1、硫酸钠苏打回收法亚硫酸钠NH3-硫氨法氨硫酸铵Al-石膏法硫酸铝氢氧化镁硫酸镁海水脱硫海水硫酸镁入海水中半干烟道喷入法石灰亚硫酸钙等吸收塔喷入法电子束法硫酸铵、硝酸铵活性碳吸附法活性碳硫酸/硫磺炉内喷入法亚硫酸铝等上述脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段，现将目前较为广泛的几种脱硫工艺原理、特点及其应用状况介绍如下：1.1.1 石灰石石膏湿法脱硫工艺 石灰石石膏湿法脱硫工艺采用价廉物美的石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆剂，也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液制成吸收浆剂。在吸收塔内，吸收浆剂与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆
2、剂中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应主要副产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，排入烟囱（有的装置加装GGH换热器加热升温），脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆液的大量循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：在脱硫吸收塔内烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，CaSO3被鼓入的空气中的O2氧化生成CaSO4，CaSO4在吸收塔浆池中结晶生成石膏CaSO4.2H2O。 石灰石石膏湿法脱硫已成为世界商业FGD的主导。
3、奥地利AE&E公司、德国的鲁奇能源环保公司、Steimuller公司、日本的三菱重工、川崎公司、美国的B&W公司等多家公司开发研究这种工艺，应用脱硫工艺的机组占电站脱硫装机总容量的85%以上，应用的最大单机容量已超过1000MW。按脱硫副产品-石膏的处置方式划分，一般分抛弃和回收利用两种方法，脱硫石膏处置方式的选择取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式，如采用弃置灰场或回填矿坑，以美国为主要代表，抛弃量占据86%；另一种是综合利用方式，德国和日本采用较多，主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等，石膏的利用率达90%以上。目前，石灰石石膏湿法脱硫工艺在朝向吸收
4、系统大型化、简化设备（如将除尘、脱硫和氧化均置于塔内进行，）节省投资，高效节能的方向发展，例如强化氧化装置，使氧化利用率从1520%提高到4050%，在FGD工艺中引入计算机模拟流场分布等，可以根据不同的负荷控制吸收循环浆液等参数，达到最佳的脱硫效果。1.1.2 喷雾干燥法脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺是以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳经由泵打入塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应最终生成CaSO3.1/2H2O和CaSO42H2O混合物烟气中的SO2被脱除，与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随
5、之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来，脱硫后的烟气经除尘排放大气。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行再循环利用。喷雾干燥法脱硫工艺有两种不同的雾化形式可选择：一是旋转喷雾轮雾化，另一种是气液两相流雾化。喷雾干燥法脱硫工艺脱硫的化学反应原理为： SO2 + H2O H2SO3 Ca（OH）2+ H2SO3 CaSO3 + H2O CaSO3 （液） CaSO3（固） （部分）CaSO3 （液）+ 1/2 O2 CaSO4 CaSO4 （液） CaSO4（固）喷雾干燥法脱硫工艺具有技术比较成熟、工艺流程较为简单、系统
