上海申弘閥門有限公司
1 炭基催化法煙氣脫硫技術
2 石灰石——石膏法煙氣脫硫工藝
3 旋轉噴霧干燥煙氣脫硫工藝
4 磷銨肥法煙氣脫硫工藝
5 爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫工藝
6 氨水洗滌法脫硫工藝
7 海水脫硫工藝 海水脫硫工藝
炭基催化法煙氣脫硫技術
該技術是以四川大學國家煙氣脫硫工程技術研究中心多項為技術支撐，主要針對目前國內工業(yè)生產企業(yè)在生產過程中所產生的二氧化硫污染，如化工廠、鋼鐵廠、冶煉廠、電廠的生產過程及鍋爐燃燒過程中排放的含二氧化硫的廢氣，利用農作物秸稈、菌渣及廢舊輪胎等生活及生產廢棄物制作炭基催化劑，將廢氣經除塵、調質后通過炭基催化劑層，使SO2在催化劑表面與O2進行催化反應，后將其轉化為硫酸，從而達到減少污染排放，回收硫資源的目的。
其技術優(yōu)勢在于催化劑原料來源廣泛且脫硫*、脫硫工藝集成度高、工藝流程短、副產物為硫酸以及硫酸鹽復合肥料，實現了以廢治廢、清潔脫硫、節(jié)能減排的目的，為改變傳統(tǒng)的“高開采、高消耗”的污染治理模式提供了一條新的技術模式。目前該技術已被列為國家“當前優(yōu)先發(fā)展的高技術產業(yè)化重點領域”項。
石灰石——石膏法煙氣脫硫工藝
石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用廣泛的一種脫硫技術，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。 它的工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。經吸收塔排出的石膏漿液經濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經過除霧器除去霧滴，再經過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫
比較低，脫硫效率可大于95% 。
旋轉噴霧干燥煙氣脫硫工藝
噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔內的霧化裝置，在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應生成CaSO3,煙氣中的SO2被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來。脫硫后的煙氣經除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入制漿系統(tǒng)進行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。 噴霧干燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，脫硫率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應用范圍（8%）。脫硫灰渣可用作制磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑 。
磷銨肥法煙氣脫硫工藝
磷銨肥法煙氣脫硫技術屬于回收法，以其副產品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附（活性炭脫硫制酸）、萃?。ㄏ×蛩岱纸饬椎V萃取磷酸）、中和（磷銨中和液制備）、吸收（ 磷銨液脫硫制肥）、氧化（亞硫酸銨氧化）、濃縮干燥（固體肥料制備）等單元組成。它分為兩個系統(tǒng)： 煙氣脫硫系統(tǒng)——煙氣經除塵器后使含塵量小于200mg/Nm3，用風機將煙壓升高到7000Pa，先經文氏管噴水降溫調濕，然后進入四塔并列的活性炭脫硫塔組（其中一只塔周期性切換再生），控制一級脫硫率大于或等于70%，并制得30%左右濃度的硫酸，一級脫硫后的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經分離霧沫后排放。 肥料制備系統(tǒng)——在常規(guī)單槽多漿萃取槽中，同一級脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉（P2O5 含量大于26%），過濾后獲得稀磷酸（其濃度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作為二級脫硫劑，二級脫硫后的料漿經濃縮干燥制成磷銨復合肥料。
爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫工藝
