浅析中小型燃烧烟气脱硫技术及工艺

袁海雷

摘 要：我国是一个燃煤大国，随着经济的快速发展煤炭消耗的不断增大，二氧化硫的大量排放致使环境污染不断加大，温室效应逐年严重，区域性大面积酸雨不断发生，如何降低二氧化硫排放量，控制二氧化硫对环境的污染、保护大气环境成为社会环境保护的重要课题。烟气脱硫是指从管道烟气或其他工业废气中除去硫氧化物SO2和SO3的相关技术和工艺，本文对几种典型的烟气脱硫技术和工艺进行了浅析。

关键词：烟气脱硫技术；烟气脱硫工艺；干法脱硫工艺

0 引言

烟气脱硫指在燃烧所产生的烟气中进行脱硫的技术和工艺，目前烟气脱硫技术种类多达几十种，如何削减二氧化硫的排放量，控制大气二氧化硫污染、减少温室效应，减少酸雨形成，如何保护空气质量大气环境是当前长时间内环境保护的重点，目前控制二氧化硫污染的技术工艺很多，诸如改善能源的结构组织系统、采用清洁的燃烧材料等。单燃烧中的烟气脱硫仍是目前有效降低SO2排放量不可替代的技术。

1 烟气脱硫的工艺

烟气脱硫过程按照是否进行脱硫过程加水和脱硫过后产物的干湿形态分为湿法、半干法、干法这三大类脱硫工艺。根据物理及化学的基本原理分为吸收法、吸附法、催化法三种方法。吸收法通常指应用化学液体吸收净化烟气中的SO2，因此吸收法烟气脱硫也称为湿法或湿式烟气脱硫. 常用的湿法脱硫工艺有：以CaCO3为基础的钙化法脱硫，以MgO为基础的镁化法，以Na2SO3为基础的钠化法，以NH3为基础的氨化法，以有机碱为基础的有机碱化法。

1.1 湿法脱硫工艺

湿法脱硫指利用含有硫化物吸收剂的溶液在液态或湿润的状态下进行脱硫和处理脱硫产物的技术工艺，该方法具有脱硫的化学反应快、需要的设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在化学腐蚀性强、运行维护成本高以及工艺流程中容易造成二次污染等问题。目前国内湿法脱硫应用较多未来发展方向是如何降低其运行维护成本和解决其化学腐蚀性问题。

1.2 干法脱硫工艺

干法脱硫是指脱硫过程中的脱硫吸收和脱硫产物处理均在相对干燥的状态下进行，该工艺具有污染小、腐蚀性低，对设备影响较小，烟气在净化后烟温升高随烟囱排气散开、造成的二次污染少，但存在的缺点脱硫效率较低，脱硫反应速度较慢、进行脱硫工艺需要的设备庞大等。如果能提高其脱硫效率，加快其脱硫反应速度干法脱硫也是很好的选择。

1.3 半干法脱硫工艺

半干法脱硫技术是指所用的脱硫剂在干燥状态下进行脱硫、在湿态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者是在湿态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。此方法既有湿法脱硫的有点又有干法脱硫工艺的有点，但缺点也很明显脱硫过程较为复杂，处理工艺较繁琐。

2 烟气脱硫反应原理

烟气脱硫的原理即是一个酸碱中和的化学反应过程，适当的碱性物质通过与烟气中的SO2反应从而使烟气中的SO2脱离出来。酸碱中和中最常使用的碱性物质有石灰石、碳酸纳、碳酸镁、生石灰和熟石灰等。石灰石易采购易加工价格便宜，由处理石灰石制得的生石灰、熟石灰使用较多，相对碳酸纳（纯碱）、碳酸镁和氨等其它碱性物质由于材料属性不同反应过程不同使用较少。酸碱中和过程中碱性物质与酸性物质SO2发生化学反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物。SO2与碱性物质间的反应在碱性的溶液中发生的即为湿法烟气脱硫，在固体碱性物质的表面发生的为干法或半干法烟气脱硫。

2.1 湿法烟气脱硫中的化学反应

湿法烟气脱硫系统中，碱性物质碱溶液或碱的浆液与烟道气中的SO2在喷雾塔中相遇。烟道气中SO2先与溶液中的水发生反应生成稀酸溶液，然后与溶液中的碱性物质进行中和反应，随后化学反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐逐步从溶液中析出达到烟气脱硫的目的。

2.2 干法和半干法脱硫中的化学反应

干法和半干法烟道气脱硫系统中，使含SO2的烟气穿过固体的碱性吸收剂床然后喷入烟道气流的过程中完成酸碱中和反应。固体碱性物质使用前使其疏松细碎反应过程中SO2与固体碱性物质直接反应，生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐完成脱硫化学反应。半干法脱硫过程中在烟道气中加入适量水，与水反应使固体碱性物质颗粒的表面形成液态保护膜，SO2能溶入液膜中以达到加快脱硫反应的目的。

3 其他烟气脱硫技术及工艺

随着科技发展各种新材料新工艺的出现脱硫技术及工艺也的到了大力发展，脱硫技术工艺更节能更环保，脱硫效果更高，为创造更美好的大气空间环境打下了基礎。

3.1 吸附法烟气脱硫技术

吸附法采用吸附剂的方式脱硫。吸附剂主要包括活性碳、活性炭纤维、活性氧化铝、沸石、硅胶等， 吸附脱硫的原理为活性炭对烟气中SO2的吸附过程中有物理吸附又有化学吸附，当烟气中存在着氧气和水蒸气时与SO2化学反应明显。活性炭表面催化对SO2与O2的反应生成SO3，SO3 易溶于水而生成硫酸，从而增加吸附量。但是由于传统技术存在脱硫容量低、脱硫速度慢，再生频繁等缺点而阻碍了其推广应用。

3.2 荷电干式喷射脱硫法

该方法的工作原理是碱性吸收剂利用高压静电电晕区的静点效应高速通过得到静电荷然后喷射到烟气中，此时的碱性吸收剂离子表面被静电荷打破充分暴露，从而与SO2 反应几率变大达到脱硫目的。

3.3 等离子体法脱硫技术

等离子体法脱硫技术是20 世纪70 年代发展起来的脱硫技术。它主要利用高能电子使烟气中的SO2， NOX， H2O， O2等分子被电离激活， 然后产生大量的离子及自由基等活性粒子， 由于强氧化性使SO2， NOX被氧化， 在注入氨的情况下生成硫酸铵和硝酸铵。但是投资和运行费用非常高，技术含量高工艺复杂。目前，该技术已进入大规模工业试验阶段，其优点是， 设备简单、操作简便。

4 结论

烟气脱硫系统是一个庞大的化学链反应系统，利用好各种酸碱材料的化学反应特性降低系统总能耗和减少环境污染。充分了解我国脱硫技术领域的现状，深刻认识硫化物对环境的危害与影响，采用合理的烟气脱硫技术和相关工艺为减少环境污染为国家的发展做出贡献。

参考文献：

[1]王永军.烟气氨法脱硫技术应用[J].中国勘探设计，2010（09）：61-63.

[2]邓新云，肖怀秋，禹练英.我国燃煤烟气脱硫技术研究进展[J].广州化工，2008（01）：24-27.