6、可靠性高等特点，脱硫效率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家应用较为广泛，其应用的最大单机容量为520MW，机组燃煤含硫量为1.5%，在欧洲主要应用在小型电厂焚烧垃圾装置，脱硫灰渣可用作制砖、筑路，大多为抛弃至灰场或回填旧矿坑。1984年，我国在四川内江白马电厂建成了第一套喷雾半干法烟气脱硫小型试验装置，处理烟气量为3400Nm3/h，机组燃煤含硫量为3.5%,试验结果表明，对于高硫烟煤在钙硫比为1.21.6时，脱硫效率可达到7080%。1986年国家环保局将旋转喷雾半干法烟气脱硫技术列入国家“七五”环保重点科技攻关项目，1990年1月，在白马电厂建成了一套中型试验装置，处理处理烟气量
7、为70000Nm3/h，进口SO2浓度为3000ppm，经连续运转考核，当钙硫比为1.4时，脱硫效率可达到80%以上。1.1.3 炉内喷钙加尾部增活化器脱硫工艺（LIFAC）炉内喷钙加尾部增活化器脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛8501150温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙和烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，受到传质过程的影响，反应速度较慢，吸收剂利用率较低，在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙，而与烟气中的SO2反应，当
8、钙硫比控制在2.5及以上，系统脱硫率可达到6580%。由于增湿水的加入烟气温度下降，一般控制出口烟气温度高于露点温度1015，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂，反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。脱硫过程的主要化学为：第一阶段 炉内脱硫： CaCO3 CaO + CO2 S + O2 SO2 SO2 + CaO CaSO3 第二阶段 增湿活化脱硫： CaO + H2O Ca（OH）2 Ca（OH）2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2O 该工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达300MW，我国已在南京下关电厂、浙江钱清电厂采用
9、了芬兰富腾（Fortum）公司的这种脱硫技术。1.1.4 循环流化床锅炉脱硫工艺（CFB） 循环流化床锅炉是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃烧煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下送入，二次风从燃烧室中部送入，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳气流使燃料、石灰石颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与石灰接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用，钙硫比在2左右时，脱硫率可达90%以上，由于燃烧温度控制在850左右，循环流化床锅炉还可有效的控制氮氧化物的生成。 循环流化床锅炉脱硫过程主要化学反应如下
10、，反应后的产物为硫酸铝与灰的混合物： CaCO3 CaO + CO2 SO2 + CaO + 1/2O2 CaSO3 近几年，循环流化床锅炉脱硫工艺在国内外发展较快，已投运的单台循环流化床锅炉蒸发量440t/h，已在河北石家庄热电厂投运,国内引进300MW级循环流化床示范工程正在四川建设中。1.1.5海水脱硫工艺 海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中SO2的目的的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的烟气，烟气中的SO2被海水吸收除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气加热器（如有）加热后排放，海水吸收SO2与海水中的Mg（OH）2反应生成MgSO3,再经曝气池曝气处
11、理，MgSO3被氧化成MgSO4后排入大海。 海水脱硫的主要原理为：第一步： 海水吸收和反应（塔内）SO2 + H2O H2SO3Mg（OH）2 + H2SO3 MgSO3 + 2H2O第二步： 曝气（曝气池） MgSO3 + 1/2O2 MgSO4 从海水脱硫的原理可以看出，海水脱硫工艺十分简单，但是，海水脱硫工艺首先使用于海边、用海水作冷却水、海水的扩散条件好、燃用低硫煤的电厂，由于受地理条件的限制，海水脱硫工艺在电厂烟气脱硫中的所占比例较小，目前，世界上许多国家如印度、西班牙等相继安装了海水脱硫装置，在我国深圳西部电厂安装的一台300MW机组的海水脱硫装置，作为试验示范项目现已投入运行。