爐內噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段，以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛850~1150℃溫度區(qū)，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由于反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應器內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣進而與煙氣中的二氧化硫反應。
當鈣硫比控制在2.0~2.5時，系統(tǒng)脫硫率可達到65~80%。由于增濕水的加入使煙氣溫度下降，一般控制出口煙氣溫度高于露點溫度10~15℃，增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發(fā)，未反應的吸收劑、反應產物呈干燥態(tài)隨煙氣排出，被除塵器收集下來。 該脫硫工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應用，采用這一脫硫技術的大單機容量已達30萬千瓦。
此工藝所產生的副產物呈干粉狀，其化學成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在10~20萬千瓦等級機組。由于其占地面積少，投資較省，尤其適合于老機組煙氣脫硫。
脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復循環(huán)達百次之多，故吸收劑利用率較高。 此工藝所產生的副產物呈干粉狀，其化學成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在10~20萬千瓦等級機組。由于其占地面積少，投資較省，尤其適合于老機組煙氣脫硫。
氨水洗滌法脫硫工藝
該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經煙氣換熱器冷卻至90~100℃，進入預洗滌器經洗滌后除去HCI和HF，洗滌后的煙氣經過液滴分離器除去水滴進入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的SO2被洗滌吸收除去，經洗滌的煙氣排出后經液滴分離器除去攜帶的水滴，進入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經洗滌塔頂的除霧器除去霧滴，進入脫硫洗滌器。再經煙氣換熱器加熱后經煙囪排放。洗滌工藝中產生的濃度約30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔，可以送到化肥廠進一步處理或直接作為液體氮肥出售，也可以把這種溶液進一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。
海水脫硫工藝
該工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內，大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內的燃煤煙氣，煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經除霧器除霧、經煙氣換熱器加熱后排放。吸收二氧化硫后的海水與大量未脫硫的海水混合后，經曝氣池曝氣處理，使其中的SO32-被氧化成為穩(wěn)定的SO42-，并使海水的PH值與COD調整達到排放標準后排放大海。海水脫硫工藝一般適用于靠海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。
1. 濕法脫硫技術比較
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。當前我國環(huán)境形勢相當嚴峻，在新頒布的國家標準《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）中，對電廠的SO2排放提出了更嚴格的要求，必須采用濕法脫硫技術，才能使SO2的排放濃度滿足環(huán)保要求。
濕法工藝是指脫硫劑以液漿形式噴入反應器，而脫硫產品也以液漿形式排出的系統(tǒng)。適用于中小型鍋爐煙氣脫硫技術，依采用的脫硫劑不同，常用的主要有石灰（石）法、氧化鎂法、雙堿法、氨法等幾類。濕法脫硫因其脫硫效率高、適應范圍廣而得到廣泛運用，*為85%以上。中小型脫硫產物的處理國內外多采用拋棄法處理。
A、 石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝
石灰（石）/石膏濕法脫硫工藝是采用石灰石（CaCO3）或石灰(CaO)作脫硫吸收劑原料，經消化處理后加水攪拌制成氫氧化鈣(Ca(OH)2)作為脫硫吸收漿。石灰或吸收劑漿液噴入吸收塔，吸附其中的SO2氣體，產生亞硫酸鈣，進而氧化為硫酸鈣（石膏）副產品。
該工藝的優(yōu)點主要是：
（1）脫硫效率高，在Ca/S比小于1.1的時候，脫硫效率可高達90％以上； （2）吸收劑利用率高，可達到90％； （3）吸收劑資源廣泛，價格低廉；
