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　　濕法煙氣脫硫塔

　　濕法煙氣脫硫方法分類：石灰石/石灰拋棄法、石灰石/石灰石膏法、雙堿法、氧化鎂法、韋爾曼-洛德法(Wellman-Lord法)、氨法、海水脫硫法。*！

　　濕法煙氣脫硫：

　　所謂濕法煙氣脫硫，特點(diǎn)為脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后，脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點(diǎn)，所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快、效率高、脫硫劑利用率高，如用石灰石做脫硫劑時，當(dāng)Ca/S=1時，可達(dá)到90%的脫硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是，濕法煙氣脫硫有廢水處理問題，初投資大，運(yùn)行費(fèi)用也較高。

　　一、石灰石/石灰拋棄法

　　以石灰石或石灰的水漿液為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對SO2煙氣噴淋洗滌，使煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4，這個反應(yīng)關(guān)鍵是Ca2+的形成。石灰石系統(tǒng)Ca2+的產(chǎn)生與H+的濃度和CaCO3的存在有關(guān);而在石灰系統(tǒng)中，Ca2+的產(chǎn)生至于CaO的存在有關(guān)。石灰石系統(tǒng)的操作PH值為5.8～6.2,而石灰系統(tǒng)的PH值約為8。(美國國家)

　　石灰石/石灰拋棄法的主要裝置由脫硫劑的制備、吸收塔和脫硫后廢棄物處理裝置組成。其關(guān)鍵性的設(shè)備是吸收塔。對于石灰石/石灰拋棄法，結(jié)垢與堵塞是zui大問題，主要成因在于：溶液或漿液中的水分蒸發(fā)而使固體沉積;氫氧化鈣或碳酸鈣沉積或結(jié)晶析出;反應(yīng)產(chǎn)物亞硫酸鈣或硫酸鈣的結(jié)晶析出。所以吸收洗滌塔應(yīng)具有持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面大、內(nèi)部構(gòu)件少、阻力小等特點(diǎn)。洗滌塔主要有固定填充式、轉(zhuǎn)盤式、湍流塔、文丘里洗滌塔和道爾型洗滌塔等，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，脫硫效率高的往往操作可靠性zui差。脫硫后的固體廢棄物的處理也是石灰石/石灰拋棄法的一個很大的問題，主要有回填法和不滲透的池存儲法，都需要占用很大的土地面積。由于以上的缺點(diǎn)，石灰石/石灰拋棄法已經(jīng)被石灰石/石灰石膏法所代替。

　　二、石灰石/石灰石膏法

　　他與拋棄法的區(qū)別在于向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使的CaSO3都氧化為CaSO4(石膏)。脫硫的副產(chǎn)品一般不需要拋棄，為有用的石膏產(chǎn)品。同時鼓入空氣產(chǎn)生了更為均勻的漿液，易于達(dá)到90%的脫水率，易于控制結(jié)垢與堵塞。而由于石灰石價格便宜易于運(yùn)輸與保存，因而自80年代以來石灰石已經(jīng)成為石膏法的主要脫硫劑。所以在當(dāng)前世界上選擇火電廠煙氣脫硫設(shè)備時，石灰石/石膏強(qiáng)制氧化系統(tǒng)成為優(yōu)先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。

　　石灰石/石膏法的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時，脫硫效率大于90%)、吸收劑利用率高(可大于90%)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高(可達(dá)90%以上)、工作的可靠性高(目前zui成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑-石灰石來源豐富可靠且廉價。但是石灰石、石膏法的缺點(diǎn)也是比較明顯的：初期投資費(fèi)用太高、運(yùn)行費(fèi)用也高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物-石膏很難處理(由于銷路問題只能堆放)、廢水較難處理。

　　采用石灰石/石膏法的煙氣脫硫工藝在我國應(yīng)用較廣泛，比較典型的是重慶珞璜電廠。該廠2x360MW機(jī)組1990年引進(jìn)日本三菱公司的兩套石灰石—石膏法FGD系統(tǒng)，93年全部建成投運(yùn)。其脫硫工藝主要技術(shù)參數(shù)為：脫硫效率大于95%，進(jìn)口煙氣SO2濃度10010mguNm3，石灰石年消耗量約130kt，副產(chǎn)品石膏純度不低于90%，產(chǎn)量約400kt，目前只有少量出售，大部分堆放在灰場。