12、1.1.6 电子束照射烟气脱硫工艺 电子束照射烟气脱硫（简称EBA）技术是一种物理与化学相结合的新技术，此工艺是利用电子加速器产生的等离子体氧化烟气中的90%的SO2和80%NOx，并加入NH3反应，生成（NH4）2SO4和NH4NO3，来实现烟气脱硫脱硝的目的，同时生成的副产品可以作肥料。其工艺流程是从锅炉引风机出口引出烟气，进入冷却塔降温、去尘后，进入反应器脱硫。在反应器中，喷入软化水吸收反应产生的热量，同时喷入氨气。在反应器中，反应物被电子加速产生的高能电子速辐照，发生脱硫脱硝反应，反应器出口烟气温度约为60，随后经电除尘器将脱硫副产品与烟气分离，脱硫后烟气经脱硫增压风机送入烟囱排放。电
13、子束干法脱硫工艺原理如下：A 在辐射场中，被加速的电子与分子/离子发生非弹性碰撞， 或者分子/离子间的碰撞，生成活性集团氧化性物质： O2 ，H2O +e OH, H, H2O, O -1 eB. 活性集团与气态污染物发生反应：对于NOx NO + O NO2 NO2 + OH HNO3 对于SO2 SO2 + OH HSO3 SO2 + O SO3 HSO3 + OH H2SO4 C与加入的氨气反应生成溶胶微粒，荷电被捕集 HNO3 + NH3 NH4NO3 H2SO4 + 2NH3 （NH4）2SO4 事实上，除了上述一些反应过程外，还存在亚硫酸铵或硫酸氢铵等气溶微粒的形成，以及这些微粒在
14、辐射场中进一步氧化成硫酸铵的反应过程。 1995年，在四川成都热电厂建造了每小时处理300000Nm3烟气量的电子束干法脱硫工业试验示范装置，1997年5月建成，全套装置投运后通过国家鉴定；2001年在杭州协联热电有限公司建成一套电子束脱硫装置,处理烟气量为305400Nm3。1.1.7 氨法脱硫工艺 氨法脱硫原理是利用氨水吸收烟气中的SO2，生成的硫酸铵可用来制作化肥。 具体原理如下： SO2 + 2NH3H2O （NH4）2SO3 + H2O SO2 + （NH4）2SO3 + H2O 2NH4HSO3 NH4HSO3 + NH3 2NH4HSO3 + O2 + 2NH3H2O 2（NH4
15、）2SO4 + H2O HCl + NH3H2O NH4Cl + H2O 使用NH3吸收烟气中的SO2始于70年代的美国，但是由于在吸收过程中，氨蒸气泄露到烟气中，产生细小的（NH4）2SO3、（NH4）2SO3和NH4Cl微粒，形成可视的、难以除去的烟雾，目前美国、德国已初步解决了这一问题，生产的化肥也能满足化肥规范的标准，该工艺技术受到吸收剂来源和脱硫副产品（液态硫酸铵）处理的限制，需要在附近有大型氨合成工厂和化肥厂结合在一起。 2 岗位范围及任务2.1岗位范围从烧结机主抽风机出口烟道原烟气挡板门开始到烧结烟气脱硫塔顶烟囱，界内烟气系统、SO2吸收系统、石灰石浆液制备及输送系统、工艺水系统
16、、石膏脱水系统、事故浆液排空系统、压缩空气系统、废水处理系统、在线监控系统等烟气脱硫全部设施的操作、维护、巡检等工作。2.2岗位任务2.2.1保障脱硫后烟气各项排放浓度达到设计指标。2.2.2确保脱硫系统安全稳定、高效低耗运行。2.2.3获得品质合格的石膏副产物。2.2.4脱硫废水合格排放。3 石灰石-石膏法脱硫反应原理烟气中SO2的去除在吸收塔内进行，吸收塔内发生的主要化学反应过程如下：（1）SO2的吸收：含有SO2的烟气与喷嘴喷出的石灰石浆液在吸收塔内接触, SO2大部分被石灰石浆液吸收，反应如下：（2）石灰石的溶解：加入石灰石，一方面可以消耗溶液中的氢离子，另一方面提供了生成石膏所需的钙
17、离子，石灰石的消溶反应如下：（3）氧化反应：工艺上采用向反应区鼓入空气以提高浆液中氧浓度的方法，使可溶性亚硫酸盐和亚硫酸氢盐几乎完全氧化成硫酸盐，来提高石膏的质量。（4）石膏的结晶：形成硫酸盐之后，吸收SO2的反应进入最后阶段，即生成石膏CaSO42H2O结晶，并从溶液中析出。此外，还发生以下副反应：石膏中CaSO31/2H2O的含量大小与氧化是否充分有关，氧化越充分，其含量越低，石膏纯度越高。上述反应中第一步是较关键的一步，即S02被浆液中的水吸收。根据S02的化学特性，S02在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分S02吸收下来。但随着浆液中HSO3和SO3