（4）適用于高硫燃料，尤其適用于大容量電站鍋爐的煙氣處理； （5）副產品為石膏，高品位石膏可用于建筑材料。 該工藝的缺點是：
（1）系統(tǒng)復雜，占地面積大；
（2）造價高，一次性投資大；（在美國，單位一般造價在 $150— 200/kW；在中國，重慶珞璜電廠一期煙氣脫硫工程2×360MW脫硫裝置占電廠總投資的11.15%，太原*熱電廠高速平流簡易濕式300MW機組的600000m3/h脫硫裝置的單位造價約RMB650元/kW，杭州半山電廠2×125MW和北京*熱電廠 2×410t/h鍋爐脫硫裝置單位造價更高達 RMB 1600/KW）； （3）運行問題較多——由于副產品CaSO4易沉積和粘結，所以，容易造成系統(tǒng)積垢，堵塞和磨損；（而雙減法在系統(tǒng)內產物是NaSO3,不會造成堵塞和積垢）
（4）運行費用高，高液/氣比所帶來的電、水循環(huán)和耗量非常大； （5）副產品處理問題——目前，世界上對該副產品處理，主要采用拋棄和再利用兩種方法：西歐和日本因缺乏石膏資源，所以用此副產品做建筑用石膏板，與此同時，當地建筑規(guī)范也為該產品的推廣使用提供了方便。但對副產品石膏的成分要求嚴格（CaSO4>96%）。在美國，因天然石膏資源豐富，空地較多，過去一般采用拋棄處理。在中國，天然石膏資源豐富，而石灰石的成分卻很難保證，因此脫硫石膏的成分不穩(wěn)定，建筑行業(yè)很難采用；對于建在城市近郊或工業(yè)區(qū)的需要脫硫的電廠，又很難容納大量石膏渣液的拋棄，即使有空閑場地拋棄，從長遠來講，仍然可能造成固體廢棄物的二次污染。因而副產物處理存在問題。
（6）由于該工藝技術成熟，運用廣泛，目前國家有相應技術規(guī)范，但國家環(huán)?？偩衷诿摿蚣夹g指導文件中明確指出該種方法適用于大型電站鍋爐的脫硫，中小鍋爐運用存在規(guī)模不經濟等問題。
（7）為適應國內中小型鍋爐的煙氣脫硫，對該工藝進行了改造運用，減少脫硫劑制備和石膏生成系統(tǒng)尚可，但其他部分的或缺帶來諸多問題，因此要謹慎用之。
B、雙堿法脫硫工藝
為降低鈉基脫硫的運行費用，發(fā)展了“雙堿法”工藝。“雙堿法”是指脫硫吸收過程采用反應性能好的鈉基或鎂基吸收劑，其產生的副產品又與鈣基吸收劑反應，將鈉基或鎂基脫硫吸收劑再生還原重復使用，再生反應中產生的石膏成為終副產品。運用鈉基脫硫，消耗的卻是廉價的石灰石（石灰），該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點，解決了石灰法的效率低、易結垢問題，又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點。由于脫硫和再生反應的復雜性，此法的理想實現有一定的工藝難度，目前正在逐步實踐和成熟中，適用于中小型鍋爐脫硫使用。脫硫副產物為亞硫酸鈣或硫酸鈣（氧化后），或將其氧化后制成石膏；或者直接將其與粉煤灰混合，可增加粉煤灰的塑性，增加粉煤灰作為鋪路底層墊層材料的強度。多數直接與鍋爐灰渣一起集中處理，不產生二次污染。
C、氨法脫硫工藝
該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產品為硫酸銨。氨法脫硫作為一種脫硫工藝，在國內外都做過不少研究，但均停留在試驗和小規(guī)模運用階段。目前主要運用于氨來源豐富方便和硫酸銨便于處理的企業(yè)，如化肥廠或其附近。該工藝運用受限，究其原因主要有如下幾個：
（1） 簡單氨法脫硫充其量只是表面上的脫硫，由于其噴水回收法實際上會造成大量的亞硫酸銨的泄漏和氨的泄漏，而亞硫酸銨易于分解（受熱60-70℃即開始分解）出SO2，實際上等于沒處理，而且氨的泄漏本身又增加了污染。
（2）由德國比曉夫公司擁有技術的深度氨法脫硫工藝，雖然用技術解決了亞硫酸銨和氨氣氣溶膠泄露的問題，但仍無法避免亞硫酸銨分解的問題。而且其系統(tǒng)之復雜、投資之大要遠遠超過簡易氨法脫硫。
（3）氨法脫硫的副產物亞硫酸銨/硫酸銨的去向是氨法脫硫的另一個大問題：(a)如果不回收，排向水體，會對環(huán)境水體造成巨大污染，引發(fā)富營養(yǎng)化等問題。國家環(huán)保法有明確規(guī)定，環(huán)境水體絕不容許排放亞硫酸銨/硫酸銨。同時，如果副產物不回收，則運行成本太高，企業(yè)不可能承受；(b)如果將副產物制成氨肥，則投資成本大大增加，而且氨肥能否銷售得出去也是一個未知數，畢竟市場氨肥的需求有限，氨法脫硫產生的氨肥的品質與普通市面上售氨肥的差別也是一個問題，硫酸銨是一種低質氮肥，國內產量過剩，使用會使土壤板結。
（4）氨法脫硫的脫硫劑氨的運輸、貯存、防泄漏均有一定要求對于靠近城鎮(zhèn)區(qū)域內而言，易造成居民的抗議。
氨法脫硫的優(yōu)點：
（1）適用范圍廣，不受含硫量、鍋爐容量的限制。
由于吸收劑氨比石灰石或石灰活性大，并且在設計時也考慮留有一定的裕度，因而氨法脫硫裝置對煤質變化、鍋爐負荷變化的適應性強。這在我國能源供應緊張、來什么煤燒什么煤的情況下，更顯現出它的優(yōu)勢。氨法脫硫的特點之一是含硫越高，硫酸銨的產量就越大。
