湿法脱硫技术的原理、工艺流程等

湿法脱硫分为很多种，其中包括氨水洗涤法脱硫工艺（简称：氨法脱硫）与石灰-石膏法脱硫工艺类似，它是以液氨或氨水作为脱硫剂的一种先进、高效、经济的脱硫系统。在吸收塔内，吸收溶液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与溶液中的(NH4)2SO3 和NH4HSO3进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为硫酸氨晶体。

脱硫系统主要由烟气系统、吸收塔系统、吸收剂制备系统、浓缩塔系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。

工艺流程：

锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>浓缩塔—>吸收塔—>烟囱

湿法脱硫工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经过破碎磨细成粉状，与水混合搅拌制成吸收浆液，在吸收塔内，通过石灰石浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行氧化反应被脱除，最终反应产物为石膏。

湿法脱硫，特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高，如用石灰做脱硫剂时，当Ca/S=1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初投资大，运行费用也较高。

石膏法：

该技术与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏），脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90 %的脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜，并易于运输与保存，因而自8 0年代以来石灰石已经成为石膏法的主要脱硫剂。当今国内外选择火电厂烟气脱硫设备时，石灰石/石膏强制氧化系统成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。

石灰石/石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S=1时，脱硫效率大于90%）、吸收剂利用率高（可大于90%）、设备运转率高（可达90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。

抛弃法:

以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂，在吸收塔内对SO2烟气喷淋洗涤，使烟气中的SO2反应生成CaSO3和CaSO4，这个反应关键是Ca2+的形成。石灰石系统Ca2+的产生与H+的浓度和CaCO3的存在有关；而在石灰系统中，Ca2+的生产与CaO的存在有关。石灰石系统的最佳操作PH值为5.8—6.2，而石灰系统的最佳PH值约为8（美国国家环保局）。

石灰石/石灰抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备装置、吸收塔和脱硫后废弃物处理装 置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石/石灰抛弃法，结垢与堵塞是最大问题，主要原因在于：溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积：氢氧化钙或碳酸钙沉积或结晶析出；反应产物亚硫酸钙或硫酸钙的结晶析出等。所以吸收洗涤塔应具有持液量大、气液间相对速度高、气液接触面大、内部构件少、阻力小等特点。洗涤塔主要有固定填充式、转盘式、湍流塔、文丘里洗涤塔和道尔型洗涤塔等，它们各有优缺点，脱硫效率高的往往操作的可靠性最差。脱硫后固体废弃物的处理也是石灰石/石灰抛弃法的一个很大的问题，主要有回填法和不渗透地存储法，都需要占用很大的土地面积。由于以上的缺点，石灰石/石灰抛弃法已被石灰石/石膏法所取代。

1）SO2+H2O→H2SO3 吸收

2）CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和

3）CaSO3+1/2O2→CaSO4 氧化

4）CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2OCaSO4+2H2O→CaSO42H2O结晶

6）CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制

湿法脱硫大致可以分为以下两种：石膏法该技术与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏)，脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90%的脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜，并易于运输与保存，因而自80年代以来石灰石已经成为石膏法的主要脱硫剂。当今国内外选择火电厂烟气脱硫设备时，石灰石/石膏强制氧化系统成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。博莱达环境专注{烟气脱硫脱硝技术}研发,3A环保高新企业，{烟气脱硫脱硝技术},就问博莱达环境深谙各种脱硫脱硝技术,不断创新研发, 结合行业特点和企业现状,提供比对优选方案, 致力为客户提供最划算的方案,最放心的工艺。

脱硫工艺流程是：

 

脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。  

“石灰石-石膏”湿法脱硫工艺锅炉引风机排出的原烟气由增压风机导入脱硫系统，通过GGH（气体加热器）进行热交换后烟气进入吸收塔。      

锅炉引风机排出的原烟气由增压风机导入脱硫系统，通过GGH（气体加热器）进行热交换后烟气进入吸收塔。在吸收塔内，原烟气自下而上通过塔身，遇喷淋系统喷出的雾状石灰石浆液逆流混合，脱硫后的净烟气经喷淋系统上部的除雾器除去烟气所携带的雾滴后排除吸收塔进入GGH，经过GGH换热升温后经烟囱排出。

扩展资料：

高效雾化脱硫除尘技术主要通过研究烟尘及二氧化硫等有害物质的化学成分与物流运动特性，利用流体力学、空气动力学、化学、机械学等。

集实心喷雾技术、雾化洗涤技术、凝聚雾化技术、冲击湍流技术、过滤吸收技术、除雾分离技术等高科技于一体的多科学、多工艺的环保技术，该技术的主要特点是它具有使用寿命长，高效低阻节能，占地小，造价低，运行费用低，维修率低，管理方便，灰水闭路循环，无二次废水及扬尘污染。