18、2离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率，不光要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的不断的更新。上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程，目的就是在于不断地去掉浆液中的HSO3和SO32离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。4 分系统工艺描述及主要设备4.1 石灰石浆液制备及输送系统4.1.1 工艺描述本工程脱硫剂采用520mm的石灰石块，由卡车卸入卸料斗，再经振动给料机送至斗式提升机，然后进入石灰石料仓，再经皮带称重给料机送至湿式球磨机内，同时向球磨机添加适量的工艺水或滤液，石灰石经过湿式球磨机内钢球的强力
19、研磨和出口滤网过滤后，浆液自流至石灰石浆液循环箱，然后再由石灰石浆液循环泵送至石灰石浆液旋流器进行分离。旋流器底流进入湿式球磨机入口进行重磨，而旋流器溢流部分为合格的石灰石浆液，通过浆液分配器自流入石灰石浆液箱或进行再循环。4.1.2 主要设备石灰石制浆及输送系统主要包括卸料斗、斗式提升机、石灰石料仓，皮带秤给料机、湿式球磨机、石灰石浆液旋流器、石灰石浆液箱、石灰石浆液输送泵等设备。（1）卸料斗卸料斗起石灰石卸料过程中临时存储的作用。石灰石块由自卸卡车送入钢制卸料斗，料斗上部有钢蓖，防止大粒径的石灰石进入。卸料斗呈方锥形，下部出口装有拉杆阀门，控制下料的速度，（2）斗式提升机斗提机系采用板式套
20、筒滚子链为牵引构件，料斗固定在链板上并连续布置，采用流入式喂料，物料流入料斗内靠板链提升到顶端，在物料重力作用下自行卸料。（3）石灰石料仓石灰石料仓底部成锥形。料仓的顶部设有密封的人孔。料仓顶部设有布袋除尘器，布袋鼓吹气体为压缩空气，料仓上配有用来测量物料高度的料位计，同时也用于远程指示。（4）皮带秤给料机电子皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。在皮带秤上有一个称重传感器装在称重桥架上，工作时，将检测到皮带上的物料重量送入称重仪表，同时由测速传感器测得皮带输送机的速度信号也送入称重仪表，仪表将
21、速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量，并分别显示出来。给料机包括皮带调节的螺旋拉紧装置，导向轮和皮带清扫装置等。皮带秤给料机配有就地称重控制箱，具有瞬时流量指示、累计流量指示功能。（5）湿式球磨机石灰石湿式球磨机系采用中心传动的球磨机，利用旋转的滚筒带动筒内钢球运动，通过钢球对石灰石块的撞击、挤压、研磨，实现石灰石块的破碎并且磨制成细小粉末。球磨机筒内衬有阶梯衬板，内装一定数量直径3060mm的钢球（其中中球50%、大、小球各25%）和被磨物料及适量的水。电动机经过变速箱带动圆筒产生旋转运动，研磨体在离心力的作用下，贴在筒体内壁与筒体一起旋转上升，当研磨体被带到一定高度时，由于
22、受到重力作用而被抛出，并以一定的速度下落，通过钢球对石灰石块的撞击以及钢球之间、钢球与衬板之间的研压，把石灰石磨碎，和水搅拌、混合成浆液。（6）石灰石浆液旋流器水力旋流器作为一种常见的分离分级设备，其工作原理是离心沉降。当石灰石浆液以一定压力沿切线方向进入旋流器内，浆液遇到器壁后被迫作回转运动，而固体颗粒则依原有的直线运动的惯性继续向前运动。粗颗粒惯性力大，能够克服水力阻力靠近器壁，而细小颗粒惯性力较小，未及靠近器壁即随浆液作回转运行。在后续给料的推动下，浆液继续向下和回转运动，固体颗粒相应产生惯性离心力，于是粗颗粒继续向周边浓集，而细小颗粒则停留在中心区域，这样就产生了粗细颗粒由器壁向中心的
23、分层排列。随着浆液从旋流器的柱体部分流向椎体部分，流动断面越来越小，在外层浆液收缩压迫之下，内层浆液不得不改变方向，转而向上流动。于是在旋流器内形成了两组旋流器：外层向下的旋转流和内层向上的旋转流。即大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，回到球磨机重新研磨，而大部分细颗粒由溢流管排出，制得的合格石灰石浆液进入浆液箱。石灰石浆液旋流器是一个带有圆柱部分的锥形容器。锥体上部内圆锥部分叫液腔。圆锥体外侧有一进液管，以切线方向和液腔连通。容器的顶部是溢流口，底部是底流口（也叫排料口）。（7）石灰石浆液箱石灰石浆液箱用于贮存球磨机制得的30%浓度的合格石灰石浆液。为防止浆液沉淀，石灰石浆液箱设搅拌器一台。（8