（2）脫硫效率很高，很容易達到95%以上。脫硫后的煙氣不但二氧化硫濃度很低，而且煙氣含塵量也大大減少。
（3）吸收劑易采購，可有三種形式：液氨、氨水、碳銨。
（4）氨法脫硫裝置對機組負荷變化有較強的適應性，能適應快速啟動、冷態(tài)啟動、溫態(tài)啟動、熱態(tài)啟動等方式；適應機組負荷35％BMCR～140％BMCR狀態(tài)下運行。
（5）國內外有成功運行的實例，運行可靠性好，無結垢問題發(fā)生。
總之，簡易氨法脫硫肯定不行，深度氨法脫硫的選擇要特別慎重。對于脫硫劑取得十分容易，廢液又有去向的企業(yè)采用氨法 脫硫技術也許是一個不錯的選擇。
D、氧化鎂脫硫法
根據氧化鎂再生反應的特性，通過外部再生誘導結晶工藝，生成高pH 值、高吸收活性的亞硫酸鈉、亞硫酸鎂混合吸收清液，并采用與循環(huán)吸收清液特性相適應的霧化噴淋吸收技術來提高吸收效率，從而達到高脫硫效率、高運行可靠性、低投資費用、低運行成本的目的。
氧化鎂吸收SO2的濕法脫硫方式是目前適合于中、小型鍋爐煙氣脫硫技術為成熟的脫硫方式之一。綜合氫氧化鎂脫硫法具有以下四個特點:
（1） 氧化鎂原料取得容易
目前包括在日本、首爾、東南亞地區(qū)、中國臺灣地區(qū)等均有普遍使用的實績和經驗，而所使用的的氧化鎂大部分均來自大陸地區(qū)。我國擁有豐富的氧化鎂資源，儲量約為160億噸，占*的80%左右，環(huán)渤海灣的山東、遼寧地區(qū)以及山西都有豐富的產量。由于廣泛地運用，使該技術相對于其他脫硫技術更加成熟。
（2） 循環(huán)液呈溶液狀，不易結垢，不會堵塞
氧化鎂濕法的脫硫產物硫酸鎂是一種溶解度很大的物質，因此在吸收塔脫硫的反應過程中，不似石灰石(石灰)/石膏法會產生結垢或堵塞的問題。
（3） 脫硫后溶液，處理后可直接排放，無二次污染。
石灰石(石灰)/石膏法、氨/硫銨法、氧化鎂法等所產生的產物都能綜合利用，但不同的回收方式都導致脫硫系統(tǒng)復雜、一次投資和運行費用的提高。因此，是否考慮脫硫副產物的利用，都必須針對每個項目進行綜合分析，如果氫氧化鎂脫硫產物進行綜合利用，可在濃縮干燥后再煅燒回用氧化鎂，同時還可生產硫酸；脫硫產物也可在一定控制條件下生產附加值較大的七水硫酸鎂。但根據目前國內外運行之經驗，綜合考慮初投資和運行費用等，針對中小型鍋爐使用的氫氧化鎂脫硫法一般均使用拋棄法，即產生的硫酸鎂溶液經過濾后，將廢液直接排入河流或海中。當然，部分電廠可以根據自身條件，將廢液排入沖灰渣水池中再利用，或排入全廠廢水處理系統(tǒng)中統(tǒng)一處理。
（4）脫硫效率高。脫硫劑為高濃度、高吸收活性的亞硫酸鎂溶液，其脫硫效率高于95%，能將煙氣中( SO2) 降低至50 mg /m3 以下。
（5）投資省。采用高pH 值的清液循環(huán)體系，無需考慮設備的腐蝕性，設備材質為普通碳鋼，因此投資較普通的氧化鎂法脫硫技術降低10%以上。
（6）運行成本低。由于吸收液的吸收活性好，氣液比為1 500 ～2 000，較其他濕法脫硫技術高，吸收液循環(huán)量小，脫硫塔阻力小，電耗低。同時，由于該系統(tǒng)中氧化鎂無需熟化，較需蒸汽熟化的傳統(tǒng)氧化鎂技術而言，直接節(jié)省了蒸汽消耗。
（7）運行可靠性高。采用高pH 值清液循環(huán)體系，不會造成管路堵塞和設備腐蝕，脫硫裝置可靠性高。
（8） 煙氣波動適應性強。采用清液循環(huán)體系，溶液吸收活性高，與一般煙氣脫硫系統(tǒng)相比，具有更高的適應煙氣波動性能，煙氣可在20% ～ 110%波動。
（9） 脫硫產物易處置。亞硫酸鎂清液法脫硫產物為硫酸鎂溶液，簡單處理即能達標排放，其中的污泥主要為原料氧化鎂中所含雜質，其污泥量僅為石灰石－ 石膏法的1 /20，污泥量極少便于處理。
綜上所述，每一種脫硫技術都有其特點，適用于不同的脫硫環(huán)境和要求。電廠依據自身環(huán)境標準要求、現場情況、脫硫劑供應和鍋爐規(guī)模及燃煤含硫多少，結合脫硫技術特點，選擇投資省、技術成熟完善、運行安全可靠費用低和無二次污染的實用技術。對于大量中小型燃煤鍋爐或脫硫改造工程，由于情況各異或限于投資，對適宜脫硫技術的選擇變得尤為重要。《燃煤二氧化硫排放污染防治技術政策》的通知(環(huán)發(fā)[2002]26號)中規(guī)定燃用含硫量≥2％煤的機組、或大容量機組(≥200MW)的電廠鍋爐建設煙氣脫硫設施時，宜優(yōu)先考慮采用濕式石灰石—石膏法工藝，脫硫率應保證在90％以上，投運率應保證在電廠正常發(fā)電時間的95％以上。
針對65t/h—670t/h電站鍋爐，選擇何種技術，要依據企業(yè)具體情況和當地環(huán)保標準要求而定，要選擇成熟運用技術，確保安全可靠運行，以能夠因地制宜、以廢治廢的技術工藝為*。 與本文相關的論文有：五陽煤礦應用閥門案例
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