　　石灰石/石膏脫硫工藝是一套非常完善的系統(tǒng)，它包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)的非常完善和相對復(fù)雜的特性也是濕法脫硫工藝一次性投資相對較高的原因。上述脫硫系統(tǒng)的四個大的分系統(tǒng)，只有吸收塔脫硫系統(tǒng)和脫硫劑漿液制備系統(tǒng)是脫硫*的;而煙氣換熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)則是可根據(jù)各個工程的具體情況簡化或取消。由于我國還沒有脫硫后煙氣排放溫度的標(biāo)準(zhǔn)，目前的少數(shù)工程是參考國外的標(biāo)準(zhǔn)來施行的。對于一些地理位置較偏遠(yuǎn)的電廠，脫硫系統(tǒng)中的煙氣換熱系統(tǒng)*有可能簡化甚至取消，國外也有類似的實(shí)踐;對于不需要回收石膏副產(chǎn)品的電廠，石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)可以不設(shè)，直接將石膏漿液打入堆儲場地。濕法脫硫工藝簡化能使其投資不同程度地降低。根據(jù)初步測算，濕法脫硫工藝簡化以后，投資zui大幅度可降之50%左右，使其投資可降低到簡易脫硫工藝的水平。石灰石/石膏脫硫工藝的簡化使投資的降低將進(jìn)一步提高濕法脫硫工藝的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

　　三、雙堿法

　　實(shí)際上雙堿法脫硫工藝是為了克服石灰石/石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)并進(jìn)一步提高脫硫效率而發(fā)展起來的。它先用堿金屬鹽類如鈉鹽的水溶液吸收SO2，然后在另一個石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石將吸收了SO2的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而SO2還是以亞硫酸鈣和石膏的形式沉淀出來。由于其固體的產(chǎn)生過程不是發(fā)生在吸收塔中的，所以避免了石灰石/石灰法的結(jié)垢問題。

　　四、氧化鎂法

　　一些金屬氧化物如：MgO、MnO2和ZnO等都有吸收SO2的能力，可利用其漿液或水溶液作為脫硫劑洗滌煙氣脫硫。吸收了SO2的亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽在一定溫度下回分解產(chǎn)生富SO2氣體，可用于制造硫酸，而分解形成的金屬氧化物得到了再生，可循環(huán)使用。我國氧化鎂資源豐富，可考慮此法，但是該法要求必須對煙氣進(jìn)行預(yù)先的除塵和除氯，而且過程中會有8%的MgO流失，造成二次污染。

　　五、韋爾曼-洛德法(Wellman-Lord法)

　　利用亞硫酸鈉溶液的吸收和再生循環(huán)過程將煙氣中的SO2脫除，又成為亞鈉循環(huán)法。實(shí)際的使用效果為：用于含硫量為1%～3.5%的煤時，可達(dá)到97%以上的脫硫效率。整個系統(tǒng)煙氣阻力損失為40～70mbar，系統(tǒng)可靠，可用率95%以上，該法適合高硫煤，以盡可能的回收硫的副產(chǎn)品。

　　法是美國Davy-Mckee公司60年代末開發(fā)的亞硫酸鈉循環(huán)吸收流程。該技術(shù)目前在美國、日本、歐洲已經(jīng)建成31套大型工業(yè)化裝置，該工藝方法主要用NaCl電解生成NaOH吸收煙道氣中二氧化硫產(chǎn)生NaHSO3和Na2SO4，通過不同的回收裝置回收液態(tài)二氧化硫，硫酸或單質(zhì)硫。其主要工藝方法如下：