烟尘经处理后各项指标低于国家环境保护排放标准，符合国家鼓励发展（高效、耐用、低阻、低费用）环保产业政策，实现了高效除尘、脱硫、脱氮、除雾一体化同时完成的大气污染控制净化目的。

对减轻酸雨、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘、可吸入悬浮微粒等有害物质，改善大气环境质量有很大的环境效益、社会效益、与经济效益，也有很好的市场前景。

脱硫工艺技术原理：

烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔，与自上而下喷淋的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触，其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收，烟气得以充分净化；吸收SO2后的浆液反应生成CaSO3，通过就地强制氧化、结晶生成CaSO4•2H2O，经脱水后得到商品级脱硫副产品—石膏，最终实现含硫烟气的综合治理。

目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单。

传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。

技术原理

⒈SO2和SO3的吸收 SO2十H2O→H++HSO3- SO3十H2O→H2SO4 SO2和SO3吸收的关键是提高其他水中的溶解度，PH值越高，水的表面积越大，气相湍流度越高，SO2和SO3的溶解量越大。

2. 与石灰石浆液反应 CaCO3十2H++HSO3-→Ca2+十HSO3-+H2O十CO2 CaCO3十H2SO4 → CaSO4+H2O十CO2 CaCO3 +2HCl→CaCl2+H2O十CO2 本步骤的关键是提高CaCO3的溶解度，PH值越低，溶解度越大。

系统组成 ——烟气系统——吸收塔系统 ——制浆系统 ——浆液疏排系统 ——process water 工艺水系统 ——石膏脱水与储运系统 ——废水处理系统石灰石。

脱硫工艺是用湿法，半湿法还是干法

看奶粉罐子上的配料表，配料表中如果写有生牛乳、鲜牛奶，这就是湿法工艺生产的奶粉。如果没有那就是干法工艺生产的。湿法工艺目前很多乳企都达不到要求，做不到这点，主要的原因在于，鲜奶运到生产地早已经不新鲜了，湿法工艺加工奶粉时，要将挤下的鲜奶在10分钟内降至4℃，用低温运输车在两小时内抵达工厂，鲜奶在喷雾干燥成粉的同时加入营养素。所以这就要求奶粉企业不但要有自己的牧场、超前的技术，还要有高端的设备，在国内能够拥有全产业链的奶粉企业并不多，纽瑞滋就是湿法工艺生产的。

脱硫,泛指燃烧前脱去燃料中的硫分以及烟道气排放前的去硫过程。是防治大气污染的重要技术措施之一。[1]

目前脱硫方法一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硫等三种。随着工业的发展和人们生活水平的提高，对能源的渴求也不断增加，燃煤烟气中的SO2 已经成为大气污染的主要原因。减少SO2 污染已成为当今大气环境治理的当务之急。不少烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用，其对各类锅炉和焚烧炉尾气的治理也具有重要的现实意义。

煤的脱硫方法

编辑

①物理法： 通常用重力分离或磁分离法去除煤分中的硫化铁(黄铁矿)，以此形式存在的硫约占煤中硫分的2/3。②化学法：煤经粉碎后与硫酸铁水溶液混合，在反应器中加热至100～130℃，硫酸铁与黄铁矿反应转化为硫酸亚铁和单体硫，前者氧化后循环使用，后者作为副产品回收。③气化法：煤在1000～1300℃高温下，通过气化剂，使之发生不完全氧化，而成为煤气。煤中硫分在气化时大部分成为硫化氢进入煤气，再用液体吸收或固体吸附等方法脱除。④液化法： 煤的液化有合成法、直接裂解加氢法和热溶加氢法等。在液化过程中，硫分与氢反应生成硫化氢逸出，因此得到高热值、低硫、低灰分燃料。烟道气脱硫有干法和湿法之分。前者使用固体粉末或颗粒为吸附剂，如石灰粉吹入法，活性炭法和活性氧化锰法等。后者用液体为吸收剂，如氨吸收法、石灰石或石灰乳吸收法、氧化镁吸收法、钠 (钾) 吸收法和氧化吸收法等。燃料脱硫可回收硫分、减轻硫氧化物的污染、提高燃料的热值。

钢铁厂烧结烟气脱硫技术

随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战。钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物。1996年钢铁工业二氧化硫(SO2) 排放量为97.8万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位。烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%～60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点。随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行。国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂。目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂。因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择。目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺。

1. 烧结烟气SO2主要控制技术

目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:

1)低硫原料配入法2)高烟囱稀释排放3)烟气脱硫法。

1. 1 低硫原料配入法

烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有机硫、FeS2或FeS)与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%～95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施。

该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加。就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用。

1. 2 高烟囱稀释排放

烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000～3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.