24、）石灰石浆液输送泵石灰石浆液输送泵为离心泵，将浆液箱内合格的石灰石浆液输送至吸收塔，每套装置各设2台石灰石浆液给料泵，一运一备。4.2 烟气系统4.2.1 工艺描述 180以下的原烟气自烧结引风机出来，通过原烟气挡板门经离心增压风机增压后进入吸收塔，原烟气在吸收塔内与浆液逆流接触而被冷却、饱和，其中的SO2被吸收。经过喷淋洗涤和除去雾滴的净烟气由吸收塔顶烟囱排出。烟气也可通过旁路挡板门经旁路烟道直接排至烟囱。4.2.2 主要设备烟气系统主要设备包括：增压风机、烟气挡板、挡板门密封系统等。（1）增压风机增压风机用于烟气提压，以克服FGD系统烟气所受阻力。增压风机采用双吸单出离心风机。离心风机工作
25、原理：依靠机壳内高速旋转的叶轮，使离心式风机内气体受到叶片的作用而产生离心力，将外部气体吸入旋转叶轮的中心处，在离开叶轮叶片时，气体流速增大，使气体在流动中把动能转换为静压能，从而使气体增压。（2） 烟气挡板每套FGD系统均设有原烟气和旁路两块烟气挡板门。烟气挡板门为单轴双百叶结构，执行机构采用电动机驱动，旁路挡板门具有快开功能。（3）挡板密封系统所有挡板都配有密封空气系统，挡板处于关闭位置时，联动打开密封空气阀门，密封空气进入挡板门叶片间，在挡板内形成正压以阻断挡板两侧烟气流通。挡板开启时，会联动关闭密封空气阀。挡板密封空气系统包括2台密封空气风机和一台电加热器。密封空气压力维持比烟气最高压
26、力高500pa。为防止烟气挡板门变形及结露腐蚀，密封空气需经电加热器加热，温度控制至70以上。4.3 吸收塔系统4.3.1 工艺描述由引风机来的热烟气经增压风机增压后，进入吸收塔喷淋进行脱硫。在吸收塔内，烟气与石灰石浆液逆流接触，被冷却到绝热饱和温度，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石反应，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反应而被吸收。脱硫后的饱和烟气温度约50，经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入塔顶烟囱。氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池，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（CaSO42H2O）。产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵抽出送至石
27、膏水力旋流器进行一级脱水，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机进行二级脱水，得到合格的石膏产物。4.3.2 主要设备（1） 吸收塔吸收塔为圆柱形空塔，塔的下部为浆液池，设三个侧进式搅拌器。氧化空气由三根矛式喷射管送至浆池的下部，每根矛状管的出口靠近搅拌器位置。烟气进口上方的吸收塔中上部区域为喷淋区，喷淋区设三个喷淋层，喷淋层上方为除雾器，共二级。本装置吸收塔采用就地强制氧化喷淋塔，该塔具有以下特点：1）吸收塔喷淋装置是由分配母管和喷嘴组成的网状系统，每台吸收塔循环泵均对应一个喷淋层，每层喷淋装置上布置有48个空心锥喷嘴。2）吸收塔为空塔结构，塔内压降小。3）吸收塔内部表面无结垢、堵塞问题。4）氧
28、化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏（CaSO42H2O）的结晶。（2） 吸收塔浆液循环泵浆液循环系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台浆液循环泵，每台吸收塔配三台浆液循环泵。运行的浆液循环泵数量根据烟气负荷的变化和烟气中SO2的变化来确定，以达到要求的脱硫率。吸收塔浆液循环泵采用单级卧式离心泵，其工作原理为：叶轮高速旋转时产生的离心力使流体由叶轮中心向外缘作径向运动，即流体通过叶轮的运动过程中获得能量，并高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在泵壳内，流体因流道逐渐扩大而减速，将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。在流体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空，在液面压力的作用下，液体经吸入管进入泵内。（3） 浆液喷淋系统浆液喷淋系统包括喷淋组件及喷嘴，喷嘴采用碳化硅制成，喷淋层采用的是FRP复合材料。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷嘴为空心锥形式，其作用是将石灰石/石膏浆液雾化。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，吸收浆液由喷嘴
