液中基本上是NaOH的水溶液，在循环系统中对设备、管道和泵类无腐蚀和堵塞现象。

(2)吸收剂再生和脱硫渣沉淀均在塔外进行，减少了塔内结垢的可能性。据此，可以采用高效的板式塔或填料塔代替常用的喷淋塔，从而大大地缩小吸收塔的尺寸及减少操作的液气比。

(3)脱硫效率高，可达90%以上。

(4)采用脱硫除尘一体化，可提高石灰的利用率及节约脱硫成本。

工艺流程

主要工艺过程是，清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成脱硫液，用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水，在脱硫过程中，烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集，从吸收塔排出的循环浆液流人沉淀池。灰渣经沉淀定期清除，可回收利用，如制砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除

3、半干法脱硫

3.1 半干法脱硫工艺

技术简述

(1)制备还原剂，CaO粉末溶解于水制成Ca(OH)2

   Ca离子+H2O＝Ca(OH)2

   Ca离子+2CO2+ H2O ＝Ca(HCO3)2

(2)烟气中的SO2溶于水

   SO2+H2O＝H2SO3

   H2SO3＝HSO3根离子+H离子

   HSO3根离子＝H离子+SO3根离子

(3)发生氧化还原反应，吸收溶解的SO2   

   Ca(OH)2+SO2＝CaSO3+H2O

   CaSO3+H2O+SO2＝Ca(HCO3)2

工艺流程

3.2 半干法旋转雾化喷盘脱硫工艺（SDA）

技术简述

常用的脱硫剂由石灰粉或碳酸钠粉加水配制而成，工艺流程包括：①吸收剂的制备；②吸收剂浆液雾化；③雾滴与烟气的接触混合；④液滴蒸发与SO2吸收；⑤灰渣再循环和排出。
(1)吸收剂为石灰粉时，主要的化学反应方程式如下：
SO2+H2O →H2SO3
H2SO3 +Ca(OH)2 →CaSO3+2H2O
CaSO3+ 1/2O2→CaSO4↓
(2)吸收剂为碳酸钠粉时，主要的化学反应方程式如下：
Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2
(3)与其他酸性物质（如SO3、HF、HCl）的反应：
SO3+ 2NaHCO3 → NaSO4+ 2CO2 + H2O
HF+ NaHCO3→NaF + CO2 + H2O
HCl+ NaHCO3→NaCl + CO2 + H2O

工艺流程

3.3 半干法循环流化床脱硫技术（WCFB）

技术简述

以循环流化床原理为基础，通过固体颗粒的多次再循环，大大增加吸收剂与烟气的接触面积，以达到高效脱硫的目的

工艺流程

半干法技术特点

(1)系统简单，操作维护方便

设备结构简单，阻力较小，能耗低，运行和维护成本低。 

(2)脱硫效率高极大地提高了反应物接触面积，对烟气中的二氧化硫捕捉能力强，反应快。

(3)合理而均匀的气流分布还原剂利用率高，反应效果更好

(4)运行成本较低还原剂和水的利用率高，更节省自身资源

4、碳酸氢钠干法脱硫（SDS）

技术简述

从锅炉尾部烟气出来140℃以上的烟气通过引风机进入干法反应塔，然后在干法反应塔入口前设置碳酸氢钠喷粉装置。反应塔内设置均混装置，对烟气进行扰流，使碳酸氢钠粉末与烟气充分接触。混合均匀的烟气进入尾部布袋除尘器，使烟气中的S02与NaHCO3得到充分的反应时间，同时除尘器将反应后的副产物过滤下来。
碳酸氢钠（NaHCO3）用作烟气脱硫的吸附剂，通过化学吸附去除烟气中的SO2，同时，它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入高温烟气中，在高温下碳酸氢钠分解生成碳酸钠Na2CO3、H2O和CO2。
新产生的碳酸钠Na2CO3在生成瞬间有高度的反应活性，可自发地与烟气中的硫氧化物进行下列反应：
2 NaHCO3 + heat-----Na2CO3 + CO2 + H2O
  Na2CO3 + SO2 + 1/2 O2 + heat-----Na2SO4 + CO2
  Na2CO3 + 2HCl-----2NaCl + H2O + CO2
  Na2CO3 + 2HF-----2NaF + H2O + CO2
一般情况下，烟气温度在140和250℃之间。由于碳酸氢钠吸附剂的高度活性，通常碳酸氢钠耗量略微过量（化学计量因子在1.1和1.3之间）。

技术特点

(1)NaHCO3干法烟气脱硫技术是利用NaHCO3作为脱硫剂，对烟气中SO2进行吸收脱除的一种技术。NaHCO3是良好的SO2吸收剂，其吸收速率高于钙基等吸收剂。用NaHCO3吸收烟气中的SO2是气-固相反应，反应速度快，脫硫效率可达95%，可保证SO2排放要求，吸收剂利用率高。
(2)NaHCO3干法脱硫对烟气流量、SO2浓度等工况的变化适应性较强；
(3)脱硫剂成本较高，总体运行成本相对较高，但由于烟气含硫量低，成本增加有限；
(4)腐蚀性轻微，基本不用采取特殊防腐措施，但需采取相应防磨措施；
(5)由于脱硫工艺不需要对烟气进行了増湿减温，排放烟气温度基本没有降低，烟气排放始终保持良好的视觉效果；
(6)系统不需要排放废水；

工艺流程