我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下。宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放。这种方法简单易行,又比较经济。从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡。但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的。

1. 3 烟气脱硫法

低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济。但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行。

烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法。目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢。国内仅有几个小烧结上了脱硫设施。如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常。

2. 烧结烟气的特点

烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是:

1) 烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000～6000m3烟气。

2) 烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150 ℃上下。

3) 烟气挟带粉尘多。

4) 含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在 10 %左右。

5) 含有腐蚀性气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx,NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀。

6) 含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000～3000 mg/m3 .

3. 烧结烟气脱硫技术

3. 1 技术现状分析

烧结烟气脱硫的研究,日本居于世界领先地位, 按照严格的环境保护标准,在上世纪70年代建设的大型烧结厂采用了烧结烟气脱硫法,脱硫工艺多为湿式吸收法。80年代以后,主要采用钢渣石膏法、氨硫铵法、活性焦吸附法、电子束照射法等。

钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏。该法脱硫效率高、投资省。利用了废渣,但易结垢、产品不能利用。

氨硫铵法脱硫工艺是利用焦化厂产生的氨气, 脱除烧结烟气中的SO2 . 该法脱硫效率高,副产品可利用。但存在氨损、副产物稳定化、副产品品质、副产品的市场化等问题。

活性焦吸附法烟气脱硫在脱除SO2的同时,能不同程度脱除废气中的HCl 、HF等有害气体装置占地面积较小副产品经综合加工后可利用。但存在运行成本高、设备庞大且造价高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等外围系统复杂、系统长期运行稳定性差等问题。

电子束法烟气脱硫能同时脱硫脱硝,过程简单, 不产生废水废渣,副产品可用作化肥。但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用,应用范围受到限制。

3. 2 密相干塔烟气脱硫技术

密相干塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国国情开发的一种先进的半干法烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等优点。在欧洲,已有20多家相当规模的电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑工业化应用了该技术。

3. 2. 1工艺过程

该工艺的原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与密相干塔及布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,加湿后的循环灰由塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示。含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,与由塔上部进入的烟气发生反应。脱硫剂不断循环利用,脱硫效率可达95%。最终脱硫副产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓。

整个工艺流程主要包括:

1) SO2的吸收。预除尘后的烟气由塔上部入口进入,在塔内与高活性的钙基脱硫剂进行SO2 吸收反应,反应后的烟气由塔下部烟道出口排出,经除尘器除尘净化后排入大气。

2) 脱硫剂的循环利用。塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物和新吸收剂一起通过输送装置输送到塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,实现脱硫剂的循环利用。

3) 该过程发生的主要反应式如(1)～(7) 。

CaO + H2O —>Ca (OH) 2 , (1) Ca (OH) 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 •1/2H2O + H2O , (2) Ca (O H) 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 •2H2O , (3) CaSO3 •1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 •2H2O , (4) Ca (O H) 2 + CO2 CaCO3 + H2O , (5) Ca (OH) 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , (6) Ca (O H) 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. (7)

3. 2. 2 工艺特点

1) 脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中的脱硫剂颗粒在搅拌器的破碎作用及烟气强烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹着CaSO3(或CaSO4)外壳的未反应的Ca(OH)2不断裸露出来,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达95%,同时可以去除SO3、HCl、HF等

2) 耗水量低,脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常循环脱硫剂的含水质量比为3%～5%

3) 塔内的搅拌器强化了传质过程,延长了脱硫反应的时间,保证了系统的运行效果

4) 系统对不同SO2 浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强,这是该技术的显著优点

5) 脱硫剂在整个脱硫过程中处于干燥状态,操作温度高于露点,没腐蚀或冷凝现象,无废水产生

6) 塔体用普通钢材制作,无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施

7) 烟气无需再加热即可排放。

3. 2. 3 系统的自动控制

整个工艺过程设两个控制回路:通过调节加湿器内加入水量来保证密相干塔中反应的温度及恒定的烟气出口温度通过对进出口烟气流量和SO2 浓度的连续监测,调整吸收剂的加入量。

4.　建议

目前,烟气脱硫的工艺很多,对于烧结烟气的脱硫处理,要针对烟气特点并结合现场的情况,做出合理的选择。

1) 工艺选择应坚持以下原则:技术先进成熟且符合企业自身的技术和经济环境状况、设备简单可靠且操作简便、自动化程度高、投资省、脱硫率较高且稳定、运行成本与能耗低、脱硫剂来源广泛、副产品易于处理且不产生二次污染。

2) 密相干塔烟气脱硫工艺属于半干法脱硫工艺,完全符合上述的工艺选择原则,适合进行烧结烟气的脱硫处理。

3) 烧结过程中,烟气中SO2的浓度是变化的, 有时变化的幅度大且频率高,其头部和尾部烟气含 SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高。为减少脱硫装置的规模,可只将含SO2浓度高的烟气引入脱硫装置,这样可以节约大部分资金。

4) 加快推进烧结烟气脱硫技术的工业应用,逐步消除我国SO2和酸雨的污染对经济发展的消极影响,促进钢铁企业的可持续发展。