　　煙氣經(jīng)過文丘里洗滌器進(jìn)行預(yù)處理，除去70%～80%的飛灰和90%～95%的氯化物，預(yù)處理的煙氣通入三段式填料塔，逆向與亞硫酸鈉和補(bǔ)充的氫氧化鈉溶液充分接觸除去90%以上的二氧化硫生成亞硫酸氫鈉，溶液逐段回流得以增濃。凈化后的煙氣經(jīng)過加熱后由121.9m的煙囪排空。洗滌生成的亞硫酸氫鈉進(jìn)入再生系統(tǒng)——強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器被加熱生成亞硫酸鈉釋放出二氧化硫氣體，電解氯化鈉所生成的氫氧化鈉與再生的亞硫酸鈉一起送入三段式填料塔重新吸收二氧化硫。而回收的二氧化硫可以用98%的濃硫酸干燥，經(jīng)V2O5觸煤氧化生成SO3，用濃硫酸吸收并稀釋至93%的工業(yè)酸。其剩余的二氧化硫返回吸收塔。根據(jù)市場需求還可以將一部分二氧化硫與天然氣或丙烷反應(yīng)生成H2S氣體再與另一部分二氧化硫送入CLAUS裝置生產(chǎn)單質(zhì)硫。也可將單質(zhì)硫焚燒生產(chǎn)液態(tài)二氧化硫和純凈濃硫酸。值得注意的是三段式填料塔在二氧化硫吸收過程中由于煙氣中的氧的存在使部分亞硫酸氫鈉中有硫酸鈉生成，經(jīng)蒸發(fā)器結(jié)晶分離出的產(chǎn)品可供造紙業(yè)使用，另外由氯化鈉電解得到的副產(chǎn)品LV氣可供化工企業(yè)使用。該工藝方法中氯化鈉溶液的電解工藝目前已經(jīng)非常成熟，同時該方法能夠得到多種副產(chǎn)品。

　　六、氨法

　　氨法原理是采用氨水為脫硫吸收劑，與進(jìn)入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中SO2與氨水反應(yīng)，生成亞硫酸銨，經(jīng)與鼓入的強(qiáng)制氧化空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結(jié)晶、離心機(jī)脫水、干燥器干燥后即制得化學(xué)肥料硫酸銨。

　　氨法也是一種技術(shù)成熟的脫硫工藝，其主要技術(shù)特點(diǎn)有：1、副產(chǎn)品硫酸銨的銷路和價格是氨法工藝應(yīng)用先決條件。這是由于氨法所采用的吸收劑氨水價格遠(yuǎn)比石灰石貴，其吸收劑費(fèi)用很高，如果其副產(chǎn)品無銷路或銷售價格低，不能抵消大部分吸收劑費(fèi)用，則不能應(yīng)用氨法工藝。2、由于氨水與SO2反應(yīng)速度要比石灰石(或石灰)與SO2反應(yīng)速度大得多，同時氨法不需吸收劑再循環(huán)系統(tǒng)，因而系統(tǒng)要比石灰石—石膏法小、簡單，其投資費(fèi)用比石灰石—石膏法低得多。3、在工藝中不存在石灰石作脫硫劑時的結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象4氨水來源也是選擇此工藝必要條件。4、氨法工藝無廢水排放，除化肥硫酸銨外也無廢渣排放。5、由于只采用NH3一種吸收劑，只要增加一套脫銷裝置的情況下就能地控制SO2和NOx的排放。

　　七、海水脫硫法

　　海水有一定的天然堿度和水化學(xué)特性，可用于燃煤含硫量不高的并以海水為循環(huán)冷卻水的海邊電廠。海水脫硫法的原理是用海水作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對煙氣進(jìn)行逆向噴淋洗滌，煙氣中的SO2被海水吸收成為液態(tài)SO2。液態(tài)的SO2在洗滌液中發(fā)生水解和氧化作用。洗滌液被引入曝氣池，用提高PH值抑制了SO2氣體的溢出，鼓入空氣，使在曝氣池中的水溶性SO2被氧化成為 。

　　海水脫硫的主要特點(diǎn)：1、工藝簡單，無需脫硫劑的制備，系統(tǒng)可靠可用率高。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，可用率可保持在。2、脫硫效率高，可達(dá)90%以上。3、不需要添加脫硫劑，也無廢水廢料，管理容易。4、與其他濕法工藝相比，投資低，運(yùn)行費(fèi)用也低。5、只能用于海邊電廠，且只能適用于燃煤含硫量小于1.5%的中低硫煤。