湿法脱硫技术在焦化处理过程中的应用

王宇凤

(山西兴新安全生产技术服务有限公司，山西 太原 030024)

引 言

随着全球对环境污染重视度的不断提高，各国对有害污染物排放的要求不断提高，我国是煤炭资源丰富的国家，火电站燃煤锅炉或者炼焦过程中的废气排放是大气污染的主要来源，目前我国对锅炉废气内硫化物的处理主要包括干法脱硫、湿法脱硫等，而湿法脱硫凭借着工艺流程简单、处理成本低的优点成为烟气脱硫的主力[1]。湿法脱硫根据还原剂的不同又分为钙法脱硫和氨法脱硫两种，两者都用于对废气脱硫，但副产物不同、脱硫的原理也不一样，适合的脱硫条件差异性大，但目前对两者的适用范围并没有明确的规定，导致在实际使用过程中主要是靠操作人员的经验选择，不利于脱硫效率和脱硫经济性的进一步提升[2]。

本文对钙法脱硫和氨法脱硫的原理和工艺流程进行了分析，分析了两种工艺的优点和不足，明确了两种工艺的最佳适用范围，根据分析可知，两种脱硫方案的脱硫率均达95%以上，钙法脱硫主要用于高硫煤的处理，氨法脱硫主要用于大机组脱硫处理，为合理地选择脱硫方法、提高脱硫效率和经济性奠定了基础，具有极大的应用推广价值。

1 钙法脱硫工艺

钙法脱硫又叫石膏脱硫法，主要是用石灰石和废气内的二氧化硫进行反应，实现脱硫，其反应后的副产物为固体石膏，通过对石膏的进一步处理可以实现回收利用，从而提高了脱硫的经济性。钙法脱硫过程包括两个部分，第一部分是吸附反应，废气中的二氧化硫首先吸收水离子分解成亚硫酸根离子，同时石灰石遇水会形成钙离子，钙离子和亚硝酸根离子反应生成亚硫酸钙，其反应化学方程如式(1)所示；第二部分反应是强制氧化的反应，在反应池内加入大量的O2，使氧气和亚硫酸钙反应生成石膏，其反应方程如式(2)所示[3-4]。

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钙法脱硫的工艺流程如图1所示。

图1 钙法脱硫工艺流程图

由图1可知，该系统中脱硫环节位于烟道的末端，是在烟气除尘完毕后进行的，反应过程中需要持续加水，因此其反应过程都是在湿态的环境中进行的。该工艺方案流程相对简单，石灰石的价格也相对于低，但是石膏的产量大，整个设备占地面积大，设备类别多，在使用过程中会产生较多的废水和污垢，容易导致管路堵塞。

2 氨法脱硫工艺

氨法脱硫工艺主要是指以氨基为吸收剂来去除废气中的二氧化硫并对反应过程中的副产物进行回收，根据废气的排放过程，用于吸收二氧化硫的氨基主要是液氨，其脱硫的副产物为硫酸铵，是化肥的主要组成部分，可以对其进行回收，提高脱硫的经济性。

氨法脱硫的过程同样包括了吸收反应和氧化反应两个过程，吸收反应的过程是二氧化硫和液氨反应生成亚硫酸铵的过程，其化学反应方程如式(3)～式(5)所示，氧化反应的过程是亚硫酸铵形成硫酸铵的过程，其化学反应方程如式(6)所示。

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氨法脱硫的工艺流程如图2所示。

图2 氨法脱硫工艺流程

由图2可知，氨法脱硫工艺流程比较简单，在反应过程中废气和液氨的接触面积大、反应迅速，整体脱硫效率可达98.4%以上，能够根据排气情况方便地调整参加反应的液氨的量，从而使废气充分地参加反应，整体的脱硫工艺流程少，形成的废弃物可以作为化肥的原材料，经济性好，反应过程中无废水和废渣，设备投资少，脱硫经济性好。

3 旋采面可视化监控

钙法脱硫工艺能够同时处理的物料多，主要用于高硫煤的处理，同时其吸收剂为廉价的石灰石，因此整体脱硫的成本较低，脱硫后的副产物是石膏，可以作为建筑材料进行二次售卖，进一步提升了脱硫时的经济性，但该方案也存在着脱硫需水量大、沉淀物多，管道易堵塞的不足。

氨法脱硫工艺能够有效地利用废弃的氨水作吸收剂，其脱硫后的副产物为硫酸铵，能够作为肥料使用，经济性较好，但在脱硫的过程中会出现结晶体分离困难的问题，影响脱硫的效率，因此常用于大机组的等位置脱硫。

4 结论

针对目前湿法脱硫工艺应用范围无明确界限，使用时全靠经验选择、脱硫效率不足的现状，对钙法脱硫和氨法脱硫的工艺原理和优缺点进行了分析，明确了各自的应用范围，根据实际研究表明：

1) 钙法脱硫主要是用石灰石来和废气内的二氧化硫进行反应，副产物为石膏，整体设备占地面积大、类别多，在使用过程中会产生较多的废水和污垢，容易导致管路堵塞，主要用于高硫煤的处理。

2) 氨法脱硫工艺主要以氨基为吸收剂来去除废气中的二氧化硫并对反应过程中的副产物进行回收，副产物为硫酸铵，常用于大机组的等位置脱硫。